Сорбционные свойства и структура углей, прошедших обработку в низкотемпературной плазме тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

I)

Старинский Иван Васильевич

Сорбционные свойства и структура углей, прошедших обработку в низкотемпературной плазме

Специальность- 01.04 14-Теплофизика и теоретическая теплотехника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Улан-Удэ 2007

003066209

Работа выполнена в Восточно-Сибирском государственном технологическом университете

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Буянтуев С Л доктор химических наук, профессор Евстафьев С Н

Официальные оппоненты

кандидат технических наук, Балданов Б Б

Ведущая организация.

Бурятский государственный университет

Защита состоится 18 , октября 2007 г в 72. часов на заседании диссертационного совета ДМ 212 039.03 в Восточно-Сибирском государственном технологическом университете по адресу 670013, г Улан-Удэ, ул Ключевская, 40 в

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВосточноСибирского государственного технологического университета

Автореферат разослан «/?» __сентября__2007г

Ученый секретарь

диссертационного совета доктор технических наук

Бадмаев Б Б

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. В современном мире ярко выражена тенденция к экологически чистому производству Это связано с тем, что факт катастрофического и практического повсеместного загрязнения нашей среды обитания стал общепризнанным. Экологическое состояние окружающей среды ухудшается вследствие большого количества различного рода твердых, жидких и газообразных промышленных отходов, каждодневно выбрасываемых в окружающую среду без надлежащей их очистки и обезвреживания

Основной источник загрязнения - это промышленные, хозяйственно-бытовые сбросы, содержащие нефтепродукты, масла, поверхностно активные вещества, фенолы, пестициды, гербициды, тяжелые металлы и целая гамма различной химической органики Все эти вещества потенциально вредны для человека и живой природы Одним из основных загрязнителей окружающей среды является энергетика, особенно тепловые электрические станции, работающие на угле Вводимые все более жесткие ограничения на различные вредные выбросы требуют применения и разработки новых, более' эффективных материалов и технологий, обеспечивающих экологическую безопасность работы ТЭС Из всех известных способов очистки воды единственным способом, обеспечивающим ее глубокую очистку до любой степени чистоты и практически от всех видов загрязняющих веществ, является сорбционная очистка Основой этого способа является применение сорбентов, главным образом углеродных сорбентов - активированных углей. Основным препятствием к широкому применению углеродных сорбентов в экологии и энергетике является их дороговизна и дефицит, обусловленные недостатками существующих технологий

В качестве нового способа получения активированных углей по сравнению с существующими можно использовать низкотемпературную плазму, которая значительно повышает эффективность переработки и активацию углей за счет интенсификации процесса пиролиза угля из-за высокой концентрации активных радикалов, ионов, электронов, значительной температуре и большой удельной мощности

А

V > »

Изложенное выше определяет актуальность проведения исследований и разработки плазменной технологии получения активированного угля, которая позволит получать активированные угли любой марки с низкими энергозатратами

Целью работы является исследование процессов активирования угля при воздействии низкотемпературной плазмы и разработка технологии получения сорбентов на основе модульного малогабаритного плазменного реактора' совмещенного типа в рамках комплексной переработки угля с выделением летучих компонентов

Для достижения намеченной цели в работе поставлены следующие задачи:

1. На основе анализа традиционных методов выявить возможность получения активирования угля при воздействии низкотемпературной плазмы

2 Исследовать процессы активирования угля, протекающие в модульном плазменном реакторе

3 Провести исследование сорбдионных свойств углей, обработанных низкотемпературной плазмой

4. Провести исследование сорбционных свойств углей после дополнительного активирования в камере пиролиза и активации (по метиленовому голубому, бензолу, ' йоду, железу и маелоёмкости)

5 Выявить особенности воздействия низкотемпературной плазмы на процесс активирования и структуру активированного угля

6 Провести расчеты процессов активирования угля и баланса мощности плазменного реактора

7 Разработать комплексную плазменную технологию получения активированного угля для применения в различных отраслях

Научная новизна работы

1. Проведены оригинальные исследования процессов комплексной переработки углей в модульном малогабаритном плазменном реакторе совмещенного типа с одновременным получением двух целевых компонентов (активированного угля и синтез газа) "

2. Получены оптимальные соотношения реагентов - и параметров низкотемпературной плазмы, влияющих на сорбционную способность активированного угля

3 Получены новые данные по сорбционным свойствам местных углей, активированных в низкотемпературной плазме, по метиленовому голубому, бензолу, йоду, железу и маслоемкости

4 Получены расчетные и экспериментальные данные по балансу энергии в плазменном реакторе

Практическая ценность работы

1 Разработанные технология получения активированного угля и конструкции модульного плазменного реактора позволят значительно сократить время получения угольных сорбентов и снизить энергетические затраты по сравнению с традиционными технологиями пиролиза углей.

2 Модульный принцип пиролиза с плазменной ступенью дает возможность, в случае необходимости, увеличить производительность установки при низкой металлоемкости и энергозатратах

3 Разработанная модульная установка может служить основой для создания промышленных установок по комплексной переработке угля в низкотемпературной плазме

4 Исследования проводились в рамках комплексной программы по созданию плазменных технологий переработки угля с целью получения синтез-газа, активированного угля и синтетического жидкого топлива Тема включена в республиканскую целевую программу энергсбережения Республики Бурятия на 2006-2007 г

5 Полученные результаты работы могут быть использованы для обучения студентов по специальности «Нетрадиционные технологии на ТЭС», в курсах «Плазменные технологии», «Плазмохимия», «Электротехнологии», и др

Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

1. При быстром воздействии низкотемпературной плазмы на частицы угля создаются специфические условия для деструкции частиц, выделению летучих компонентов и образования микропор Это положение подтверждают экспериментальные исследования процессов активирования угля в модульном плазменном реакторе

2. Сорбционные свойства углей, обработанных низкотемпературной плазмой (по метиленовому голубому, бензолу, йоду, железу и маслоемкости), не уступают по результатам исследований сорбционным свойствам

активированного угля, полученного по традиционной пиролизной технологии

3. Получение активированного угля в модульном плазменном реакторе позволяет разработать технологию и установки с низкими удельными энергозатратами и высокими сорбционными свойствами.

