Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка метода оценки морфологии углей для прогноза экологической безопасности их переработки

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Разработка метода оценки морфологии углей для прогноза экологической безопасности их переработки"

На правах рукописи

Минаев Владимир Иванович

Разработка метода оценки морфологии углей для прогноза экологической безопасности их переработки

Специальность 25.00.36 «Геоэкология»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2008г.

003172402

Работа выполнена в Московском государственном горном университете

Ведущая организация - Институт обогащения твердого топлива (ИОТТ)

Защита состоится «0 { » июля 2008 г в « {» часов на заседании диссертационного совета Д-212 128 08 при Московском государственном горном университете по адресу 119991, г Москва, Ленинский проспект, 6, МГГУ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета Автореферат разослан «_Ь0_» мая 2008 г

Научный руководитель

кандидат химических наук, старший научный сотрудник Эпштейн Светлана Абрамовна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор кандидат технических наук

Ермолов Валерий Александрович Подгаецкий Андрей Викторович

Ученый секретарь диссертационного совета, докт техн наук, профессор

ШекВМ

Общая характеристика работы

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

Идея работы заключается в развитии существующих представлений о генезисе и структуре органического вещества углей и включении их в общий комплекс оценки свойств углей как сырья для экологически чистых ресурсосберегающих технологий

Научные положения, разработанные лично автором, и их новизна

1 Для оценки экологической безопасности и рационального использования угольного сырья на стадиях разведки и добычи углей разработан метод

оценки морфологии углей на основе определения их генетического типа Установлено влияние генотипа углей на их вещественный состав, физико-механические, сорбционные и реакционные свойства, которые в свою очередь определяют количество и состав отходов энергетического сжигания углей. Разработан алгоритм параметризации изображений микроструктуры углей и обработки информации методом фликкер-шумовой спектроскопии

2. Впервые установлено влияние генотипа углей на их гранулометрический состав в водоугольном топливе Полученные закономерности позволили разработать метод оценки углей как сырья для получения водоугольных то-плив

3. Установлено, что угли I и II генотипов предпочтительны для получения стабильных, высокореакционных водоугольных топлив Топливо на основе этих углей характеризуется высокой реакционной способностью при сжигании, что обеспечивает увеличение степени полезного использования углерода и снижение количества угольной пыли и «термических» оксидов азота в продуктах сгорания

4 Особенности морфологии и структуры углей разных генотипов позволяют скорректировать режимы предварительной термоподготовки углей для сохранения их энергетического потенциала и повышения экологической безопасности при сжигании

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждаются: представительностью проб исследованных углей разных месторождений, использованием для анализа стандартных и апробированных методик, сходимостью, воспроизводимостью и положительной апробацией полученных результатов

Практическое значение

1 Разработана «Методика определения дисперсности водоугольных топлив», позволяющая контролировать процесс получения топлив на всех технологических стадиях

2 Обоснован метод оценки морфологии углей на стадиях их разведки и разработки

3 Разработаны рекомендации по термоподготовке углей разных генотипов для повышения экологической безопасности их энергетического сжигания

Научное значение работы

Научное значение работы заключается в интегрировании представлений о генезисе и структуре органического вещества углей в общий комплекс оценки свойств углей как сырья для экологически чистых ресурсосберегающих технологий Полученные в работе результаты позволяют прогнозировав экологические риски при использовании углей как энергетического топлива для сокращения негативного экологического воздействия на окружающую среду и минимизации ресурсных и энергетических затрат

Реализация выводов и рекомендаций работы

Полученные результаты позволили определить требования к качеству угольного сырья для реализации эффективной технологии производства и сжигания ВУТ на ОАО «Ковдорский ГОК» Мероприятия по термоподготовке углей позволяют уменьшить выбросы оксидов азота и серы при сжигании углей и увеличить степень полезного использования углерода Внедрение в технологический контроль получения ВУТ методики оценки дисперсности позволило подобрать оптимальный режим подготовки сырья и условий приготовления суспензии композиционного топлива Апробация работы

Результаты работы докладывались на российских и международных конференциях («Неделя горняка - 2005», «Pittsburg Coal Conference - 2006» USA, «Неделя горняка - 2007», «Coal Science and Technology - 2007» UK)

Публикации

По результатам диссертации опубликовано 7 научных работ, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, двух приложений, списка литературы из 88 источников, содержит 17 таблиц и 23 рисунка

Основное содержание работы

Современная переработка углей ориентирована на развитие ресурсосберегающих экологически безопасных технологий Такие технологии позволяют резко снизить выбросы в атмосферу вредных примесей и уменьшить эмиссию диоксида углерода При этом энергетическая и технологическая эффективность технологий должна быть сохранена или увеличена Эффективное использование угля с точки зрения экологии, экономики и технологии может быть реализовано при условии

согласованности принимаемых мер на всех стадиях производства угольной продукции добычи сырья, его обогащения и переработки В связи с этим должны быть пересмотрены требования к качеству угольной продукции. Требования к качеству углей были сформированы в 70-80 годах прошлого века и относились в основном к технологиям слоевого коксования и энергетического сжигания кускового и пылевидного угля Основной акцент при этом был сделан на получение максимальной экономической отдачи топлива, а экологический фактор практически не принимался во внимание Однако для оценки качественных показателей углей в ресурсосберегающих экологически безопасных технологиях только химико-технологических характеристик недостаточно

На рис 1 приведена схема, демонстрирующая влияние морфологических характеристик углей на формирование экологически опасных отходов энергетического сжигания

Экологически опасные отходы

Рисунок 1. Влияние морфологии углей на формирование отходов при их энергетическом сжигании

Количество отходов зависит как от химического состава углей, так и от их морфологических характеристик Например, угольная пыль образуется и при уг-леподготовке (измельчение сырья), и при уносах с теплоносителем и газообразными продуктами сгорания Количество угольной пыли определяется в первую очередь механической прочностью, трещиноватостью и хрупкостью углей, те

морфологическими особенностями углей Помимо этого, содержание угольной пыли в отходящих газах определяется полнотой сгорания топлива

Что касается газообразных оксидов азота N0*, то существуют три основных механизма их образования, которые характеризуются условиями протекания реакции и источником азота

«термические» N0* образуются в результате реакции между азотом и кислородом воздуха,

«топливные» N0* формируются из азота, содержащегося в топливе, «быстрые» М0Х формируются в результате преобразования молекулярного азота во фронте пламени в присутствии промежуточных углеводородных соединений.

