CC BY
89АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ В УЗБЕКИСТАНЕ
Хамраев С.И. ©
С*
Хамраев Сардор Илхомович — ассистент; кафедра теплоэнергетики, энергетический факультет, Каршинский инженерно-экономический институт, г. Карши, Республика Узбекистан
Аннотация: в статье представлен анализ использования горючих сланцев в Узбекистане. Показаны элементарный состав и эффективность теплоты сгорания горючих сланцев. Ключевые слова: горючие сланцы, теплота сгорания, технологический процесс, тепловая эффективность, технологические свойства.
Горючие сланцы являются одним из перспективных видов органического сырья, которые могут в значительной степени компенсировать, а в будущем и заменить нефтепродукты и газ. В отличие от других видов твердые горючие ископаемые (ТГИ), горючие сланцы содержат значительные количества водорода в органическом веществе. Возможность получения из горючих сланцев жидких и газообразных углеводородов, близких по составу и свойствам к нефтепродуктам и природному газу, позволяет рассматривать их как важные стратегические ресурсы [1].
На территории Республики Узбекистан имеются огромные запасы горючих сланцев, далее (ГС) - 47,0 миллиардов тонн. Главные месторождения горючих сланцев располагаются в пустыне Кызылкум и в Байсунских горах: Байсунское (Сурхандарьинская область), Сангрунтауское (Навоийская область) и Уртабулакское (Бухарская область).
Только в Кызылкумском бассейне находятся месторождения с прогнозными запасами горючих сланцев в количестве 24,6 миллиарда тонн. На месторождениях Байсун, Сангрунтау, Актау, Учкыр-Кульбешкак, Уртабулак запасы горючих сланцев составляют около 1,0 миллиарда тонн. Перспективные проявления горючих сланцев выявлены и на других территориях Республики Узбекистан.
Изучение особенностей горючих сланцев позволяет рассматривать их в качестве энергетического, химического, технологического, а также минерального сырья для использования в различных отраслях промышленности. Геологические исследования в Республике Узбекистан показали, что глубина залегания горючих сланцев находится в пределах от 100 до 500 м и ниже, а средняя мощность составляет от 0,5 до 1,0 м.
Горючие сланцы Узбекистана, помимо углеродного сырья, содержат и, Мо, Аи, Ш, Ag, Яе, Cd, Se, Од, №, Pb, S, включая редкоземельные металлы и металлы платиновой группы.
Для определения направлений промышленного использования горючих сланцев необходимо иметь сведения об их химическом и минералогическом составе, структуре органического вещества, наличии органоминеральных соединений, а также об изменениях, которые претерпевает исходное вещество на различных стадиях термического или химического воздействия. Основные показатели качества и технологические свойства, определяющие практическое значение горючих сланцев, связаны с содержанием в них органического вещества и обусловлены его происхождением и степенью преобразований. Горючие сланцы разных месторождений значительно отличаются друг от друга по внешнему виду, составу и свойствам приведен в таблице 1.
Таблица 1. Элементарный состав керогена горючих сланцев
Месторождение страны Элементарный состав,%
С (Углерод) Н (Водород) О (Кислород' N (Азот) S (Сера)
Сингрунтау (Навоийская область) 56-82 5-10 10-40 0,2-0,8 0,2-11
Байсунское (Сурхандарьинская обла 64,5 7,7 20,3 2,3 5,2
Уртабулак (Бухарская область) 60-70 7-8 до 20 2,6 8-11
Особенностью горючих сланцев является прослаивание в нем богатых и бедных слоев органического вещества. В химический состав органического вещества входят: углерод, водород, кислород, азот и сера. Углерод является основным элементом, определяющим теплоту сгорания горючих ископаемых. Содержание его в органическом веществе горючих сланцев может колебаться от 55 до 85%. Водород - второй по важности теплотворный элемент, который играет существенную роль в энергетическом потенциале керогена, поскольку его теплота сгорания (129, 8 МДж/кг) почти в 4 раза выше, чем у углерода (34 МДж/кг). Содержание водорода колеблется в пределах 7 - 12%. По сравнению с другими твердыми горючими ископаемыми органическое вещество горючих сланцев отличается повышенным содержанием водорода и тем самым, лучшей способностью переходить в жидкие и газообразные продукты при термическом разложении: выход летучих 50 - 95%; смолы 15 - 75%. С увеличением содержания в керогене углерода, возрастает и содержание водорода, а соотношение С/Н составляет 7,5 - 9,5. По этому показателю горючие сланцы близки к нефти: нефть 6,0 - 7,5; торф - 9,0 - 11,0; бурые угли - 11,0 - 15,0; каменные угли - 13,0 - 20,0. Содержание кислорода в керогене может колебаться от 5 до 30%. Азот является постоянным компонентом керогена и составляет 0,5-5,0%. Содержание серы колеблется в пределах от долей процента до 8,0-11,0% (таб. 2).
Таблица 1. Классификация горючих сланцев (ГС) по элементарному составу керогена
Классы горючих сланцев Содержание,% Выход смолы,% Теплота сворания,кДж/кв
Углерод Водорол
I до 60 до 7,3 18-25 24300-26400
II 60-65 7,3-7,8 25-35 26400-28500
III 65-70 7,8-8,3 35-45 28500-31400
IV 70-75 8,3-8,9 45-57 31400-35600
V 75-80 8,9-9,3 до 67 35600-37500
На долю минеральной составляющей горючих сланцев приходится, как правило, его большая часть. Основной объем составляют известковые, глинистые и кремнистые минералы. Каждый петрографический тип и его разновидность характеризуется определенными количествами свойственных ему составляющих основных (до 50%) и второстепенных (10 - 25%) органических и минеральных компонентов [2].
Республика Узбекистан занимает третье место в мире по запасам горючих сланцев, общие геологические ресурсы которых оцениваются более чем 700 млрд тонн.
Список литературы
1. Стрижакова Ю.А. Горючие сланцы, Генезис, составы, ресурсы. [Текст] / Ю.А. Стрижакова. М.: Недра, 2008. С. 92.
2. Месторождения горючих сланцев мира. [Текст] / Под ред. В.Ф. Череповского. М.: Наука, 1998. С. 263.