4. Оптимальные соотношения реагентов и режимов при пиролизе и газификации угля в модульном малогабаритном плазменном реакторе совмещенного типа, которые определяют качество активированного угля на сорбционную способность

Достоверность полученных результатов определяется с помощью методов диагностики и химического анализа, обеспечивающих возможность получения результатов измерений с погрешностью не более 10%; статистической обработки результатов экспериментальных измерений Расчеты состава активированного угля проводились с использованием современной и широко апробированной компьютерной программы «АСТРА-4», со сравнением расчетных и опытных данных

Личный вклад автора заключается в участии разработки конструкции и создании модульного плазменного реактора и камеры активации для изучения ' процессов переработки энергетических углей в среде низкотемпературной плазмы, непосредственном проведении экспериментов, расчетов и обработке результатов, формулировке выводов по работе

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на II и П1 Международной научно-практической конференции «Энергосберегающие и природоохранные технологии» (Улан-Удэ, 2003, 2005), Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых «Наука Технологии Инновации» (Новосибирск, 2004), Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Молодые ученые Сибири» (Улан-Удэ 2004), Международной научно-практической конференции «Глобальный научный потенциал» (Тамбов, 2005), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Повышение эффективности производства,и использования энергии в условиях Сибири» (Иркутск, 2005), Мгжнародшл науково-практичшл конференцп «Динамша наукових дослщжень 2005» (Дншропетровськ, 2005), Итоговой международной научно-

практической конференции «Наука- теория и практика», (Белгород, Днепропетровск, 2005); I Международном форуме (VI Международной конференции молодых ученых и студентов) «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2005), научной конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов ВСГТУ (Улан-Удэ, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006), научно-практической конференции преподавателей, научных работников и аспирантов БГУ (Улан-Удэ, 2001, 2002,2003, 2004, 2005,2006)

Публикации: основные научные результаты работы изложены в 8 публикациях

Структура и объем работы Диссертационная работа изложена на 114 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложения. Содержит 21 рисунков и 15 таблиц Список цитируемой литературы включает 90 наименований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи работы, приведены основные положения, выносимые на защиту, отмечена научная новизна полученных результатов и их практическая ценность

Первая глава посвящена рассмотрению вопросов использования угля на энергообъектах, характеристикам используемых углей, анализу традиционных и новых плазменных технологий и установок по получению активированного угля в рамках комплексной переработки углей с получением синтез-газа и сорбентов

Анализ позволил сделать следующие выводы.

1 Разработка новых плазменных технологий позволит использовать низкосортные энергетические угли для получения активированных углей

2 Комплексная переработка угля позволит получать качественный сорбент и синтез-газ для использования в различных отраслях

3 Принимая во внимание разнообразные конструкции установок ,цо получению активированного угля, возможно создание технологии получения активированного угля в результате применения плазменных источников энергии

Общий . анализ литературы, касающейся вопросов эксплуатации устройств, ,, использующих энергию

низкотемпературной плазмы, показал их техническую и экономическую эффективность, возможность резкого сокращения вредных выбросов по сравнению с традиционными технологиями Все это позволяет сделать заключение о перспективности и целесообразности развития данного направления При этом особое внимание уделяется теме комплексной переработки углей, обработанных

низкотемпературной плазмой, с получением нескольких целевых* продуктов на основе новых достижений в данной области В представленной работе основными целевыми продуктами являются активированный плазмой уголь с попутным выделением летучих и получением синтез-газа

Исходя из сделанных выводов определен круг задач, решение которых и составляет содержание настоящей диссертационной работы

Во второй главе приведены результаты экспериментальных исследований пиролиза и газификации углей в плазменном реакторе

Для исследований процессов плазменного пиролиза и газификации углей с применением в качестве генератора низкотемпературной плазмы электродугового реактора совмещенного типа, создана экспериментальная установка (рис 1, 2), состоящая из следующих основных узлов системы электроснабжения, электродугового реактора совмещенного типа, электромагнитной катушки постоянного тока, парогенератора, систем подачи угля и подачи воздуха, системы вывода, охлаждения и очистки газа, пульта управления, муфельной камеры с выводами для подачи газовых реагентов, камеры разделения и камеры пиролиза и активации

Камера электродугового плазменного реактора имеет внутренний диаметр 0,15 м и высоту 0,5 м, на дне установлена графитовая диафрагма с внутренним диаметром 0,05 м Камера муфеля имеет два дополнительных газовых ввода, расположенных по центру камеры и друг против друга Высота камер муфеля и разделения составляет 0,5 м, внутренний диаметр всех камер 0,4 м. Камера пиролиза и активации имеет дополнительные нагревательные элементы и газовые вводы для регулирования процесса и активации конечного продукта Длина камеры пиролиза и активации составляет 0,7 м и внутренний диаметр 0,25 м, в сборе общая высота конструкции 2,7 м.

Во время эксперимента активированный уголь отбирался в камере пиролиза и активации и подвергался химическим анализам на сорбционную активность по метиленовому голубому, бензолу, йоду, железу и маслоемкости

В процессе экспериментов фиксировались материальные и тепловые потоки во всех узлах установки В частности, регистрировались расходы угля, пара, воздуха, электродного графита, активированного угля, пыли и возгонов, а также электрическая мощность реактора, тепловая мощность, поданная с паром при температуре 200 °С, теплопотери в плазменном реакторе, камерах муфеля и вывода газа

В экспериментах использовался тугнуйский каменный уголь со следующими теплотехническими характеристиками, влажность Wa=13,68%, зольность Аа= 8,98%, выход летучих веществ Уа= 16,95%, низшая теплота сгорания <3Р„=5500 ккал/кг Состав угля на сухую массу представлен в таблице 1

Таблица 1

Состав угля в мае % (на сухую массу)_

Органическая часть угля, мае % Минеральная часть угля, мае %

С Ос Н N° 8е 8Ю2 ТЮ2 А1203 Сао К20 ш2о

67,3 8,9 3,3 0,7 0,4 11,33 0,63 4,27 1,53 0,68 0,48 0,48

Эксперименты проводились при мощности реактора 18-44 кВт, силе тока 100-200 А, напряжении 180-220 В.

В ходе экспериментов были исследованы режимы работы при различных соотношениях угля, воздуха и водяного пара

Первоначальные опыты на установке проводились по получению синтез-газа из угля Данные по синтез-газу представлены в таблице 2

Эксперимент проводился по следующей схеме Уголь засыпался в бункер подачи сырья. Производились включение установки и последующий ее прогрев в течение 5-7 мин После прогрева в реактор подавался уголь вместе с перегретым паром После перемешивания паро-угольная смесь попадает в зону электродугового разряда и нагревается вращающейся в магнитном поле электрической дугой, где протекает основной процесс переработки угля

и>г1/>)>/)>1/иттн/>г/н)1///>иГ)ш>>

Рис 1 Модуль плазменного реактора

1 - плазменный реактор, 2 - пылепитатель, 3 - пылепровод, 4 -камера муфеля, 5 - камера разделения, 6 - камера пиролиза и активации, 7 - газовые вводы, 8 - перемешивающие устройство, 9 - нагревательные элементы, 10 - парогенератор, 11 - электромагнитная катушка, 12 -камера вывода газа, 13 - система очистки газа

Рис.2. Установка по комплексной переработке углей

Твердая фракция оседает в шлакосборнике. Газообразные продукты процесса выводились через камеру вывода газа, после чего брались на анализ. Также был взят анализ шлака к шлакосборнике. Данные предварительного анализа показали: сорбция по метштемовому голубому была в пределах 32-39 мг/л. Эти показатели сравнили с известными данными ло сорбцданной активности березового активного угля (БАУ), где сорбция по метиленовому голубому равняется 28-32 мг/г. что показало принципиальную возможность получения сорбентов при помощи низкотемпературной плазмы.