Количество «быстрых» оксидов азота, как правило, намного меньше по сравнению с образующимися другими способами Образование «термических» N0* существенно зависит от температуры Если горение происходит при температуре ниже 1000 °С, выбросы N0* значительно снижаются и их количество определяется главным образом содержанием азота в топливе В свою очередь температура сжигания топлива связана с сорбционной и реакционной активностью поверхности угля, определяемой морфологией и химическим составом топлива

Количество оксидов серы и углерода определяется в большей степени химическим составом и степенью конверсии топлива

Экологический эффект при использовании ВУТ (снижение более чем вдвое выбросов окислов углерода, азота и серы) достигается уменьшением температуры сжигания угля за счет создания стабильной суспензии, свойства которой при горении принципиально отличаются от свойств кускового угля Эффективность такой технологии определяется в первую очередь оптимальным гранулометрическим составом и реакционными свойствами поверхности угольных частиц При газификации углей эффективность процесса в значительной мере зависит от пористости, газопроницаемости углей и поверхностных свойств частиц Внедрение в технологию коксования и сжигания углей прогрессивных методов подготовки сырья позволяет снизить экологические риски и повысить эффективность использования минерального сырья Эти методы основаны на предварительной термоподготовке углей, их селективном измельчении, частичном брикетировании и трамбовании шихт И в этом случае морфология углей, их физико-механические и сорбционные свойства лежат в основе эффективности и экологической безопасности процессов

Морфологические характеристики углей должны обязательно учитываться при создании ресурсосберегающих технологий их переработки Морфология органического вещества углей вполне адекватно может быть описана в представлениях о генезисе веществ-углеобразователей Фундаментальные исследования осадочного процесса, выполненные в последние десятилетия XX столетия П П Тимофеевым, JI И Боголюбовой и др., позволили выявить общие направления и закономерности в формировании структуры органического вещества и вмещающих пород углей большинства угольных месторождений и бассейнов На основании этих исследований была создана генетическая классификация гумусовых углей бассейнов и угольных месторождений России и стран СНГ Основным параметром этой классификаций Принят генетический тип углей, характеризующий органическое вещество углей во всем метаморфическом ряду по степени разложения лигниноцеллюлозных тканей Генетический тип угля является основным параметром, характеризующим морфологию вещества, его структуру и текстуру, и не зависит от стадии метаморфизма угля

В связи с этим в настоящей работе решены следующие задачи

1 Разработан метод оценки морфологии углей на основе геолого-генетической классификации,

2 Установлено влияние морфологических особенностей углей на их физико-механические, сорбционные и реакционные свойства, а также качественные характеристики ВУТ,

3 Определено влияние условий предварительной термоподготовки углей на их физико-механические, сорбционные и реакционные свойства,

4 Оценен экологический эффект частичной замены углей на ВУТ

Для выполнения работы были использованы стандартные методы определения основных химико-технологических характеристик углей в соответствии с ГОСТ 25543-88 и ГОСТ 30313-95 Для определения генетического типа были приготовлены тонкие шлифы углей Микроструктуру полученных образцов исследовали в проходящем поляризованном свете на микроскопе Olympus ВХ-51 Исследование проводили при увеличениях от 80х до 200х в воздухе или в водной иммерсии Физико-механические свойства углей (микротвердость и микрохрупкость) определяли в соответствии с ГОСТ 21206-73 Определение содержания кислородсодержащих функциональных групп в углях проводили хемосорбционны-ми методами Реакционную способность углей и ВУТ при горении в воздухе исследовали термогравиметрическим методом.

Исследования структурно-химических свойств углей проводили по методике, основанной на изучении кинетики сорбции-десорбции углями димегилформами-да (ДМФА) Выбор ДМФА в качестве сорбата обусловлен его высокой избирательной активностью по отношению к донорно-акцепторным межмолекулярным связям Определяли показатель общей сорбции уишми ДМФА (М^, мае %), количество удержанного углем ДМФА после вакуумирования до постоянного веса (Мз, мае. %), а также выход экстрагируемых ДМФА продуктов (Э, мае %) Термическую деструкцию исходных углей и углей после взаимодействия с ДМФА (после десорбирования растворителя в вакууме до постоянного веса) изучали термогравиметрическим методом на установке МеШег-ТоЫо ТСА/8ША851

Для определения дисперсности ВУТ была разработана «Методика определения дисперсности водоугольных топлив» Создан метод анализа гранулометрического состава угольных суспензий, основанный на компьютерной визуализации изображения, формирующегося при микроскопическом анализе проб и его автоматической обработке с помощью программного обеспечения 1п^е8соре М Этот метод позволяет проводить определение гранулометрического состава углей непосредственно в суспензии, без фильтрования и высушивания проб Результаты определения гранулометрического состава углей, полученные на основе предлагаемого метода, были сопоставлены с данными седиментационного анализа и лазерной дифракции ВУТ Установлена высокая сходимость (до 95 %) статистических результатов определений дисперсности углей между предлагаемым и традиционными методами

Для работы были использованы изометаморфные угли разных генетических типов Центрального Донбасса и Кузнецкого бассейна В коллекции представлены пластово-промышленные пробы витринитовых углей разной стадии метаморфизма (от длиннопламенных до тощих), отобранные из сближенных пластов разных генотипов По количеству и типу микроструктур (при исследовании тонких шлифов в проходящем свете) угли были отнесены к соответствующим генетическим типам (табл 1)

На рис 2 представлены типичные микроструктуры витринита гелинито-теллинит (а), гелинито-поеттеллинит (б), гелинито-преколлинит (в) и гелинито-коллинит (г), соответственно относящиеся к 1,11, III и IV генетическим типам углей

Гелинито-теллинитовые угли (I генотип) представлены отдельными фрагментами практически неразложившегося исходного материала Эти угли характеризуются наличием значительного количества пор и пустот Гелинито-

коллинитовые угли (TV генотип) представляют собой изотропное бесструктурное вещество Угли II генотипа сложены из фрагментов частично разложившегося вещества. Для углей III генотипа границы между фрагментами тканей практически неразличимы

Таблица 1. Характеристики углей

№ Бассейн, шахта, пласт, Технический состав, мае % Ro, % У. мм s', мае % Петрографический состав, об % Генетический тип

W* А" ydlf V, I Li

1 Донбасс, ш Кураховская, пл 1г 5,9 2,2 43,4 0,50 0 2,82 82 13 5 и

2 Донбасс, ш Северная, пл 1? 1,5 1,2 30,5 0,83 17 1,28 93 4 3 IV

3 Донбасс, ш Северная, пл 1б 0,8 1,6 32,6 0,95 23 1,60 88 10 2 I

4 Донбасс, ш Стаханова, пл Ь 1,2 3,5 38,3 0,76 20 3,29 78 13 9 II

5 Донбасс, ш Стаханова, пл 1] и 2,5 37,3 0,75 16 2,05 84 8 8 IV

6 Донбасс, ш Комсомочец, пл 1« 0,9 6,1 18,7 1,41 17 1,99 92 8 0 I

7 Донбасс, ш Комсомолец, пл Ь 0,9 1,3 18,1 1,51 10 1,42 90 10 0 IV

8 Донбасс, ш Новая, пл к И 0,9 3,3 26,4 1,19 14 0,84 85 12 3 III

9 Донбасс, ш Новая, пл кд 1,3 2,2 23,7 1,12 16 1,50 76 24 0 I

10 Донбасс, ш Новая, пл к ц 1,4 2,9 25,1 1,20 14 0,82 91 7 2 III

11 Донбасс, ш Калинина, пл к" 1,3 1,5 11,1 1,83 0 1,23 93 7 0 IV

12 Донбасс, ш Калинина, пл к' 1,0 5,1 13,5 1,76 0 2,77 96 4 0 I

13 Донбасс, ш Торецкая, пл 15 1,3 4,0 37,2 0,81 22 3,69 89 9 2 I

14 Донбасс, ш Торецкая, пл Ь 1,7 2,9 32,6 0,92 14 1,32 88 6 6 IV

15 Кузбасс, ш Байдаевская, пл 32 3,1 6,5 39,4 0,72 8 0,22 85 14 1 IV

16 Кузбасс, ш Абашевская, пл 26" 2,4 4,3 39,3 0,77 18 0,57 86 12 2 I

17 Кузбасс, ш Западная, пл 3 1,7 11,4 39,8 0,79 30 0,77 88 9 3 I

18 Кузбасс, ш Абашевская, пл 24 2,3 4,1 38,7 0,81 25 0,75 85 13 2 III

19 Донбасс, ш Петровского, пл Ь7 2,4 2,3 33,5 0,82 8 0,91 90 3 7 IV

20 Донбасс, ш Комсомолец, пл тв 1,5 3,9 36,4 0,80 32 2,42 88 9 3 I

Использование такого подхода к оценке генотипа затруднительно для практического использования, так как классификационный параметр (генотип углей) устанавливается только визуально В этой связи были выполнены работы по параметризации изображений микроструктур углей разных генотипов

