CC BY
21
УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА БУРЫХ УГЛЕЙ МАРКИ 2БР-В2 И 2БОМСШ-Б2 С ПОМОЩЬЮ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Юсупов Фарход Махкамович
д-р техн. наук, профессор, институт общей и неорганической химии АНРУз,
Республика Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: azizbek. kucharov94@mail. т
Кучаров Азизбек Алишер угли
канд. наук, докторант, институт общей и неорганической химии АНРУз,
Республика Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: azizbek. kucharov94@mail. т
Маманазаров Муродали Мамадали угли
канд. наук, докторант, институт общей и неорганической химии АНРУз,
Республика Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: azizbek. kucharov94@mail. т
Саъдуллаева Хотира Неъматжон кизи
мл. науч. сотр., институт общей и неорганической химии АНРУз,
Республика Узбекистан, г.Ташкент Е-mail: azizbek. kucharov94@mail. т
IMPROVING THE QUALITY OF BROWN COAL BRAND 2БР-Б2 AND 2БОМСШ-Б2 WITH THE HELP OF CHEMICAL TREATMENT
Farxod Yusupov
d.t c, prof. Institute of General and Inorganic Chemistry of Academy of Sciences,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
Azizbek Kucharov
Phd student Ins. of General and Inorganic Chemistry of Academy of Sciences,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
Murodali Mamanazarov
Phd student Ins. of General and Inorganic Chemistry of Academy of Sciences,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
Xotira Sa'dullayeva
Phd student Ins. of General and Inorganic Chemistry of Academy of Sciences,
Republic of Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
Существует множество энергетических ресурсов. Один из них - высококачественный бурый уголь, который широко используется в машиностроении, металлургии и др. отраслях промышленности мира. Он является энергоэффективным и недорогим топливом. Из-за невысокого качества - высокого уровня зольности - некоторые из них не могут использоваться в промышленности.
В результате проделанных лабораторных исследований снижена зольность низкокачественного бурого угля на 17-20% с выбранным реагентом - соляной кислотой (HCl) 2БР-Б2 и 2БОМСШ-Б2 (в месторождения Узб. Ангрена) за счет химической обработки. Для этого изначально были изучены свойства угля, его химический состав, и на этой основе был выбран химический реагент для обработки угля.
ABSTRACT
There are many energy resources. One of them is high-quality brown coal, which is widely used in mechanical engineering, metallurgy, and other industries of the world. It is an energy efficient and inexpensive fuel. Due to not high quality - high ash level, some of them cannot be used in industry.
As a result of laboratory studies, the ash content of low-quality brown coal was reduced by 17-20% with the selected reagent - hydrochloric acid (HCl). 2БР-Б2 and 2БОМСШ-Б2 (in the Uzbek. Angrena field) due to chemical treatment.
Библиографическое описание: Улучшение качества бурых углей марки 2БР-Б2 и 2БОМСШ-Б2 с помощью химической обработки // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Юсупов Ф.М. [и др.]. 2020. № 3(72). URL: http://7universum. com/ru/tech/archive/item/90 79
For this, the properties of coal and its chemical composition were initially studied, and on this basis a chemical reagent was selected for processing coal.
Ключевые слова: зольность, топливо, бурый уголь, теплота сгорания, соляная кислота, минеральный состав, химическая обработка.
Keywords: ash content, fuels, calorific value, hydrochloric acid, mineral composition, chemical treatment.
Ограниченные энергетические ресурсы, рост населения и развитие современных технологий увеличивают спрос на энергию и создают потребность в эффективном использовании доступных энергетических ресурсов [2].
В настоящее время существует несколько энергетических ресурсов, в том числе высококачественный бурый уголь, который широко используется во многих отраслях промышленности мира (машиностроение, металлургия) в качестве энергоэффективного и недорогого топлива. Однако не весь добываемый уголь имеет высокое качество, некоторые виды угля
не могут использоваться в качестве топлива в промышленности из-за высокого уровня зольности [4].
В частности, Ангренское месторождение угля в Узбекистане содержит около 2 миллиардов тонн различных видов бурого угля марки 2БР-Б2 и 2БОМСШ-Б2 с запасами в 1 миллион тонн, также некачественных [1]. Изучены эффективность методов химической обработки для улучшения качества этих высокозольных типов бурого угля.
Изначально исследован основной показатель качества угля - теплота сгорания. Эксперименты показали, что теплота сгорания угля низкая.
Таблица 1.
Теплота сгорания бурого угля марки 2БР-Б2 и 2БОМСШ-Б2
Марки угля Высокая температура сгорания, ккал/кг Низкая теплота сгорания, ккал/кг
2БР-Б2 1630-2450 1610-2500
2БОМСШ-Б2 1540-2380 1580-2440
Теплота сгорания угля является важным показателем, на который влияют несколько факторов. Основные из них - количество негорючих минеральных веществ в углях [3].
Было исследовано количество минеральных веществ в угле и обнаружена высокая зольность (3560%). Она также снижает теплоту сгорания угля, что приводит к чрезмерным экономическим затратам
(увеличение транспортных затрат и избыток кислорода) [5].
Следовательно, необходимо повысить теплоту сгорания угля и минимизировать минеральные примеси, чтобы улучшить его качество. Для этого было исследовано содержание состава золы и определен химический состав (таблица 2).