Исходя из полученных данных было принято решение о проведении комплексны?: исследований по получению активированных углей и синтез-газа.

Таблица 2

Результаты анализов полученного синтез-газа

Исходные условия Химический состав, %

№ А ^угля? кг/ч ^пара кг/ч со2 о2 СО н2 СН4

1 100 13 4 2,0 2,7 24,0 20,0 0,5

2 120 8 2 1,8 2,0 25,5 - 23,7 0,7

3 140 10 6 2,0 4,0 24,0 31,7 0,2

4 160 10 4,7 1,1 4,6 28,6 37,7 0,5

5 180 10 5 2,0 3,6 28,0 36,0 0,4

6 200 10 5 1,2 9,6 16,4 25,4 0,6

При проведении экспериментальных исследований по получению активированных углей при помощи низкотемпературной плазмы применялся комплексный поэтапный подход

- выяснение влияния воздуха на сорбционные свойства конечного продукта,

- выяснение влияния перегретого водяного пара на сорбционные свойства конечного продукта,

- влияние на конечный продукт мощности электрической дуги в плазменном реакторе,

- влияние режима пиролиза и активации на уголь, прошедший низкотемпературную плазму.

На первом этапе исследований для решения задачи о выяснении влияния воздуха на сорбционные свойства конечного продукта, прошедшего обработку в низкотемпературной плазме, в каждом опыте изменяли количество поданного воздуха в реактор Результаты эксперимента показаны в таблице 3 и рисунке 3 С уменьшением подачи воздуха был выявлен рост сорбционной активности по метиленовому голубому от 37 до 50 мл/г, прй этом

исследование показало, что лучший показатель получен без добавления воздуха в реакцию и составил 50 мг/г.

Как видно из таблицы 3, лучший результат получается без доступа воздуха. Это связано с тем, что в присутствии воздуха происходит больший обгар частиц, чем без воздуха и происходит закрытие микропор.

Таблица 3.

Влияние воздуха на сорбционнуга активность углеродосодержаш,его сырья при обработке низкотемпературной плазмой

№ Подача угля, Подача Сорбциошая

кг/ч воздуха, кг/ч активность по метиленовому голубому, мг/г

1 10 7 37,5

2 10 6 40

3 10 5 40,6

4 10 3,6 41,6

5 10 0 50

Подача воздуха, кг/ч

Рис.3. График зависимости сорбции по метиленовому голубому активированного угля от подачи воздуха Определение осветляющей способности угля по метиленовому голубому (МГ) пронодят по ГОСТ 4453 - 48.

На втором этапе задача исследований заключалась п изучении процесса активации с водяным паром.

Первоначальным исследованием было выяснено, какое количество водяного пара требуется подать непосредственно в реактор вместе с исходным углем Для этого была проведена серия экспериментов при разных количествах подачи пара Все опыты проходили при постоянных условиях мощности реактора 20 кВт и подачи угля 30 кг/час Результаты опытов приведены в таблице 4 и рисунке 4

Как видно из таблицы 4, сравнение данных опытов свидетельствует о существенном повышении сорбционных характеристик. При воздействии водяного пара на уголь непосредственно в реакторе значительно увеличиваются сорбционные свойства конечного продукта по метиленовому голубому в сравнении с предыдущими экспериментами и составляет максимум 86,3 мг/г Увеличение сорбционной активности связано с тем что при воздействий водяного пара и низкотемпературной плазмы происходит газификация угля с одновременным открытием большого количества переходных, микро- и макропор

Таблица 4

Влияние водяного пара на сорбционную активность углеродосодержащего сырья при обработке низкотемпературной

плазмой

№ Подача Сорбционная Сорбционная Сорбционная

водяного активность по активность по активность по

пара, кг/ч метиленовому голубому, мг/г йоду, % бензолу, см3/г

1 5 73,2 15,6 0,071

2 7 78,2 17,8 0,073

3 10 86,3 20,3 0,076

4 12 82,7 19,4 0,076

5 15 80,2 19,1 0,074

г

I

I

Рлс. 4. Влияние водяного пара на соронионную активность углеродосодержащего сырья при обработке низкотемпературной плазмой

На третьем этапе было определено влияние силы тока электрической дуги на сорбционные свойства конечного продукта.

В ходе опытов изменялась величина силы тока электрической дуги и плазменном реакторе от 200 до 100 Д. При этом подача угля и водяного пара Доставляла 30 и 10 кг/час, соответственно. Результаты экспериментов показаны в таблице 5 и на рисунке 5, из которых видно, что наилучшие результаты по сорбцяонной активности по метиленовому голубому получились при силе тока от 120-140 А и составили 81.9-83,85 мг/г. Это связано с тем, что при этих, токах образуются оптимальные условия для выхода летучих соединений и открытием максимального количества микрОпор. При более больших токах происходит частичное закрытие микропор. это связано с более высокими температурами и обгаром частиц.

На следующем этапе исследований была поставлена задача дальнейшего пиролиза продукта, полученного после плазменной обработки.

Задача дальнейшей серии экспериментов заключалась в проведении дополнительного пиролиза и активации угля, прошедшего обработку в низкотемпературной плазме с целью выявления изменения сорбционных свойств конечного продукта.

Для этого была установлена камера пиролиза и активации, где температура поддерживалась 400-800 С и для активации ПОДавалса водяной пар.

90 85

£

у 80

В 75

70 О

0,077 1_

0,076 й

0,075 о

0,074 с;

0,073 о г-)

0,072 Е О

0,071 ю о

0,07 с

15 20

>—По мегиленавому голубому й— По бензолу

5 10

Подача пара! кг/ч

Таблица 5.

Показатели еорбционной активности углей.___

№ Сила Обгар Сорбционная Сорбционная

тока угля, активность по активность по

дуги, % бензолу, см3/г меткленовому

голубому, мг/г

I 200 75 0,065 69

_2__ 180 74 0,069 75

3 160 72 0.0792 77.85

4 150 72 0,0877 79.89

5 140 67 0,0868 81,9

6 130 68 0,0736 82,97

7 120: 68 0,0716 83,9

110 65 0.08 83,85

1001 62 0,09 81,9

100 ^ 62 0,061 82,89

50

100 150 200

250

I

Сила тока дуги, А

I

- По металенсвому голубому

- По бензолу

Рис.5. Влияние силы тока на секционную активность углей Были проведены предварительные эксперименты для выявления оптимальной температуры для пиролиза и активации конечного продукта. Было проведено по 5 опытов с различными температурами пиролиза (400, 500, 600, 700, 800 ПС) при одинаковых условиях: мощности реактора, подачи угля и Водяного пара. Менялось время пиролиза в камере после прохождения угля через реактор. Данные экспериментов приведены в таблице 6 и на рисунке 6.