Для анализа изображений и получения параметров микрорельефа углей разных генотипов был использован метод фликкер-шумовой спектроскопии (ФШС) Вводимые ФШС параметры поверхности определяются на основе спектров мощности и переходных структурных функций, рассчитываемых для «усредненных» профилей шероховатостей, вводимых для системы полос, на которые разбивается исходное изображение Отличие ФШС подхода от существующих методов параметризации сложных поверхностей состоит в последовательном выделении системы параметров, характеризующих различные интервалы поверхностных частот, формирующих анализируемое изображение Здесь имеются в виду совокупности «низкочастотных гармоник» и меняющиеся па их фоне более «высокочастотные»

составляющие, которые связываются с коррелированными последовательностями нерегулярностей-скачков («промежуточные» пространственные частоты) и нере-гулярностей-всплесков («высокие» пространственные частоты).

Рисунок 2. Микроструктура органического вещества углей разных генетических типов (а - теллинит (I), б - посттеллинит (11), в - преколлинит (III), г - коллинит

(Щ)

Вводимые при этом параметры имеют смысл среднеквадратичного отклонения о «шероховатостей» на фоне медленных «низкочастотных» профилей рельефа шероховатостей (мера «нерегулярностей-скачков» или «ступенчатых» нерегулярно-стей рельефа) низкочастотного предела Бо спектра мощности (мера «нерегулярно-стей-всплесков» или «острийных» нерегулярностей рельефа).

Каждую совокупность из 512 строк, формирующих изображение, разбивали на полосы, содержащие равное количество строк. Для каждой «полосы» рассчитывали «усредненный» профиль шероховатости. Далее для каждого найденного таким образом профиля производилось вычисление ФШС параметров. Учитывая анизотропность поверхности углей, данную обработку проводили в двух направлениях: х - перпендикулярно и ||- параллельно напластованию. В табл. 2 представлены усредненные значения параметров, найденные при разбиении каждого изображения на 16 полос. Для обработки были использованы как угли, представленные в табл.1, так и другие образцы углей Центрального Донбасса, Кузнецкого. Иркутского, Улугхемского и Печорского месторождений. Общее количество об-

работанных проб составило более 100 Рассчитанные параметры изображений микроструктур значимо различаются для углей разных генотипов Разработанный алгоритм параметризации микроструктур углей позволяет перейти к описанию генотипов углей с помощью числовых параметров

Таблица 2 Параметры описания изображений микроструктуры углей методом ФШС

Генотип угля см, отн ед ст|,отн ед So-цотн ед So р,отн ед

I генотип 21±2 29±2 45000±5000 78000±5000

II генотип 13±2 12±2 15000±1000 30000±1000

IV генотип 4±2 4±2 5000±2000 6000±2000

Исследования физико-механических свойств углей не позволили выявить каких-либо существенных взаимосвязей между генетическим типом углей и их микротвердостью В самом общем случае угли Ш и IV генотипов характеризовались большей твердостью Четкое разделение углей разных генотипов наблюдалось при определении их микрохрупкости Во всем ряду метаморфизма угли I и П генотипов отличаются более высокими значениями этого показателя. Взаимодействие вещества этих углей с индентором приводит к хрупкому разрушению материала При тех же нагрузках изометаморфные угли III и IV генотипа проявляли упругопластические свойства Изучение упругопластических свойств углей при различных нагрузках показало, что угли I генотипа имеют меньший предел прочности Для этих углей микрохрупкость линейно возрастала до максимума (100%) при увеличении нагрузки до 0,3-0,4 Н (рис 3) Для углей IV генотипа микрохрупкость практически не изменялась вплоть до 0,5 Н, а затем плавно увеличивалась

мофШфЭПиоаъ, %

Рисунок 3 Микрохрупкость углей разных генотипов

Как было установлено ранее в работах И. И. Аммосова и С. А. Мусял, общим свойством углей разных генотипов является более широкое распределение вещества витринита по плотности. Нами было проведено разделение углей разных генетических типов в разноплотных жидкостях. Для работы использовали водный раствор Nal с плотностью соответственно 1,24; 1,25; 1,26; 1,27; 1,28; 1,29; 1,30; 1,31; 1,32 г/см3. Полученные результаты (рис. 4) показали, что уголь генотипа I характеризуется более широким распределением вещества по плотности.

содержание частиц. оти. % ____________________

Рисунок 4. Распределение вещества углей по плотности (I генотип - о, IV генотип - и)

Исследование структурных параметров углей методом сорбции в ДМФА, избирательно действующим на водородные и донорно-акцепторные связи в структуре углей, позволило установить, что с увеличением степени метаморфизма величина сорбции Мз уменьшается вплоть до нуля (рис. 5). Угли Ш и IV генотипов (по сравнению с изометаморфными углями I и II генотипов) характеризуются более высокими значениями показателя М3 и большей скоростью его снижения в ряду метаморфизма. Относительное значение микротвердости углей (после сорбции) также снижается в ряду метаморфизма для углей разных генотипов, однако в большей степени для углей III-IV генотипов.

Характер разрушения материала углей в результате сорбции ДМФА также различен. Сорбция ДМФА углями I и II генотипов приводит к образованию большого количества мелких частиц, а также к нарушению сплошности материала за счет образования сетки трещин (рис. 6). Для изомегаморфных углей III и IV гено-

0

U4-1.25 1.25-1.26 1.26-1.27 1.27-1,28 1,28-1.30

ПЛОПГОГПч г/см3

S1

типов нарушения сплошности не происходит, а наблюдается образование незначительного количества клинообразных трещин.

Рисунок 5. Изменение показателя сорбции ДМФА (Мз) в ряду метаморфизма углями разных генотипов (1- 1П-1У генотип, 2-1-11 генотип)

а б

Рисунок 6. Трещины в углях (а - 111 и IV генотипов, б -1 и II генотипов), образующиеся в результате сорбции ДМФА

Совместное рассмотрение полученных данных показало, что сорбция растворителя углями III и IV генотипов приводит к необратимым процессам частичной трансформации органического вещества углей. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что в структуре углей I и II генотипов макромолекулярные ассоциаты связаны между собой менее прочными связями.

