CC BY
0
A UNIVERSUM:
№11(128)_ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_ноябрь. 2024 г.
УГОЛЬНЫЕ БРИКЕТЫ СО СВЯЗУЮЩИМ - АЦЕТИЛЕНОВОЙ САЖЕЙ
Рахимкулова Тулкиной Мухтаровна
магистр
Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
Сафаров Тоир Турсунович
д-р техн. наук, проф., проректор Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Ташкент, E-mail: [email protected].
Игитов Фаррух Бахтиёрович
д-р филос. по техн. наукам, зав. кафедры «Промышленная экология» Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Ташкент, E-mail: [email protected]
Ниязова Мавлюда Мухитдиновна
канд. физ. наук, доц. кафедры «Промышленная экология» Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Ташкент, E-mail: [email protected]
Адылова Клара Муратджановна
канд. хим. наук, доц. кафедры «Промышленная экология» Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Ташкент, E-mail: [email protected].
PROCESSING OF COAL FINE FOR THE DEVELOPMENT OF BRIQUETTES
Tulkinoy Rakhimkulova
Master
of Tashkent Chemical-Technological Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent,
Toir Safarov
Doctor of Technical Sciences, Professor Vice-Rector of Tashkent Chemical-Technological Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Farrukh Igitov
Doctor of Philosophy in Technical Sciences, Head of the Department of Industrial Ecology of Tashkent Chemical-Technological Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Mavlyuda Niyazova
Candidate of Physical Sciences, Assoc. Prof. Department of Industrial Ecology, Tashkent Chemical-Technological Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Библиографическое описание: УГОЛЬНЫЕ БРИКЕТЫ СО СВЯЗУЮЩИМ - АЦЕТИЛЕНОВОЙ САЖЕЙ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Рахимкулова Т.М. [и др.]. 2024. 11(128). URL:
https://7universum.com/ru/tech/archive/item/18610
jU UNIVERSUM:
№11(128)_Л^ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_ноябрь. 2024 г.
Klara Adylova
Candidate of chemical sciences, associate professor of the department of "Industrial ecology" Tashkent Chemical-Technological Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent,
АННОТАЦИЯ
В статье изучено влияние ацетиленовой сажи (связующего вещества) на некоторые характеристики угольных брикетов. Определено оптимальное содержание связующего вещества для разработки угольных брикетов. Показано, что увеличение содержания ацетиленовой сажи от 5 до 15 масс.ч. придела прочности при сжатии увеличивается до 18 МПа. Выявлено образование пленки на поверхности угольного брикета. Определено, что показатели калорийности и механической прочности высокие, а зольность низкая. Установлен полиномиальный характер зависимости прочности брикета на сжатие от времени механоактивации наполнителя угольного брикета. Определено время механоактивации наполнителя угольного брикета, которая составляет 6 минут.
ABSTRACT
The article examines the effect of acetylene soot (binder) on some characteristics of coal briquettes. The optimal binder content for the development of coal briquettes has been determined. It is shown that the increase in the content of acetylene soot from 5 to 15 wt.h. the compressive strength increases to 18 MPa. The formation of a film on the surface of a coal briquette was revealed. It is determined that the caloric content and mechanical strength are high, and the ash content is low. The polynomial nature of the dependence of the compressive strength of the briquette on the time of mechanical activation of the filler of the coal briquette is established. The time of mechanical activation of the coal briquette filler has been determined, which is 6 minutes.
Ключевые слова: угольные брикеты, ацетиленовая сажа.
Keywords: coal briquettes, acetylene black.
Введение
В настоящее время на химических предприятиях проблема создания безотходной экологически чистой технологии с переработкой промышленных отходов является весьма актуальной задачей. В АО «NAVOГYAZOT» при выпуске ацетилена ежегодно образуются газообразные, жидкие и твердые отходы. Одним из таких отходов является сажа (углерод), которая образуется при производстве ацетилена и кротонового альдегида, образующегося в свою очередь при производстве уксусного альдегида. Данные отходы помещаются в мусоросжигательные бассейны, а также высушиваются естественным образом, находясь в бассейнах [4].