Анализируя, приведенные данные можно сделать вывод, что с увеличением времени и ростом температуры пиролиза угля,

прошедшего через низкотемпературную плазму, сорбционная активность уменьшается и падает до нуля. То есть при длительном воздействии температуры происходит полностью закрытие пор. Можно сделать вывод, что температура пиролиза и активации должна быть в камере 400 °С.

Таблица 6

Сорбционная активность по метилеповому голубому, мг/г

Время пиролиза, мин Темпе эатура пиролиза, "С

400 500 600 700 800

5 35 25 22 15 12

10 25 18 16 5 -

15 25 - - -

20 25 - - - -

-а®—500 С ! — —600 С --700 С

30 гт?^6'''" | гЙр 1 400 С

25 20 15 Ю

5 ■ —г........¡¿^У^: Г^Р^Н^ -Ж—800 С

о "

-5

время пиролиза, мни,

_________1 . .... _ _)

Рис.6. Сорбционная активность угля по метиле нов ом у голубому после пиролтаа

Последующая серия опытов проводилась при температуре в камере активации 400 "С и с подачей водяного пара. Параметры оставались одинаковыми для всех экспериментов, изменялось только количество пара, поданного в камеру активации (5, 7, 10 кг/ч). Данные по экспериментам представлены в таблице 7 и на рисунке 7.

Таблица 7.

Показатели сйрбционнОн активности уг лей после активации в камере пиролиза и активации

№ Подача Сорбционная Сорбционная Сорбиионная

водяного активность по активность по активность по

пара, кг/ч метиле новому голубому, мг/г йоду,% бензолу см '/г

[ 5 86.6 21,6 0,123

2 7 25,8 0,156

3 10 93 23,3 0,184

0 5 10

Объём подачи водянного пара» кг/ч

15

- По МСГИЛСРЮНОму "Пи бензолу

Рис.7. Показатели сорб пион ной активности углей после активации В процессе анализом было произведено разделение активированного угля, полученного с помощью плазменной технологии, на фракции: тяжелую, осевшую на дно, а также лёгкую, всплывающую на поверхность воды. Незначительная часть частиц угля при этом находилась в толще водного слоя. Фракции были разделены, высушены и исследованы.

Всплывшая фракция занимала наибольшую долю остатка (76,5 %). Ока обладает плохой смачиваемостью и хорошими магнитными свойствами. Осевшая фракция составляет 22.4 %.

Были проанализированы сорбционные свойства указанных фракций, в результате чего выявлено, что осевшая фракция,, обладая высокой зольностью (88,0 %). проявляет хорошие

хемосорбционные свойства, а всплывшая фракция меньшей зольностью (32.4 %) и имеет хорошие маслопоглощающ ие свойства.

Высокое значение сорбционной емкости тяжелой фракции позволяет говорить о получения так называемого обезж:елезиваю1цего сорбента, применяющегося для очистки сточной и питьевой воды от примесей ионов железа Ре который составляет ¡4,52 мг/г. Данные значения сорбционной емкости превышают показатели, приведенные различными авторами.

Была измерена маслоемкость легкой фракции. Значение маслоёмкости (0,48 г/г) является высоким для сорбентов обезмас.чивоющего типа. Кроме того, данный сорбент проявляет гидрофобные свойства, а, значит, не нарушает экологию водного слоя. Сорбент, поглотивший масло, легко собирается с поверхности йоды (рисунок 8). В дальнейшем пропитанный маслом или нефтепродуктами сорбент может использоваться в нескольких направлениях: в качестве высококалорийного малозольного твёрдого топлива, при укладке асфальта и др.

:....'З^ШВщЩК! а б в

13ис. Поглощение мае л я ною пятна активированным углем: а) масляное пятно на поверхности воды; 6} активированный уголь на поверхности масляного нятна; в) масляное пятно, поглощенное активированным углем Для выявления особенности воздействия низкотемпературной плазмы на процесс активирования и структуру активированного угля рыли получены михрошлифьг й про веден атом на* эмиссионный анализ. Анализ пористой структуры проведен на металлографическом измерительном микроскопе ЫЕОРНОТ-21 (при различном увеличении). Атом но-эмисс ионный спектральный анализ выполнен с использованием оборудования: генератор ИВС-29. спектрограф ИСП-30, система регистрации спектров

«МАЭС-ВМК -Оптоэлектроника», программный пакет «Атом-3.0».

На рисунке 9 представлен структура угля Тугнуйского месторождения размером ло 300 микрон.

На нем видно наличие микропор в области I, 2, 3, 4, но в большей своей части они закрыты. Невидно соединений между ними, что объясняет плохую сорбционную активность данного угля,- которая и о метилено&ому голубому составляет 2! мг/г. Размер пор во всех областях от 10 до 70 им.

Элементный состав данного угля на бсссульфатнук) массу. %, представлен в таблице 8.

Таблица 8

100 им р-------«

Рис,У. Структура частицы ло обработки низкотемпературной плазмой (яри увеличении й 400 оаз1

Элементный состав угля на бессульфатную массу, %

№ А1 Са 1-е К Ыа' \ й) Т1

12.08 10.43 10.50 1.41 1 2.873 1~0.3488 53,01 0.2036

2 12,52 н.т 12,12 1.261 2.692 0.3354 55.48 0.3906

з 13.07 9.527 12,11 2.016 2,371 0,2873 58.85 0.1847

4 10.17 5.888 9.671 4,790 1.647 0.4030 48.66 0.0927

11.96 8.683 М.1 2,37 2.395 0.3436 54 0.218

50 цм

Рис, 10 Структура часпщы угля после оОрабо. ки н плазменном реакторе (при увеличении в 1000 раз)

На рисунке 10 видно множество микропор: под №1 микропора диаметром 15 нм, которая соединяется с другими микропорами; особенно

отчетливо видно соединение с ьшкропорами №2 И №3, диаметр которых около 5 нм. Микропора №2 . соединяется с микропорой №4 через переходную микропору

№5. Именно эти связи пор друг

г

с другом в виде трещин (проходов) позволяют говорить о хорошей сорбционной способности утла, которая подтверждается химическими анализами по сорбционной активности по метиленовому голубому, бензолу, йоду, железу и маслоемкости. Элементный состав активированного угля после прохождения через низкотемпературную плазму представлен в таблице 9.