Таким образом, генетический тип углей, определяемый по степени разложения исходного растительного материала, отражает особенности морфологии и структуры вещества углей. Вещественная неоднородность витринитов Ы1 генотипов приводит к высокой хрупкости этих углей, а также определяет широкое распределение их вещества по плотности. В свою очередь эти свойства определя-

ют поведение углей при механохимичеекой обработке в процессах получения, например, суспензионных ВУТ Различная прочность сшивок в структуре углей и различное содержание в них реакционного кислорода в значительной степени влияет на поведение углей в сорбционных и термохимических процессах Это определяет, например, скорость процессов и состав продуктов, образующихся при сжигании, газификации и коксовании углей.

Рассмотрены свойства ВУТ, полученных из изометаморфных углей разных генетических типов Работу проводили с целью оценки перспективной ресурсной базы для технологии ВУТ ОАО «Ковдорский ГОК» В процессах получения композиционных ВУТ происходит последовательное размельчение угля вплоть до крупности 0-300 мкм Известно, что качество ВУТ определяется следующими характеристиками

- стабильность топлива,

- реологические свойства суспензии,

- степень конверсии углерода при сжигании

Стабильность ВУТ и его реологические свойства в значительной степени определяются гранулометрическим составом углей в суспензии В работах отечественных ученых показано, что высокая стабильность топлива и его оптимальная вязкость достигаются при биноминальном (или близком к нему) характере распределения угольных частиц Степень конверсии углерода при сжигании в значительной мере определяется сорбционными свойствами поверхности и содержанием в угле кислорода

Для приготовления ВУТ использовали угли разных генетических типов (№15-20 по табл 1) С целью получения композиционного топлива смешивание угольного порошка с водой производили в стаканах вибромельницы Соотношение уголь вода равнялось 1 1 Полученные водоугольные топлива представляли собой густые стабильные суспензии Стабильность суспензий оценивали по степени расслоения после 1-х суток хранения Степень расслоения суспензий (по объему водной фазы) для углей I и II генотипов составила примерно 20%, а для углей 1П и IV генотипов - 50%

Для определения дисперсности (гранулометрического состава) полученных топлив использовали «Методику определения дисперсности водоугольных топ-лив» В табл 3 и на рис 7 представлены результаты определения гранулометрического состава анализируемых образцов ВУТ

Таблица 3, Статистические данные экспресс-анализа гранулометрического состава ВУТ и стабильность топлив

Уголь Гранулометрический состав водоутольной композиции Стабильность, %

мин. размер частиц, мкм макс, размер частиц, мкм ср. размер частиц, мкм СКО

15 1,6 71 5,9 6,3 50

16 1,6 132 9,0 11,0 20

17 1,6 218 5,4 6,5 20

18 1,6 97 4,3 4,0 50

19 1,6 68 5,1 4,0 50

20 1,6 158 9,2 12,0 20

размер частиц, мкм

Рисунок 7. Распределение частиц по размерам в ВУТ из углей (я — TV, d — / генотипа)

Суспензии из углей I и II генотипов характеризуются более широким распределением частиц по размерам и более высокими значениями среднего размера частиц. Высокие значения среднеквадратичных отклонений (СКО) свидетельствуют о том, что эти распределения близки к биноминальным. Полученные зако- j номерности хорошо согласуются с данными, приведенными выше, о распределении вещества углей I и II генотипов по плотности. !

Изучение реакционной способности суспензий при скоростном горении в ат- , мосфере воздуха (рис. 8) позволило установить, что скорость горения суспензий j из углей I и II генотипов выше и время полного сгорания их значительно меньше, J чем из изометаморфных углей III и IV генотипов. i

Степень превращения

г

9 4

«

ж ф * Л й Д - уголь 19

joi д4 ♦ - уголь 15

А-уголь 18

J3 X-уголь 16

0 □ - уголь 17

• - уголь 20

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Время, мин

Рисунок 8 Степень превращения (конверсия) органического вещества углей при сжигании ВУТ

Таким образом, морфологическая неоднородность гелинито-теллинитовых углей и их высокая микрохрупкость определяют оптимальный гранулометрический состав угольных суспензий, получаемых путем последовательного диспергирования Более высокая реакционная способность этих суспензий при сжигании связана скорее всего с меньшим содержанием в гелинито-теллинитовых углях кислорода (и кислорода в реакционной форме) и более развитой пористой структурой Определение высшей теплоты сгорания Qf* углей I и П генотипа показало, что они характеризуются более высокой теплотой сгорания, чем соответствующие изометаморфные угли III и IV генотипов Полученные результаты позволили рекомендовать для получения стабильных высокореакционных ВУТ газовые угли I и II генетических типов

В работе были проведены исследования по предварительной термоподготовке (ПТО) газовых углей разных генотипов в условиях, моделирующих различные режимы промышленной сушки угольных концентратов Условия ПТО температуры 150 °С, 200 °С, 250 °С, 300 °С, продолжительность нагрева 15 и 60 минут

Предварительная термообработка углей приводит к изменению физико-механических и сорбционных свойств углей Структурные особенности углей разных генотипов определяют глубину превращений и соответственно степень изменения свойств углей Угли III и IV генотипа претерпевают в результате термообработки более существенные изменения упругопластических свойств, связанные с увеличением прочности связывания макромолекулярных ассоциатов в структуре углей и повышением содержания кислорода в реакционной форме (рис 9) Эти изменения существенно зависят от продолжительности термообработки Такие превращения приводят к негативному изменению теплоты сгорания термообработанных углей (табл.4).

Таблица 4 Влияние условий термообработки на высшую теплоту сгорания углей

Исход- Высшая теплота сгорания, МДж/кг, daf

температура обработки, К

Уголь ный 423 473 523 573 473 523

уголь время обработки, мин

15 60

2 35,4 35,6 35,4 35,0 32,5 34,9 34,1

3 36,0 36,1 35,9 35,8 35,7 36,0 35,5

4 35,1 35,3 35,2 35,2 35,1 35,1 34,9

5 34,5 34,8 34,6 34,4 34,4 34,4 34,6

9 35,6 35,6 35,4 35,4 35,5

13 35,3 34,7 35,0 34,9 34,9 34,9 34,6

14 35,1 35,2 35,0 34,8 34,2 34,7 34,5

15 33,2 33,6 32,5 33,6 33,0 33,4 32,3

16 34,4 34,5 33,8 34,3 33,9 33,6 32,8

Анализ данных показал, что термообработка углей 1-Н генотипов в различных условиях практически не изменяет калорийности углей, в то время как для углей 1П-1У генотипа этот показатель существенно снижается Термообработка углей приводит к существенному повышению их прочностных свойств, особенно снижению микрохрупкости (табл 5) Активация углей при термообработке (существенное увеличение содержания реакционного кислорода Кс и параметров сорбции при термообработке углей - рис 9) является важным положительным фактором для энергетического сжигания

Хорошо известно, что активирование поверхности углей приводит к снижению температуры возгорания топлива и повышению степени использования углерода Экспериментальные исследования процесса окислительного пиролиза углей позволили установить, что температурный интервал интенсивного окисления и температура возгорания угля после термообработки смещается в область более низких температур на 50-70 °С