В связи с этим, разработка безотходной экологически чистой технологии, обеспечивающей эффективное использование вторичных материалов и сырья, представляет собой весьма актуальную задачу в решении проблемы экологии и охраны окружающей среды.
Обычно угольные брикеты получают со связующим веществом или без него. Между тем по своим качественным характеристикам они не уступают добываемым видам угля и вполне могут использоваться для получения высококачественного топлива. В связи с этим в последнее время проявляется огромный интерес к переработке и утилизации углеродсо-держащих материалов техногенного происхождения при производстве топливных брикетов. Эффективное решение этой задачи позволяет учитывать вопросы, затрагивающие использование альтернативных видов топлива населением и бюджетными организациями [2; 3].
Для получения угольных брикетов в качестве объекта исследования использовались бурые угли
Ангреского месторождения, в качестве связующего материала ацетиленовая сажа, получаемая при технологии производства ацетилена АО «Навоиазот» согласно стандарта предприятия СТП Уз 6.1-48-95 [1].
АО «NAVOIYAZOT» является флагманом химической индустрии независимой республики Узбекистан, и в этом объединении при производстве ацетилена и продукте его переработки образуются ежегодно многотоннажные газообразные, жидкие и твердые отходы. Одним из таких отходов является сажа (углерод), которая образуется при производстве ацетилена, а также кротоновый альдегид, образующийся при производстве уксусного альдегида [4].
Сажа до последнего времени не перерабатывалась. В связи с этим, разработка безотходной экологически чистой технологии, обеспечивающей эффективное использование вторичных материалов и сырья, какими является сажа, представляет собой весьма актуальный аспект в решении проблемы экологии и охраны окружающей среды.
В настоящее время различают следующие типы сажи: газовая канальная; газовая печная, форсуночная, газовая термическая, ламповая и ацетиленовая.
Среди всех перечисленных типов сажи самым ценным по своим физико-механическим и эксплуатационным свойствам является ацетиленовая сажа. Ацетиленовую сажу получают из ацетилена путем термического расщепления без доступа воздуха или сжиганием смеси ацетилена с недостаточным количеством воздуха [6].
№ 11 (128)
Из-за трудности переработки ацетиленовая сажа практически не использовалась потому, что во время сушки основная часть сажи горит при температуре 70-100°С.
Причина самовозгорания заключается в наличии в ее составе углеводородов. Данные углеводороды
ноябрь, 2024 г.
окисляются даже при комнатной температуре. В промышленности ацетиленовую сажу получают специально разложением ацетилена.
В таблице 1 показан состав сажесодержащей пасты.
Таблица 1.
Состав сажесодержащей пасты
Массовая доля компонентов в сырье
Сажа Влага Сульфаты Хром (IV) Нитраты
от 5% до 10% от 80% до 91% от 0,85% до 0,94% (0,07-0,09) mg/kg (0-2,5) mg/kg
На рисунке 1 показана зависимость предела прочности угольного брикета от содержания ацетиленовой сажи.
Ацетиленовая сажа, масс.ч
Рисунок 1. Зависимость предела прочности угольного брикета от содержания ацетиленовой сажи
Из рисунка 1 видно, что при увеличении содержания ацетиленовой сажи от 5 до 15 масс.ч. предел прочности при сжатии увеличивается до 18 МПа. Дальнейшее увеличение содержания связующего предела прочности при сжатии снижается. По-видимому, связующее вещество окисляется и на поверхности угольного брикета образуется пленка [5]. При брикетировании углей связующее должно быть вязким и достаточно жидкотекучим. Показано, что показатели калорийности и механической прочности высокие, а зольности низкие.
Таким образом, можно сказать, что в угольных брикетах связующее вещество составляет до 15 % от объёма сырья. При взаимодействии угольной мелочи со связующим материалом образуется композиция, обладающая хорошей адгезией.
Для повышения физико-механических свойств угольных брикетов необходимо измельчать угольную мелочь и твердые ингредиенты.