Таблица 9

Элементный состав активированного угля, %

А) Са Ре К N3

1 12,87 9.703 9.28- 5.309 5.601 0.5265 68.99 0.977

2 12.37 6.115 9.779 0.7148 5.438 0.5201 70.93 1.005

3 13.94 9.165 7.476 1.468 2.363 0.6016 67.13 0,9712

4 13.47 8.921 6.970 1,408 2.689 0.5799 68. »2 0.8744

13.16 8.476 8.367 2,224 4.022 0.558 68.76 0.9569

ГГри сравнении таблиц 8 и 9 видно, что концентрация А|, Са, К практически не изменяется. Концентрации Т1 увеличивается в 4 раза, незначительное увеличение роста связано с тем, что

при реакции газификации внутри плазменного реактора некоторые элементы переходят в газовую фазу и становятся частью синтез-газа. Углерод участвует в реакциях газификации, Iюэтому оы выходит из минеральной части активированного угля.

На рисунке 11 видны более мелкие поры в виде трещин (канало») шириной от 0,1-3 им, что подтверждается химическими анализами по сорбционной активности по железу. Микропоры № 1, 2, 3 проходят через нею площадь среза частицы угля и соединяются друг с другом. Микропора под Лг° 3 имеет диаметр I им, а уже в левой части

50 цм

Рис, 11. Структура частицы. обезжелезивающего сорбента (при увеличении в I ООО раз)

диаметр канала достигает 3 им. Микропоры № 4 и 5 идут вовнутрь частицы образца, их диаметр соответственно равен

2 и 1 нм. При подсчете микропор в диапазоне ширины каналов они составляют до 60 % от видимых микропор на срезе образца.

ШШНШ' ;

в,!®;; йШ&З '■- ъШ- ' Л1

«ж Да . Ш.....

- ; . 50 Ж

а

Рис. 12. Структура частиц обезмасливающего сорбента (при увеличении в 1000 раз)

Па рисунке \2 видно большое количество микропор которые пронизывают частицу активированного угля по всей площади среза. На рисунке 12 а. хорошо видно две микропоры. Микропора № I проходит через частицу и хорошо видна её структура в виде канала. Кроме того, она углубляется внутрь частицы. Частица № 2 имеет меньшие размеры, но также хорошо различима. На рисунке 12 б. также видны каналы по № 1, 2, 3 которые большей частью идут вглубь частицы. Наличие большого числа пор позволяет иметь платность Меньше плотности воды, что позволяет собирать с её поверхности загрязнения виде масляных пятеп.

Проведенные исследования, анализы по сорбционным свойствам утлей показали, что уголь после обработки в плазменном реакторе имеет хорошие еорбоионные свойства по метиленовому голубому, бензолу, йоду, железу и часлоемкости. Данные анализы были подтверждены физическими исследованиями, что хорошо видно на рисунках 8, 9, !0. 11, 12. Развитая пористая структура частиц свидетельствует о хороших еорбционных свойствах данных активированных углей.

В третьей главе представлены результаты

термодинамического моделирования газификации тугнуйского угля с учетом превращения органической и минеральной части угля с использованием универсальной модифицированной программы расчета многокомпонентных гетерогеных Систем АСУРА-4, базирующейся на принципе максимума энтропии для

22

изолированных термодинамических систем, которые находящихся в состояние равновесия

Программа позволяет определить равновесный состав термодинамической системы (уголь+окислитель), состоящей максимум из 20 химических элементов Расчет осуществляется автоматически в пределах созданного при программе банка данных Он содержит свойства более 3500 индивидуальных веществ, образованных 85 элементами при температуре Т=1000-6000 К. Основу банка данных составляют термохимические свойства веществ, систематизированных ИВТ РАН и Национальным бюро стандартов США

Проведен термодинамический расчет процесса активирования угля в одноступенчатом плазменном реакторе, в результате которого определен химический состав продуктов газификации и пиролиза для заданного температурного режима

На рисунке 13 изображена зависимость концентрации минеральных веществ и углерода в твердой фракции, из которой видно, что содержание углерода уменьшается интервале температур от 600 до 900 °С, что согласуется с опытными данными по пиролизу угля.

Произведен расчет баланса мощности плазменного реактора Из расчета баланса мощности плазменного реактора можно сделать вывод, что вводимая мощность дуги практически полностью преобразуется в тепловую мощность излучения плазмы при этом потери через многослойную стенку реактора и в виде конвективной теплоотдачи незначительны, что согласовывается с данными других авторов

В четвертой главе рассмотрены экологические и экономические вопросы применения комплексной переработки углей при помощи низкотемпературной плазмы и возможности применения данной технологии в различенных отраслях

Экологичность плазменной технологии по комплексной переработке углей достигается благодаря особым свойствам низкотемпературной плазмы.

Проведенные расчеты и анализы позволяет утверждать, что применение плазменных технологии переработки углей в различных отраслях даст существенный экономический и. экологический эффект

Общие выводы

1.Исследованы процессы активирования угля, протекающие в модульном плазменном реакторе и установлена возможность получения активированного угля при воздействии низкотемпературной плазмой

2. Определены оптимальные соотношения реагентов угля и пара (3 1) и режимов работы плазменной установки для получения активированного угля и синтез-газа При этом удельные энергозатраты составляют 0,7 кВт*ч/кг

3 Получены активированные угли, прошедшие обработку в низкотемпературной плазме, с высокими сорбционными свойствами по метиленовому голубому (93 мг/г), бензолу (0,184 см3/г), йоду (25,8 %) и активированные угли двух типов для обезжелезивания (14,52 мг/г) и обезмасливания (0,48 г/г) вод

4 Показаны особенности процесса комплексной обработки углей низкотемпературной плазмой с получением сорбента и синтез-газа на основе изучения структуры частиц угля Установлена развитая пористая (от 0,1 до 15 нм) структура частиц, которая определяет высокие сорбционные свойства данных активированных углей

5 Разработана технология получения активированного угля при обработке низкотемпературной плазмой углей местных месторождений

Рис 13 Состав минеральной фазы продуктов активации угля Основные результаты диссертационной работы отражены в следующих публикациях:

1 Буянтуев C.JT, Старинский И.В, Бадмаев Л.Б. Исследование свойств сорбентов из углей, обработанных низкотемпературной плазмой//Вестник БГУ Серия 9 Физика и техника Выпуск 2 - Улан-Удэ, 2003 - С 41-47

2 Bodoev N V., Balburova Т A., Buyantuev S.L, Starynskyi IV , Froiof V V, Badmaev L.B., Plazmachemical processing of tugnuy deposit coal The Second Interactional Conference on chemical investigation and utilization of natural resource Mongolia, 2003 .-P 117-119

3 Буянтуев С JI, Старинский И В, Бадмаев Л Б Исследование свойств тугнуйских углей, прошедших обработку в низкотемпературной плазме//Энергосберегающие и природоохранные технологии. Материалы II Международной научно-практической конференции 20-25 августа 2003 г.-Улан-Удэ, 2003 - С 171-176

4 Буянтуев С Б , Бадмаев Л Б , Зандаков П Д., Старинский И В Проблемы использования углей на тепловых электрический станциях и плазменная газификация// Глобальный научный потенциал. Сборник материалов международной научно-практической конференции- 3-4 июня 2005г - Тамбов, 2005 - С 6465