Кс

Рисунок 9. Влияние температуры ПТО на содержание реакционного кислорода (Кс) в углях

Таблица 5 Микротвердость и микрохрупкость углей после ПТО (200 °С, время - 60 мин)

Проба Режим Микротвердость Н2о, Н/мм2 Хрупкость, %

15(1У) Исходный 375,7 0

Термообработанный 340,4 0

16© Исходный 342,3 65

Термообработанный 363,9 19

17(1) Исходный 310,9 70

Термообработанный 316,8 23

18(111) Исходный 351,2 48

Термообработанный 375,7 1

19(1У) Исходный 361,9 25

Термообработанный 355,1 17

20(1) Исходный 357,0 100

Термообработанный 353,1 65

Мероприятия по термоподготовке углей позволяют уменьшить выбросы оксидов азота при сжигании за счет снижения температуры горения и увеличить степень полезного использования углерода (количество летучих продуктов в зольных остатках уменьшилось на 5-8%)

Полученные данные позволяют скорректировать режимы ПТО для углей разных генотипов Для углей I и II генотипов могут быть реализованы как схемы быстрого нагрева (например, вихревые камеры), так и схемы продолжительной

термоподготовки (барабанные сушилки) Большая негативная зависимость технологических свойств (теплоты сгорания, спекаемости) углей III и IV генотипов от температуры и времени термоподготовки предусматривает использование схем быстрого нагрева

Были проведены расчеты экологических и экономических показателей частичной замены каменных углей на ВУТ (табл 6) Были использованы литературные данные апробации ВУТ на ТЭЦ-5 г Новосибирска Нормы по выбросам определялись по ГОСТ Р 50831-95, плата за выбросы рассчитывалась по тарифам, установленным Постановлением Правительства РФ от 12 июня 2003 г №344

Таблица б Результаты расчета экологических и экономических показателей частичной замены каменных углей на ВУТ

Показатель Уголь Уголь+ВУТ (20 80)

N0, пыль N0, пыль

Количество выбросов в пределах ПДВ, т/год 1621 954 1621 881

Количество выбросов сверх ПДВ, т/год 1882 901 763 0

Плата за выбросы в пределах ПДВ, руб/год 84292 13070 84292 12072

Плата за выбросы сверх ПДВ, руб/год 489320 61719 198380 0

Сумма платежей руб/год 573612 74789 282672 12072

Использование в качестве сырья водоугольного топлива при сохранении производительности котла позволяет снизить общее количество отходов N0* в 1,5 раза, а угольной пыли - более чем вдвое При частичной замене угля на ВУТ (80%) снижение количества твердых и газообразных отходов позволит сэкономить более 350000 руб за 1 год эксплуатации котла только за счет повышения экологической безопасности процесса сжигания углей

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в работе решена актуальная научно-практическая задача повышения безопасности энергетического сжигания углей за счет оценки их морфологии на стадии разведки и добычи минерального сырья и применения на ее основе мероприятий по сокращению негативного экологического воздействия на окружающую среду

Основные выводы и рекомендации, полученные лично автором:

1 Морфологические характеристики углей вносят существенный вклад в образование вредных отходов энергетического сжигания углей, таких как угольная пыль и окислы азота Установлена возможность оценки морфологии углей на основе определения их генетического типа в соответствии с

генетической классификацией и обработки информации методом фликкер-шумовой спектроскопии Установлено, что генетический тип углей (параметр генетической классификации гумусовых углей) является необходимым критерием, определяющим, наряду со стадией метаморфизма и химико-технологическими характеристиками, качес! венные свойства углей в процессах переработки.

2 Особенности морфологии и структуры углей разных генотипов определяют их поведение в процессах получения водо-угольных топлив и качественные показатели топлив при сжигании Морфологическая неоднородность гели-ното-теллинитовых углей и их высокая микрохрупкость определяют оптимальный гранулометрический состав и высокую стабильность угольных суспензий, получаемых путем последовательного диспергирования

3 На основе экспериментальных работ по предварительной термической подготовке углей скорректированы температурные режимы подготовки газовых углей разных генотипов Установлено, что для углей I и II генотипов могут быть реализованы как схемы быстрого нагрева (например, вихревые камеры), так и установки продолжительной термоподготовки Большая негативная зависимость технологических свойств (теплоты сгорания, спекае-мости) углей III и IV генотипов от температуры и времени термоподготовки предусматривает использование схем быстрого нагрева Полученные результаты позволили определить требования к качеству угольного сырья для реализации эффективной технологии производства и сжигания ВУТ на ОАО «Ковдорский ГОК»

4 Термическая подготовка углей приводит к повышению их прочностных свойств и частичному активированию поверхности угольных частиц Мероприятия по термоподготовке углей позволяют уменьшить выбросы окислов азота и угольной пыли при сжигании и увеличить степень полезного использования углерода (количество летучих продуктов в зольных остатках уменьшилось на 5-8%)

5 Снижение количества твердых и газообразных отходов при частичной замене пылевидного угля на водоугольное топливо (80%) при эксплуатации котла ТПЕ-214 (ТЭЦ-5 г Новосибирска) позволяет снизить сумму платежей за выбросы угольной пыли и окислы азота на 350000 руб за 1 год эксплуатации котла

6 Разработана методика оценки дисперсности углей в процессах получения ВУТ Метод позволяет оперативно, в полуавтоматическом режиме, определять гранулометрический состав композиционных топлив и их стабильность Внедрение в технологический контроль получения ВУТ методики оценки дисперсности позволило оценить перспективную ресурсную базу ОАО «Ковдорский ГОК» и подобрать оптимальный режим подготовки сырья и условий приготовления суспензии композиционного топлива

Основные положения диссертационной работы изложены в следующих научных публикациях автора:

1 Барабанова О В , Гагарин С Г, Минаев В И., Эппггейн С А Влияние термообработки каменных углей разной степени восстановленности на сорбцию диметилформамида // Химия твердого топлива -2005 -№ 5 -С, 12-23

2 Барабанова О. В , Минаев В И, Широчин Д Л, Эпштейн С А Физико-химические предпосылки регулирования качества углей при термоподготовке // Горный информационно-аналитический бюллетень -2005 -№ 7 -С 342-345

3 Барабанова О В , Вебер Ж, Минаев В. И Влияние обработки углей диме-тилформамидом на их термическую деструкцию и упругопластические свойства // Химия твердого топлива -2007 -№ 4 -С 22-28

4 Минаев В И, Эпштейн С А Влияние морфологии ископаемых углей на экологическую безопасность их переработки // Деп. рук № 640 от 18 04 08 -М,МГГУ, 12 с

5 Aipshtem S А, Mmaev, V I, Shirochm D L New coals collection The first results and prospects // Proceeding of Pittsburg Coal Conference, 2006, USA

6 Aipshtem S A, Beliy A A, Minaev V I, Shirochm D L Sorption and Defor-maion of Coals in The Gas and Liquid Media // Proceedmg of International Conference on Coal Science and Technology, 2007, UK

7 Aipshtem S A, Barabanova О V, Minaev V I Transformation of Coals at the Heat Treatment // Proceeding of International Conference on Coal Science and Technology, 2007, UK

Подписано в печать О! Формат 60x90/16

Объем 1 п л Тираж 100 экз Заказ № №

Типография Московского государственного горного университета, Москва, Ленинский проспект, 6

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Минаев, Владимир Иванович

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

3 Метод оценки морфологии углей. Влияние морфологии на вещественный 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 физико-механические и сорбционные свойства углей разных генотипов

4 Влияние морфологии углей на качественные характеристики во- 84 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 94 Заключение и выводы 100 Список литературы 102 Приложение

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка метода оценки морфологии углей для прогноза экологической безопасности их переработки"

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.

