Разработка метода оценки морфологии углей для прогноза экологической безопасности их переработки

• Автор: Минаев, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание

Введение

1 Отходы переработки углей. Механизмы образования отходов и

основные методы их снижения

1.1 Основные виды отходов в процессах энергетического и технологического использования углей

1.2 Способы снижения отходов при углепереработке

1.3 Современные экологически чистые технологии энергетического

использования углей

1.4 Факторы определяющие образование отходов при энергетическом

сжигании углей

2 Объекты и метода исследования
2.1 Объекты исследования
2.2 Методы исследования 39 !
3 Метод оценки морфологии углей. Влияние морфологии на веще-
ственный состав углей, их физико-механические, сорбционные и реакционные свойства
3.1 Современные представления о генезисе веществ-
углеобразователей и генетических типах углей
3.2 Микроструктура углей разных генотипов
3.3 Алгоритм параметризации изображений микроструктур углей
3.4 Вещественный состав углей разных генотипов
3.5 Влияние генотипа углей на их физико-механические свойства
3.6 Сорбционные свойства углей
3.7 Влияние предварительной термоподготовки на физикомеханические и сорбционные свойства углей разных генотипов

4 Влияние морфологии углей на качественные характеристики во
доугольного топлива
4.1 Экспериментальные работы по получению ВУТ
4.2 Гранулометрический состав и стабильность ВУТ
4.3 Влияние генотипа углей на реакционную способность ВУТ при
сжигании
4.4 Рекомендации по выбору угольного сырья для создания экологически безопасной технологии ВУТ
5 Эколого-экономические показатели использования ВУТ
Заключение и выводы
Список литературы
Приложение
Приложение

Введение
Актуальность работы. Проблемы охраны окружающей среды становятся все более актуальными и находятся в поле постоянного внимания международного сообщества. В соответствии с принципами Конференции ООН по окружающей среде и развитию, состоявшейся в июне 1992 г. в Рио-де-Жанейро, разработана и Указом Президента России утверждена Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию. К наиболее важным направлениям научных исследований для обеспечения неотложных мер по оздоровлению окружающей среды относится разработка экологически безопасных и эффективных ресурсосберегающих технологий в переработке ископаемого минерального сырья. В переработке углей - это экологически чистое водоугольное топливо (ВУТ) для получения тепла и электроэнергии, технологическая переработка угольных суспензий, газификация, а также различные методы подготовки сырья (термоподготовка, избирательное дробление, брикетирование) для повышения экологической безопасности традиционных и новых способов переработки. Экономическая целесообразность и экологическая безопасность (количество и состав отходов) таких процессов определяются в значительной мере качественными характеристиками угольного сырья. К таким характеристикам относятся химико-технологические параметры углей и их морфология (пористость, трещиноватость, вещественная неоднородность, текстура и др.). Морфологические характеристики углей в отличие от химико-технологических не регламентированы классификационными параметрами и практически не используются на стадиях разведки и добычи углей для прогноза экологических показателей их переработки, в частности, энергетического сжигания углей. В связи с этим разработка метода оценки морфологии углей для повышения экологической безопасности их использования в энергетических целях является актуальной.
Цель работы состоит в оценке влияния морфологии угольного сырья на экологическую безопасность его использования как энергетического топлива.

тических факторов,-, определивших различную восстановленность углей, во-вторых, возможностью количественного выражения, а также наличием большого числа данных, накопленных для углей «в пластах» основных бассейнов на терри-тории бывшего Советского Союза [80].
При исследовании' физико-механических свойств витринитов. углей различных месторождений С. А. Мусял показала- [81], что микротвёрдость витринита каменных углей на низких стадиях метаморфизма (от I до III — К0,г от -0,50 до 0,90%) постепенно слабо повышается и. далее практически не изменяется до стадии VI (Ио ,- —2,00%); Для изометаморфных более восстановленных углей микро-твёрдость; ниже, чем-менее восстановленных и может быть, признаком их типа по восстановленное™
Микрохрупкость витринитов. каменных углей постепенно возрастает от Г стадии до максимальных значений на IV стадии метаморфизма (К0;Г -1,30 - 1,49 %), а затем уменьшается к УГ стадии: (/-2,00%); Изометаморфные более восстановленные угли характеризуются значительно большей микрохрупкостью на всехстадиях метаморфизма. Величины микрохрупкости витринита могут служить признаками, позволяющими.определять степень восстановлеиности каменных углей [82].
Особое внимание исследователей привлекло характерное для условий генезиса разно восстановленного витринита содержание кислорода в пластовых пробах углей вне зоны окисления [82]. Содержание общего кислорода на органическую-массу витрена в зависимости от генетического типа составляет для: углей марок (%): Д до 15-14; Г 11-8; Ж 6-5; К 4-3; Т-2. Среднее суммарное содержание кислорода; в карбоксильных, гидроксильных и: карбонильных группах от общего его содержания-составляет в углях:марок (%): Д 47-60; Г - 32-49 до 22; К - до 10; ОС - до 5. В наибольшей; степени; более и менее восстановленные угли .различаются по содержанию кислорода, прежде всего в активных формах связи: -СООН (для: длиннопламенных), -ОН, -СО. Витрены менее восстановленных углей содержат значительно больше кислорода в функциональных группах. Эти различия