5 Буянтуев С.Б., БаДмаев Л Б , Зандаков П Д, Старинский И.В. Буянтуева А А Плазменная газификация углей как способ увеличения КПД котлов малой мощности// Достижения ученых XXI века Сборник материалов международной научно-практической конференции 29-30 июля 2005,- Тамбов, 2005 -С 115-116

6 Буянтуев С Б , Бадмаев Л Б , Зандаков П Д , Старинский И.В, Буянтуева А А Процессы плазменной газификации углей// The Science, theory and practice- Materials of final international scientifically-practical conference, Pragua, Czechia - Dnepropetrovsk, Ukraine - Belgorod, Russian, on July, 20th - on August, 5th 2005 -Praha, 2005 -C 9-11

7 Старинский И В. Расчет баланса мощности плазменного реактора для комплексной переработки углей// Вестник БГУ Серия 9 Физика и техника Выпуск 4 - Улан-Удэ, 2005 - С 60-66

8 Буянтуев С Л, Старинский И.В. Способ получения активированного угля и установка для его осуществления. Заявка №2006124168/15(026207). Решение о выдаче патента на изобретение от 14 05 2007 Роспатент, ФГУ ФИПС.

Подписано в печать 11 09.2007 г Формат 60x841/16 Гарнитура Тайме Печать операт, бумага писч. Уел иеч. л 1,1 Тираж 100 экз Заказ №200

Издательство ВСГТУ 670013, г Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40в.

ВВЕДЕНИЕ.:.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ

УГЛЕЙ.

1.1 .Химическое строение и структура углей.

1.2.Теоретические основы процесса газификации и пиролиза углей.

1.3. Основные свойства твердых горючих ископаемых, влияющих на их газификацию и сорбционные свойства.

1.4. Промышленные способы газификации и активирования углей.

1.5. Плазменные технологии переработки угля.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ

ПЛАЗМЕННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕЙ.

2.1. Экспериментальная установка для проведения исследований.

2.2. Методика исследований основных и сорбционных свойств и структуры углей.

2.2.1 Методика исследований основных свойств углей.

2.2.2. Методика исследований сорбционных свойств углей.

2.2.3. Методика исследований пористой структуры углей.

2.3. Измерения основных параметров плазменной установки по комплексной переработки углей.

2.4. Комплексные исследования по получению синтез-газа и активированных углей.

2.4.1. Исследования по получению синтез-газа.

2.4.2. Экспериментальные исследования по получению активированных углей.

2.4.2.1. Исследования влияния воздуха на сорбционные свойства активированных углей.

2.4.2.2. Исследования влияния перегретого пара на сорбционные свойства конечного продукта.

2.4.2.3. Исследования влияния силы тока электрической дуги на сорбционные свойства конечного продукта.

2.4.3. Исследование пористой структуры углей.

ГЛАВА 3. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Расчет процесса плазменного пиролиза по программе АСТРА

3.2. Расчет баланса мощности плазменного реактора.

3.3. Построение температурного поля в камере переработки углей.

3.4. Расчет времени падения частицы угля в лабораторной установке по плазменной переработке углей.

ГЛАВА 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЛАЗМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВИРОВАННОГО

УГЛЯ.

ВЫВОДЫ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВ АНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Современное развитие теплоэнергетики характеризуется сокращением использования дефицитного жидкого топлива, являющегося ценным сырьем нефтеперерабатывающей промышленности, и расширением применения твердых топ лив.

В настоящее время более 75% всей электроэнергетики в нашей стране производят ТЭС, основным топливом которых в перспективе будут низкосортные забалластированные золой и влагой угли открытой добычи с теплотой сгорания 8-16 МДж/кг [1]. Принимая во внимание огромные масштабы потребления таких углей в энергетике, нельзя ожидать их обогащения в необходимых для ТЭС объемах, особенно учитывая довольно высокую стоимость обогащения угля [2]. Более того, в результате обогащения можно снизить лишь зольность и влажность углей, тогда как увеличить выход летучих в низкореакционных топливах, путем обогащения в принципе невозможно. Это означает, что нельзя и повысить реакционную способность таких углей. Вследствие низкого содержания летучих веществ угольные частицы обладают малой пористостью, что препятствует диффузии кислорода внутри частиц и приводит к значительным затруднениям при организации их воспламенения и полного интенсивного сжигания. Из-за низкого выхода летучих происходит запаздывание воспламенения пыли (до 1170-1220 К), что требует увеличения объема топочной камеры для завершения процесса горения и проведения самого сжигания при пониженных тепловых нагрузках топочного объема [3]. Последние факторы являются причиной значительного мехнедожога, достигающего в экстремальных случаях 10-16%, и сильной неустойчивости горения пылеугольного факела [4,5]. Все эти факторы значительно снижают эффективность использования топлива и экономичность котлоагрегата [6-8].

Для решения проблемы высокоэффективного использования низкосортных твердых топлив при минимальном отрицательном воздействии 4 на окружающую среду в начале 80-х годов в научных институтах нашей страны начали проводиться научно-исследовательские и предпроектные работы по разработке и созданию принципиально новой- плазменной технологии сжигания пылевидного топлива с помощью электродуговых плазмотронов [9].

Важнейшую роль в решении указанных вопросов, в ближайшей перспективе, должны сыграть газогенераторы. Десятки фирм США, Германии и других развитых стран разрабатывают и проводят комплексные широкомасштабные исследования по газогенераторам различного типа и различного назначения [10]. Применение газогенераторов в энергетике может идти по трем основным направлениям: замещение мазута для подсветки в топках котлов, работающих на низкореакционных и высокозабалластированных углях; создание экологически чистых, более экономичных и менее металлоемких парогазовых установок; создание газогенераторных установок для малой энергетики.

Впервые синтетический газ был получен в лабораторных условиях в 18 веке. Английский ученый Мердок осветил газом из угля свой дом и машиностроительный завод в Бирмингеме. В России производство синтетического газа из угля началось в 1835 г

Производство газа из угля претерпевало подъемы и спады по разным причинам. В середине двадцатого столетия из-за развития промышленности по добыче природного газа и нефти во всем мире и в нашей стране интерес к производству газа из угля резко снизился.

В современных условиях целесообразность развития новых технологий газификации угля определяется тем, что применение газа вместо твердого топлива интенсифицирует производственные процессы, повышает производительность, улучшает санитарно-гигиенические условия на предприятиях, резко сокращает загрязнение окружающей среды[5]. Особое значение, в современных условиях, имеет газификация углей мелких классов, количество которых возрастает в связи с механизацией и открытой добычей, а также углей с высоким содержанием золы, серы, позволяющие рационально решать задачи их использования в соответствии с экологическими требованиями по охране окружающей среды.