Идея работы^заключается в развитии существующих представлений о генезисе и структуре органического вещества углей и включении их в общий комплекс оценки свойств углей как сырья для экологически чистых ресурсосберегающих технологий.

Научные положения, разработанные лично автором, и их новизна

1. Для оценки экологической безопасности и рационального использования угольного сырья на стадиях разведки и добычи углей разработан метод оценки морфологииуглей на основе определения их генетического типа. Установлено1 влияние генотипа углей на их вещественный состав, физико-механические, сорбционные и реакционные свойства, которые в свою очередь определяют количество и состав, отходов энергетического сжигания углей. Разработан алгоритм параметризации изображений микроструктуры углей и обработки информации методом фликкер-шумовой спектроскопии.

2. Впервые установлено влияние генотипа углей на их гранулометрический' состав в водоугольном. топливе. Полученные закономерности позволили разработать метод оценки углей как сырья для получения водоугольных то-плив.

3. Установлено, что угли I и II генотипов предпочтительны для получения стабильных, высокореакционных водоугольных топлив. Топливо на основе этих углей характеризуется высокой реакционной способностью при сжигании, что обеспечивает увеличение степени полезного использования углерода и снижение количества угольной пыли и «термических» оксидов азота в продуктах сгорания.

4. Особенности морфологии-и структуры углей разных генотипов позволяют скорректировать режимы-предварительной термоподготовки углей для сохранения их энергетического потенциала и повышения экологической безопасности при сжигании.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждаются: представительностью проб исследованных углей разных месторождений; использованием для анализа стандартных и апробированных методик; сходимостью, воспроизводимостью и положительной апробацией полученных результатов. Практическое значение

1. Разработана «Методика определения дисперсности водоугольных топлив», позволяющая> контролировать* процесс получения топлив на всех'технологических стадиях.

2. Обоснован метод оценки морфологии углей на стадиях их разведки и разработки.

3. Разработаны рекомендации по термоподготовке углей разных генотипов для повышения экологической безопасности их энергетического сжигания.

Научное значение работы

Научное значение работы заключается в интегрировании^ представлений о генезисе и структуре органического вещества- углей в общий' комплекс оценки свойств углей как сырья для экологически чистых ресурсосберегающих, технологий. Полученные в работе результаты позволяют прогнозировать экологические риски при использовании углей как энергетического топлива для сокращения негативного экологического воздействия на окружающую среду и минимизации ресурсных и энергетических затрат. Реализация выводов и рекомендаций работы

Полученные результаты позволили определить требования к качеству угольного сырья для реализации эффективной технологии производства и сжигания ВУТ на ОАО «Ковдорский ГОК». Мероприятия по термоподготовке углей позволяют уменьшить выбросы оксидов азота и серы, при сжигании углей и увеличить степень полезного использования углерода. Внедрение в технологический контроль получения ВУТ методики «оценки дисперсности позволило подобрать оптимальный режим подготовки,сырья и*условий приготовления суспензии композиционного топлива.

Апробация работы

Результаты работы докладывались на российских и международных конференциях («Неделя горняка - 2005», «Pittsburg Coal Conference - 2006» USA, «Неделя горняка - 2007», «Coal Science and Technology - 2007» UK). Публикации

По результатам диссертации опубликовано 7 научных работ, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, двух приложений, списка литературы из 88 источников, содержит 17 таблиц и 23 рисунка.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Минаев, Владимир Иванович

Основные выводы и рекомендации, полученные лично автором:

1. Морфологические характеристики углей вносят существенный вклад в образование вредных отходов энергетического сжигания углей, таких как угольная пыль и окислы азота. Установлена возможность оценки морфологии углей на основе определения их генетического типа в соответствии с генетической классификацией и обработки информации методом фликкер-шумовой спектроскопии. Установлено, что генетический тип углей (параметр генетической классификации гумусовых углей) является необходимым критерием, определяющим, наряду со стадией метаморфизма и химико-технологическими характеристиками, качественные свойства углей в процессах переработки.

2. Особенности морфологии и структуры углей разных генотипов определяют их поведение в процессах получения водо-угольных топлив и качественные показатели топлив при сжигании. Морфологическая неоднородность гели-ното-теллинитовых углей и их высокая микрохрупкость определяют оптимальный гранулометрический состав и высокую стабильность угольных суспензий, получаемых путем последовательного диспергирования.

3. На основе экспериментальных работ по предварительной термической подготовке углей скорректированы температурные режимы подготовки газовых углей разных генотипов. Установлено, что для углей I и II генотипов могут быть реализованы как схемы быстрого нагрева (например, вихревые камеры), так и установки продолжительной термоподготовки. Большая негативная зависимость технологических свойств (теплоты сгорания, спекае-мости) углей III и IV генотипов от температуры и времени термоподготовки предусматривает использование схем быстрого нагрева. Полученные результаты позволили определить требования к качеству угольного сырья для реализации эффективной технологии производства и сжигания ВУТ на ОАО «Ковдорский ГОК».

4. Термическая подготовка углей приводит к повышению их прочностных свойств и частичному активированию поверхности угольных частиц. Мероприятия по термоподготовке углей позволяют уменьшить выбросы окислов азота и угольной пыли при сжигании и увеличить степень полезного использования углерода (количество летучих продуктов в зольных остатках уменьшилось на 5-8%).

5. Снижение количества твердых и газообразных отходов при частичной замене пылевидного угля на водоугольное топливо (80%) при эксплуатации котла ТПЕ-214 (ТЭЦ-5 г. Новосибирска) позволяет снизить сумму платежей за выбросы угольной пыли и окислы азота на 350000 руб. за 1 год эксплуатации котла.

6. Разработана методика оценки дисперсности углей в процессах получения ВУТ. Метод позволяет оперативно, в полуавтоматическом режиме, определять гранулометрический состав композиционных топлив и их стабильность. Внедрение в технологический контроль получения ВУТ методики оценки дисперсности позволило оценить перспективную ресурсную базу ОАО «Ковдорский ГОК» и подобрать оптимальный режим подготовки сырья и условий приготовления суспензии композиционного топлива.

Заключение и выводы

Таким образом, в работе решена актуальная научно-практическая задача повышения безопасности энергетического сжигания углей за счет оценки их морфологии на стадии разведки и добычи минерального сырья и применения на ее основе мероприятий по сокращению негативного экологического воздействия на окружающую среду.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Минаев, Владимир Иванович, Москва

1. Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Топливо. Рациональное сжигание, управление и технологическое использование. М.: Теплотехник, 2004. т. 1, 604 с:

2. Щербаков С., Новоселова Т., Кашанский С. И. и др. Содержание высокотоксичных компонентов в составе организованных выбросов ряда ТЭЦ и ГРЭС Свердловской области// Энергетика региона. 1998. № 10. с.24-25.