Таблица 2.
Минеральный состав золы углей марки 2БР -Б2 и 2БОМСШ-Б2
№ Минеральный состав золы углей, % Марки
2БР-Б2 2БОМСШ-Б2
1 SiO2 58,1 66,9
2 Fe203 2,1 1,6
3 AI2O3 27,6 18,2
4 СаО 8,4 7,9
5 MgO 1,8 2,3
6 №20 0,6 0,9
7 К2О 1,2 0,7
Как видно из таблицы, многие компоненты в золе (Fe2Oз, CaO, MgO, Na2O, ^О) хорошо растворимы в кислотах. Поэтому при выборе химического реагента для обогащения угля было изучено влияние различ-
ных кислот на бурый уголь. Поскольку эти соединения также растворяются в воде, уголь изначально обогащался водой, чтобы снизить потребление кислоты.
Таблица 3.
Зольности бурого угля марки 2БР-В2 и 2БОМСШ-Б2 после обогащения водой (%)
Марки угля 2БР-Б2 2БОМСШ-Б2
Зольность до обогащения, % 48,09 52,44
Зольность после обогащения, % 41,26 47,12
Во время обработки воды различные растворимые в воде минеральные вещества очищаются от
A UNI
лт те)
7universum.com
UNIVERSUM:
технические науки
угля, включая сульфат, карбонат, калий и небольшое количество ионов кальция и магния. Было обнаружено, что при обогащении углей с помощью воды зольность углей может быть уменьшена на 5-7%.
Соляная кислота (HCl) была выбрана для кислотной обработки угля. Поскольку другие кислоты, та-
март, 2020 г.
кие как сульфат и фосфат, могут образовать нерастворимые соли в воде с некоторыми ионами, содержащимися в угольной золе, и увеличить количество минералов.
Были исследованы зависимость концентрации кислот и зольность углей. Результаты показаны на графике 1.
График 1. Зависимость концентрации кислот и зольность углей
Результаты показывают, что с увеличением концентрации кислоты зольность угля снижается.
Было обнаружено, что при обработке углей марок 2БР-Б2 и 2БОМСШ-Б2 с 1М HCl зольность понижена до 12-13% из-за растворения главным образом
соединения кальция и магния, частично железом и алюминием (таблица 4). При дальнейшем повышении концентрации HCl результат не изменился. Поэтому лучше всего использовать низкие концентрации кислотных и обогащающих реагентов.
Таблица 4.
Зольности бурого угля марки 2БР-Б2 и 2БОМСШ-Б2 после кислотного (HCl) обогащения
Марки угля 2БР-Б2 2БОМСШ-Б2
Зольность до обогащения, % 41,26 47,12
Зольность после обогащения, % 28,75 33,87
Еще одним показателем качества угля является состав газов, выбрасываемых в атмосферу при сжигании угля. Целесообразно, чтобы эти газы не содержали вредных для окружающей среды веществ. Когда сера и ее соединения сжигаются, образуются различные токсичные газы (такие газы могут образовывать кислотные дожди в воздухе), поэтому
содержание серы в топливе является важным фактором для окружающей среды. Изучение состава бурого угля марок 2БР-Б2 и 2БОМСШ-Б2 показало наличие нескольких соединений серы (FeS2, CaSO4, FeSO4) и элементарной серы. Определен общий процент серы в угле (таблица 5).
Таблица 5.
Содержание серы (%) в буром угле марок 2БР-Б2 и 2БОМСШ-Б2
Марки угля Сера, %
2БР-Б2 0,8-3,1%
2БОМСШ-Б2 0,4-3,7%
Известно, что, когда эти вещества нагреваются (разлагаются CaSO4, FeSO4) или сгорают (FeS2, S), оксид серы-(П) ^2) выбрасывается в атмосферу. По этой причине уголь также должен быть очищен от соединений серы.
Наши эксперименты показали, что негорючие минералы в угле снижают качество угля и снижают теплоту сгорания. Серосодержащие соединения
содержащиеся в газах сгорания, выделяют токсичный газ при сжигании угля. Также было выявлено значительное снижение содержания золы угля (на 17-20%) и очистка соединений серы путем химической обработки высокозольных углей марок 2БР-Б2 и 2БОМСШ-Б2. Поэтому химическая обработка минеральных примесей эффективна, но из-за высокой
стоимости химических реагентов и затрат на про- низкие концентрации кислотных и обогащающих ре-
мывку делается вывод, что лучше всего использовать агентов.
Список литературы:
1. Зотов Б.И. Безопасность жизнедеятельности на производстве : учебник / Б.И. Зотов, В.И. Курдюмов. - М. : Колос, 2000. - 424 с.
2. Колдаев А.А., Безделига Н.Я. Метасоматиты Ангренского каолин-буроугольного месторождения // Geologya va minerai resurslar. - 2005. - С. 23-27.
3. Федотов К.В., Никольская Н.И. Проектирование обогатительных фабрик : учебник для вузов. - М. : Горная книга, 2012. - 536 с.
4. Хурсанов Х.П. Угольная промышленность Узбекистана: этапы становления, пути развития и перспективы // Горный вестник Узбекистана. - 2008. - № 1 (32). - С. 4-9.
5. International Energy Outlook 2002. - Washington : Energy Information Administration. U. S. Department of Energy, 2002. - 285 p.