Газификации может подвергнуто большинство известных видов твердых горючих ископаемых. При этом можно получить газ заданного состава или заданной теплоты сгорания, так как эти показатели в значительной степени определяются температурой, давлением и составом применяемого дутья.

В современном мире ярко выражена тенденция к экологически чистому производству. Это связано с тем, что факт катастрофического и практического повсеместного загрязнения нашей среды обитания стал общепризнанным.

Однако в практическом плане достигнуто мало. Экологическое состояние окружающей среды ухудшается вследствии изобилия различного рода твердых, жидких и газообразных промышленных отходов, каждодневно выбрасываемых в окружающею среду без надлежащей их очистки и обезвреживания. Свою лепту добавляет бесхозяйственное хранение и применение химических удобрений и других химикатов в сельском хозяйстве, в изобилии смываемые в водоемы и т.д.

Помимо общеизвестных загрязнений атмосферы оксидами серы и азота и поверхностных вод нефтепродуктами, фенолами, и т.д., наиболее токсичными техногенными загрязнениями биосферы и прежде всего гидросферы, являются органические и элементоорганические вещества и комплексы тяжелых металлов и радиоактивных изотопов. Абсолютные концентрации токсинов малы и свойства их весьма разнообразны, что делает весьма малоэффективные попытки деструкции этих веществ в воде или воздухе и часто приводит к образованию вторичных токсинов.

Основной источник загрязнения - это промышленные, хозяйственно-бытовые сбросы, содержащие нефтепродукты, масла, поверхностно активные вещества, фенолы, пестициды, гербициды, тяжелые металлы и целую гамму различной химической органики. Все эти вещества 6 потенциально вредны для человека и живой природы. Одним из основных загрязнителей окружающей среды является энергетика, особенно тепловые электрические станции, работающие на угле. Вводимые все более жесткие ограничения на различные вредные выбросы требуют применения новых, более эффективных технологий, обеспечивающих экологическую безопасность работы ТЭС.

Из всех известных способов очистки воды единственным способом, обеспечивающим ее глубокую очистку до любой степени чистоты и практически от всех видов загрязняющих веществ, является сорбционная очистка. Основой этого лежит применение сорбентов, главным образом углеродных сорбентов- активных углей.

Адсорбционные методы разделения и очистки в газовой и жидкой фазах находят широкое применение в различных отраслях современного производства. Особенно актуально применение этих сорбентов в энергетике, так как попадание в пароводяной тракт энергоблоков содержащихся в питательной воде потенциально-кислых органических веществ и их последующий термолиз приводят к коррозии оборудования энергоблоков, прежде всего элементов паровых турбин, и их преждевременному выходу из строя.

Основным препятствием к широкому применению углеродных сорбентов в экологии и энергетике является их дороговизна и дефицит, обусловленные недостатками существующих технологии.

В качестве нового способа получения активированных углей по сравнению с существующими можно использовать низкотемпературную плазму, которая значительно повышает эффективность переработки и активацию углей за счет интенсификации процесса пиролиза угля из-за высокой концентрации активных радикалов, ионов, электронов, значительной температуре и большой удельной мощности.

Изложенное выше определяет актуальность проведения исследований и разработки плазменной технологии получения активированного угля, которая позволит получать активированные угли любой марки с низкими энергозатратами.

Целью работы является исследование процессов активирования угля при воздействии низкотемпературной плазмы и разработка технологии получения сорбентов на основе модульного малогабаритного плазменного реактора совмещенного типа в рамках комплексной переработки угля с выделением летучих компонентов.

Для достижения намеченной цели в работе поставлены следующие задачи:

1. На основе анализа традиционных методов выявить возможность получения активирования угля при воздействии низкотемпературной плазмы.

2. Исследовать процессы активирования угля, протекающие в модульном плазменном реакторе.

3. Провести исследование сорбционных свойств углей, обработанных низкотемпературной плазмой.

4. Провести исследование сорбционных свойств углей после дополнительного активирования в камере пиролиза и активации (по метиленовому голубому, бензолу, йоду, железу и маслоёмкости).

5. Выявить особенности воздействия низкотемпературной плазмы на процесс активирования и структуру активированного угля.

6. Провести расчеты процессов активирования угля и баланса мощности плазменного реактора.

7. Разработать комплексную плазменную технологию получения активированного угля для применения в различных отраслях.

Научная новизна работы

1. Проведены оригинальные исследования процессов комплексной переработки углей в модульном малогабаритном плазменном реакторе совмещенного типа с одновременным получением двух целевых компонентов (активированного угля и синтез газа).

2. Получены оптимальные соотношения реагентов и параметров низкотемпературной плазмы, влияющих на сорбционную способность активированного угля.

3. Получены новые данные по сорбционным свойствам местных углей, активированных в низкотемпературной плазме, по метиленовому голубому, бензолу, йоду, железу и маслоемкости.

4. Получены расчетные и экспериментальные данные по балансу энергии в плазменном реакторе.

Практическая ценность работы

1. Разработанные технология получения активированного угля и конструкции модульного плазменного реактора позволят значительно сократить время получения угольных сорбентов и снизить энергетические затраты по сравнению с традиционными технологиями пиролиза углей.

2. Модульный принцип пиролиза с плазменной ступенью дает возможность, в случае необходимости, увеличить производительность установки при низкой металлоемкости и энергозатратах.

3. Разработанная модульная установка может служить основой для создания промышленных установок по комплексной переработке угля в низкотемпературной плазме.

4. Исследования проводились в рамках комплексной программы по созданию плазменных технологий переработки угля с целью получения синтез-газа, активированного угля и синтетического жидкого топлива. Тема включена в республиканскую целевую программу энергосбережения Республики Бурятия на 2006-2007 г.

5. Полученные результаты работы могут быть использованы для обучения студентов по специальности «Нетрадиционные технологии на ТЭС», на курсах «Плазменные технологии», «Плазмохимия», «Электротехнологии», и др.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

1. При быстром воздействии низкотемпературной плазмы на частицы угля создаются специфические условия для деструкции частиц, выделению летучих компонентов и образования микропор. Это положение подтверждают экспериментальные исследования процессов активирования угля в модульном плазменном реакторе.

2. Сорбционные свойства углей, обработанных низкотемпературной плазмой (по метиленовому голубому, бензолу, йоду, железу и маслоемкости), не уступают по результатам исследований сорбционным свойствам активированного угля, полученного по традиционной пиролизной технологии.

3. Получение активированного угля в модульном плазменном реакторе позволяет разработать технологию и установки с низкими удельными энергозатратами и высокими сорбционными свойствами.

4. Оптимальные соотношения реагентов и режимов при пиролизе и газификации угля в модульном малогабаритном плазменном реакторе совмещенного типа, которые определяют качество активированного угля на сорбционную способность.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Данная работа посвящена исследованию сорбционных свойств и структуры углей, прошедших обработку в низкотемпературной плазме, и позволяет сделать следующие выводы:

1. Исследованы процессы активирования угля, протекающие в модульном плазменном реакторе и установлена возможность получения активированного угля при воздействии низкотемпературной плазмы.