3. Кошелев A.A., Ташкинова Г.В., Чебаненко Б.Б. и др. Экологические проблемы энергетики. Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1989. 322 с.

4. Герасимов Г.Я. Экологические проблемы теплоэнергетики: моделирование процессов образования и преобразования вредных веществ. М.: Изд-во МГУ, 1998.211с.

5. Защита атмосферы от промышленных загрязнений: Справ, изд. в 2-х т/Под ред. Калверта С. и Инглунда Г.М. М.: Металлургия, 1988. 202 с.

6. Красноярский Г.А. Новое время угольной энергетики. М.: ЦНИЭИуголь, 2000. 121 с.

7. В.Л. Иноземцев. Кризис Киотских соглашений и проблема глобального потепления климата/ТПрирода. 2002. №1, с. 17-23.

8. Варнатц Ю., Маас У., Диббл Р. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих ве-ществ./Пер. с англ. Г.Л. Агафонова. Под ред. П.А. Власова. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003.352 с.

9. Кропп Л.И., Яновский Л.П. Экологические требования и эффективность улавливания на ТЭС// Теплоэнергетика. 1983. №9. с. 19-22.

10. Котлер В.Р. Технология одновременного снижения выбросов NOx и Sox на пылеугольных котлах ТЭС США// Теплотехника. 2002. №2.с. 76-78.

11. Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Топливо. Рациональное сжигание, управление и технологическое использование, 2004. М.: Теплотехник, т. 2. 832 с.

12. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. М.: Недра, 1988.312 с.

13. А.И.Родионов;. В.Н.Клушин, Н.С. Торочешников; Техника, защиты окружающей среды. М.: Химия, 1989.512 с.

14. Кондратьев В.Н., Никитин Е.Е. Кинетика и механизм газофазных реакций. М.:Наука, 1974. 558 с.

15. Мозжухина Е.В: Физическая химия быстрых реакций. М.: Мир, 1976. 392 с.

16. Власов F.O., Саранчук В.И., Чуищев В.М., Ошовский В.В. Системный ана-/ лиз коксохимического производства//Доп НТУ. Донецк: Вос точный издательский дом, 2002. 296 с.

17. Грязнов Н.С. Основы теории коксования; М;:Металлургия, 1976. 312 с.

18. Чистяков А.Н., Розентиль Д.А., Русьянова Н.Д., и др. Справочник по химии и технологии твердых горючих ископаемых// СПб «Синтез», 1996. 362 с.

19. Бабанин Б.И. , Патрушев А.Н. О-повышении технико-экономической эффективности производства кокса из термически подготовленной ших-ты//Кокс и химия. 1988: №7. с. 44-46.

20. Васильев Ю.С., Долгарев Г.В., Гордиенко А.И., и др. Расширение сырьевой базы и интенсификация процесса коксования благодаря термической подготовке шихты// Кокс и химия: 2003. №11. с. 11-13.

21. Зашквара В.Г., Дюканов А.Г., Лазовский И.М. и др. Возможные направления развития технологии и техники подготовки углей к коксованию// Уголь. 1976. №2. с. 43-46.

22. Рябиченко А.Д., Козак А.Я., Руденко Л.И., Романов В.В. Исследование физико-механических свойств термически подготовленных шихт//Кокс и химия. 1978. №1. с. 6-8.

23. Морозов О.С., Сухоруков В.И., Беляев Е.Б. и др. Изменение механической прочности углей, подвергнутых термической подготовке// Кокс и химия. 1976. №7. с. 6-8:

24. Макаров П.В., Трубицын A.A., Ворошилов С.П. Самоподобие разрушения углей и эволюция нагружаемых твердых тел// Уголь. 2006. №5. с.55-58.

25. Васильев Ю.С. , Кузнеченко В.М., Браун Н.В. и др. Технология производства кокса из трамбованных шихт// Кокс и химия. 1990. №6. с. 24-26.

26. Семисалов Л.П. Термическая подготовка угольной шихты как способ расширения сырьевой базы коксования и улучшения качества кокса// Кокс и химия. 1990. №6. С.-22-24.

27. Скляр М.Г.Высокоскоростное слоевое коксование термически подготовленных углей и шихт// Кокс и химия. №4.с.10-12.

28. Гавриков В.В., Синцерова Л.Г., Колосов A.B. О влиянии термической подготовки углей перед коксованием на выход кокса// Кокс и химия. 1977. №3. с. 12-14.

29. Сухоруков В.И., Филоненко Ю.Я. Новые процессы.подготовки и коксования углей//Справочник по химии и технологии твердых горючих ископаемых/ Под ред. А.Н. Чистякова. СПб.: Издат. Комп. «Синтез», 1996. С. 295315.

30. Зайденварг В.Е., Трубецкой К.Н., Мурко В.И. и др. Производство и использование водоугольных топлив. М.:Академия горных наук, 2001. 172 с.

31. Носков A.C., Савинкина М.А., Анищенко Л.Я. Воздействие ТЭС на окружающую среду и способы снижения наносимого ущерба. Новосибирск: Изд-во Института химии твердого тела, 1990. 184 с.

32. Садовский С.И. Пути развития малой гидроэнергетики России. // Гидротехническое строительство. 1997. № 9. с. 13-21.

33. Энергетическая стратегия России (основные положения). // Энергетическое строительство. 1995. № 1. с. 2 20.

34. Красноярский Г.А. Новое время угольной энергетики М.: ЦНИЭИуголь, 2000. 98 с.

35. Орлов Ю.Н. Энергетика России и перспективы развития ТЭК в XXI ве-ке//Электронный журнал «Исследовано в России». 2002. №11, с.119-134 (http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2002/01 l.pdf.).

36. Макаров A.A. Крайние стратегии долгосрочного развития энергетики. // Экономика и математические методы. №1. 1987. с. 9-13.

37. Глухарев Ю.В., Дубовик B.C. Опыт внедрения горелочных устройств типа СНГ на основе струйно-нишевой технологии сжигания топлива// Новости теплоснабжения, М., №11, 2003, С. 20-21.

38. Абдулин М.З., Овсиенко И.П., Дворцин Г.Р., Жученко A.M., Кулешов Ю.А. Оптимизация топочного процесса путь к повышению эффективности, экологической безопасности и надежности работы котлов//Новости теплоснабжения. 2002. №12. с. 25-28.

39. Абдулин М.З. Некоторые аспекты повышения экономичности и экологической безопасности горелочных устройств//Энергетика, экономика, технологии, экология. 2000. №4. с. 65-68.

40. Стриха И.И. Определение экономии топлива и теплоты при реализации энергосберегающих мероприятий в котельных// Новости теплоснабжения. 2002 №12 . с. 50-52.

41. Назаров С.М., Каленин Э.В., Исьемин Р.Л., и др. Рациональный выбор топлива для муниципальной котельной или при каких условиях уголь может стать альтернативой природному газу// Новости теплоснабжения. 2006. №3. с. 65-67.

42. Овчинников Ю.В., Пуценко C.B. Искусственное жидкое топливо из угля и эффективность его использования// Новости теплоснабжения. 2006. №4. с. 65-68.