На рисунке 2 показана зависимость прочности брикета на сжатие от времени механоактивации угольной мелочи.
В результате исследования нами были определены прочность брикетов с 15 % -ным содержанием ацетиленовой сажи, давление прессования 160 МПа. Для определения механической прочности при сжатии, истирание в барабане и испытания сбрасыванием угольных брикетов проводили по ГОСТ 21289-75. Установлен полиномиальный характер зависимости прочности брикета на сжатие от времени механоакти-вации наполнителя угольного брикета (рисунок 2). Показано, что время механоактивации составило 6 минут.
Н-"-1-1-1-1-1-1-1-^
4 6 К I» 12
1 - прочность брикета без механоактивации угольной мелочи; 2 - прочность брикета с механоактивацией угольной мелочи Рисунок 2. Зависимость прочности брикета на сжатие от времени механоактивации угольной мелочи
Поисковые эксперименты по варьированию вре- В таблице 2 показан оптимальный состав разра-
мени механоактивации позволили сузить интервал ботанного угольного брикета.
изменения её временного интервала.
Таблица 2.
Оптимальный состав угольного брикета
Наименование ингредиентов Содержание рецептуры, мас. %
Угольные мелочи 65 70 75
Связующий 15 14 12
Наполнитель 12 11,0 10,0
Целевые добавки 8 5 3
Таким образом, путем механоактивации увеличили число свободных радикалов на поверхности частиц. Поверхность измельченных твердых материалов покрывается оболочкой из примесей, на которой в дальнейшем и сосредоточиваются электрические заряды, определяющие химические свойства измельченного материала. Этим, очевидно, можно объяснить стабильность химических свойств веществ после механоактивации.
Заключение
1. Разработана безотходная, ресурсосберегающая и экологически чистая технология по переработке
промышленных отходов АО «Навоиазот» - сажи, отхода производства ацетилена.
2. Изучением свойств бурых углей установлено, что бурые углы Ангренского разреза представляют собой взаимно ассоциированную тонкодисперсную механическую смесь органических и неорганических веществ, неподдающихся разделению известными способами обогащения.
3. Показано, что с помощью механоактивации твердых ингредиентов увеличивается число свободных радикалов, которые вступают в реакцию с другими ингредиентами.
Список литературы:
1. Бакаев Х.Ю., Салимов Х.В. Инновационный подход к получению альтернативных источников энергии из промышленных отходов // тезисы докл. Междунар. науч.-практ. конф., посвященная 60-летию НГМК «Перспективы инновационного развития горно-металлургического комплекса», Навои, 22-23 ноября 2018 года. - С.488-495.
2. Рассказова А.В., Александрова Т.Н. Использование углеродсодержащих отходов для повышения качества угольных брикетов // IX Конгресс обогатителей стран СНГ : сб. ст. - Том ГГ. - М.: МИСиС, 2013.- С. 731-733.
№ 11 (128)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ноябрь, 2024 г.
3. Шпирт М.Я., Рубан В.А., Иткин Ю.В. Рациональное использование отходов добычи и обогащения углей. -М.: Недра, 1990. - 224 с.
4. Юсупов Э.Д. Технология переработки ацетиленовой сажи и кротонового альдегида-промышленных отходов по «Навоиазот» : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - Ташкент 1997. - 20 с.
5. Якубов С.И., Муратова Ш.М., Бакоев Х.Ю., Бабаханова М.Г. Экономико-экологические аспекты углебрикетиро-вания // Материалы респ. науч.-техн. конф. «Современные технологии получения и переработки композиционных и нанокомпозиционных материалов». - г. Ташкент, 2017 г. 25-26 мая. - С. 187-188.
6. Kittiphop Promdee, Jirawat Chanvidhwatanakit, Somruedee Satitkune, Chakkrich Boonmee, Thitipong Kawichai, Sittipong Jarernprasert, Tharapong Vitidsant. Characterization of carbon materials and differences from activated carbon particle (ACP) and coal briquettes product (CBP) derived from coconut shell via rotary kiln // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - Vol. 75, August 2017. -P. 1175-1186.