43. Игнатьев B.C., Солдатов A.B. Региональные требования к разработке топочных устройств котельных малых и средних мощностей для местного угля Тихонского месторождения Республики Саха (Якутия)// Новости теплоснабжения. 2006. №5. с. 72-77.

44. Лебедев А.Н., Казанцев Е.И., Гинкул С.И. Исследование окислительных свойств продуктов сгорания различных видов топлива. // Известия вузов. Черная металлургия. 1987.№5.с.53-54.

45. Патент № 2080354 РФ. М. кл1 C10L 1/32. Способ приготовления водо-угольных суспензий для транспортирования по трубопроводу/Трубецкой К.Н., Чантурия В.А., Трофимова Э.А. и др.- №93038969/04; Заявлено 06.08.93; Опубл. 27.05.97, Бюл. №15.

46. Делягин Г.Н. Сжигание водоугольных суспензий метод использования обводненных топлив: Дис. д-ра техн. наук.-М.: ИГИ, 1970. 432 с.

47. Делягин JI.A., Канторович Б.В. Использование обводненных твердых топ-лив в виде ВУС//Теория и технология процессов переработки топлив. М.: Недра, 1996. с. 124-151.

48. Онищенко А.Г., Делягин JI.A. Промышленное сжигание водоугольных суспензий// Обогащение и брикетирование углей.1968.- №2. с.8-13.

49. Делягин JI.A. Вопросы теории горения водоугольных суспензии в потоке воздуха// в сб. Сжигание высокообводненного топлива в виде водоугольных суспензий. М.: Наука, 1967. с. 45-55.

50. Шварц О., Мертен Г. Непосредственное сжигание водоугольных суспензий на электростанциях// Глюкауф. 1967. №5. с. 27-35.

51. Trubetskoy K.N., Nekhoroshy J.Kh. Power Engineering and the tech-nology of Coal Suspensions://International conf. Energy 93, Moscow, 1993.

52. Трубецкой K.H., Нехороший И.Х. Развитие работ по использованию высококонцентрированной водоугольной суспензии в энергетике России// Теплоэнергетика. 1994. №11. с. 26-29.

53. Delyagin G.N., Demidov Y.V., Kostovetsky S.P. and Nekhoroshy J.K. Highly concentrated water-coal suspensions — a new form of ecologicaly clean fuell// Symposium on New Coal Utilization Technologies. Helsinki (Finland). 1993.— 10-13 May.

54. Мурко В.И. Научные основы процессов получения и эффективного применения водоугольных суспензий: Автореф. дис. на соиск. уч. степени д-ра техн. наук. М.: ИГИ. 1999. 48 с.

55. Дроздник И.Д., Кафтан Ю.С., Должанская Ю.Б. Новые направления использования угля// Кокс и химия. 1999. №1. с. 4-16.

56. Бибик Е.Е Реология дисперсных систем. JL: Изд. Ленинградского университета, 1981. 172 с.

57. Горская Т.П., Ильин В.К., Пименова E.H. Гранулометрический состав угля и подвижность водоугольных суспензий// Химия твёрдого топлива. 1986. №6. с.105-108.

58. Басенкова В.Л., Филиппеко Т.А., Зубкова Ю.И. Зависимость структурно-реологических свойств водоугольных суспензий от природы углей и их дисперсности// Химия твёрдого топлива. 1988. №5. с.139-143.

59. Урьев Н.Б Физико-химические основы технологии дисперсных систем и материалов. М.: Химия, 1988. 256 с.

60. Редькина Н.И., Ходаков Г.С. Физико-химическая трактовка peo-логических свойств концентрированных суспензий// Технология приготовления и физико-химические свойства водоугольной суспензии: Тр. НПО «Гидротрубопровод». М.,1991. с.62-77.

61. Шульман Э.П., Берковский Б.М Пограничный слой ньютоновских жидкостей. Минск: Наука и техника, 1966. 238 с.

62. Atlas H., Casassa E.Z., Parfitt G.D., Roa A.S and Toor E.W //In Proc. 10-th Annual Powder and Bulk Solids conf., Chicago, May, 1975.

63. Ходаков Г.С. Дисперсионный анализ высокодисперсных мате-риаллов, подлежащих гидротранспортированию//Исследование технологии и оборудования терминальных комплексов магистрального гидротранспорта: Тр. ин-та/ВНИИПИгидротрубопровод. М.,1985. с. 96-99.

64. Еремин И.В., Арцер A.C., Броновец Т.М. Петрология и химико-технологические параметры углей Кузбасса. Кемерово: Притомское, 2001. 400 с.

65. Еремин И.В., Броновец Т.М. Марочный состав углей и их рациональное использование. М.: Недра, 1994. 254 с.

66. Артемьев, В.Б., Еремин И.В., Гагарин С.Г. Петрография углей и их эффективное использование. М.: Недра, 2000. 336 с.

67. Быкадорова В.И., Матвеева И.И., Полферов К.Я. О влиянии петрографического состава на размолоспособность углей//Химия тв. топлива. 1970.№ 4. с. 28-33.

68. Артемьев, В.Б., Еремин И.В., Гагарин С.Г. Условия образования и характерные признаки динамически активных углей. М.: Недра ком-мюникейшенс ЛТД, 1999. 496 с.

69. Вальц Н.Э., Волкова И.Б., Гаврилова О.И. и др. Петрография углей СССР. Л.: Недра, 1982. 191 с.

70. Schapiro N., Gray R.J. The use of coal petrography in coal making// J Fuel. 1964. V.37.№ 281.P. 234-342.

71. Петрология палеозойских углей СССР. М.: Недра, 1975. 213 с.

72. Геолого-углехимическая карта Донецкого бассейна. Вып.VIII. М.: Углетех-издат, 1954. 428 с.

73. Еремин И.В., Броновец Т.М., Супруненко О.И. и др.// Химия тв. топлива. 1983. №4. с.3-15.

74. Аммосов И.И.//Изв. АН СССР.ОТН.1944.№Ю-11. с.784.

75. Гаврилова О.И. // В кн. «Физические и химические свойства ископаемых углей». М-Л.: Изд АН СССР, Вып.Х1У, 1962. с. 173-250.

76. Марихин В.А., Мясникова Л.П. Надмолекулярная структура полимеров. Л.: Химия, 1977. 212с.

77. Боголюбова Л.И., Яблоков B.C. Генетические типы углей среднего карбона юго-западной части Донбасса// Изв. АН СССР. Сер. геол. 1951. №6. с. 110119

78. Тимофеев П.П. Эволюция угленосной формации в истории Земли. М.: Наука. 2006. 206 с.

79. Сысков К.И., Кухаренко Т.А. Определениё конституционных групп в углях ■ и составных частях сорбционным способом// Заводская лаборатория. 1968. №1. с. 25-28.

80. Тимашев С.Ф. Фликкер-шумовая спектроскопия. Информация о хаотических сигналах. М.:ФИЗМАТЛИТ. 2007. 248 с.

81. Эпштейн С.А., Супруненко О.И., Барабанова О.В. Вещественный состав и реакционная способность витринитов каменных углей разной степени вос-становленности//Химия твердого топлива. 2005. №1. с.22-35.