2. Определены оптимальные соотношения реагентов угля и пара (3:1) и режимов работы плазменной установки для получения активированного угля и синтез-газа. При этом удельные энергозатраты составляют 0,7 кВт*ч/кг.

3. Получены активированные угли, прошедшие обработку в низкотемпературной плазме, с высокими сорбционными свойствами по метиленовому голубому (93 мг/г), бензолу (0,184 см /г), йоду (25,8 %) и активированные угли двух типов для обезжелезивания (14,52 мг/г) и обезмасливания (0,48 г/г) вод.

4. Показаны особенности процесса комплексной обработки углей низкотемпературной плазмой с получением сорбента и синтез-газа на основе изучения структуры частиц угля. Установлена развитая пористая до 15 нм структура частиц, которая определяет высокие сорбционные свойства данных активированных углей

5. Разработана технология получения активированного угля при обработке низкотемпературной плазмой углей местных месторождений.

1. Волков Э.П., Перепелкин А.В. Технологические и экологические проблемы сжигания низкосортных топ лив. // Теплоэнергетика. 1989. №9. стр. 25-28.

2. Салов Ю.В., Шелыгин Б.Л., Бахирев В.И. и др. К вопросу повышения эффективности сжигания низкореакционных углей.// Изв. Вузов. Энергетика. 1990. №2. стр. 70-75.

3. Ибрагимов М.Х., Драченко А.А., Марченко Е.М и др. Анализ способов стабилизации пылеугольного факела. // Энергетика и электрификация. 1990.№1. стр. 8-10.

4. Ларионв В.Ф., Кошман В.И., Суровов А.Е. Влияние качества твердого топлива на экономичность работы котлов блоков 200 и 300 МВт. //Энергетика и электрификация. 1986.№4. стр. 2-6.

5. Скляров В.Ф. Главные направления интенсивности производства в энергетике УССР // Энергетика и электрификация. 1986. №1. стр 2-7.

6. Адамов В. А. Сжигания мазута в топках котлов. Л. 1989. 304 стр.

7. Горшков А.С. Повышение эффективности использования топлива на электростанциях и в энергосистемах- важнейшая отраслевая и народнохозяйственная задача.// Электрические станции. 1987.№5. стр 6-9.

8. Антонов А.Я., Башилов В.А. Драченко А.А. и др. Комплексные вопросы рационального использования топлива в энергетике. Экономия жидкого топлива на пылеугольных ТЭС: Обзорная информация./М., 1984. 36 стр.

9. Жуков М.Ф., Калиненко Р.А., Левицкий А.А., и др. Плазмохимическая переработка угля. Москва. Науке. 1990, стр 201.

10. Ю.Химия и переработка угля./ Под.ред. Липовича В.Л. Москва. Химия, 1988, стр 336.

11. П.Чернеков И.И., Шапиро Г.С., Современные методы очистки газов от сернистых соеденений в процессах газификации и сжигания угля. Москва. ЦНИИуголь, вып-1,1983, стр

12. Печуро Н.С., Капкин В.Д., Песин О.Ю. Химия и технология синтетического жидкого топлива и газа. Москва. Химия. 1986. стр 350.

13. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е. Введение в плазменно-энергетические технологии использования твердых топлив. Новосибирск. Наука. 1997. стр 118.

14. Буянтуев C.JL, Бадмаев Л.Б. Газификация угля в плазменных реакторах// Вестник БГУ. Серия-9. Физика и техника. Выпуск 4. Улан-Удэ, 2005. стр 21-26.

15. Энергетическое топливо СССР. Справочник. Москва. Энергия.1968. стр 676.

16. Хандрос Т.Н., Жолудов Я.С. Каталитическая газификация углей. Ин-т. пробл. Моделир. В энергетике АН УССР; №91 Киев. Стр37

17. Сапуров В.А., Рудаков Е.С., Зубова Т.Н. и др. // Пути переработки углей Украины . Киев. 1988 стр 23-32.

18. Головина Е.С. Высокотемпературное горение и газификация углерода. М. Энергоатомиздат. 1983.173 стр.

19. Шестаков Н.С., Добряков Т.С., Таракановский А.А. и др. Конструкции и опыт эксплуатации газогенераторного оборудования энергоустановок. Москва. НИИЭинфорэнергомаш. 1986. вып.4. стр 44.

20. Чернеков И.И., Шапиро Г.С. Состояние и перспективы газификации углей. Москва. ЦНИИуголь, вып-4, 1982, стр

21. Хармут Кинле, Эрих Бадбер, Активные угли и их промышленное применение, Ленинград, Химия, 1984г

22. Колышки Д.А., Михаилов К.К. Активные угли. Свойства и методы испытания. Справочник, Ленинград, Химия, Ленинградское отделение, 1972,стр57.

23. ГОСТ 4453-74. Уголь активный осветляющий древесный порошкообразный. Переиздиат. Март, 1978.

24. ГОСТ 8703-74. Уголь активный рекуперационный. -Май , 1974.

25. ТУ 6-16-1917-74. Уголь активный КАД-йодный. Декабрь, 1974.

26. Ахмина Е.И. Состояние разработок и перспектива промышленного производства углеродных адсорбентов из гидролизного лигнина. Сб. науч. ст. Получение, свойства и применения сорбентов. Москва .1983. 48-58.

27. Плаченов Т.Г., Боикова Г.И., Ахмина Е.И. и др., Свойства углеродных адсорбентов из цеилолингнина, Сб. науч. тр. Получение, структура и свойства сорбентов. ЛТИ, 1985г., с. 3-8.

28. Боикова Г.И., Козлова Л.Ф., Яценко С.П. и др., Получение углей из малозольного торфа и исследование их свойств. Сб. науч. тр. Получение, структура и свойства сорбентов. ЛТИ, 1977 г. с. 3-10.

29. Мазина О.И., Жуков В.К., Раковский В.Е., Исследование по обоснованию требований к торфам как исходному сырью для производства углеродных адсорбентов, Сб. науч. тр. Углеродные адсорбенты и их применение в промышлености. М «Наука». 1983 г., с.74-83

30. Кричко А. А., Лебедев В.В., Фарберов И. Л., Нетопливное использование углей. М. Недра.1978.стр.215

31. Тайц Е.М., Андреева И.А., Антонова Л.И., Окускованное топливо и адсорбенты на основе бурых углей., Москва, Недра, 1985, стр 160.

32. Шипко M.JI., Янголов Л.В., Шевцов Е.В. и др. Зерненные сорбенты из Ирша-Бординского угля. // Энергетические станции. 1992.№11. ст 4548.

33. Лавриков С.Н., К.А. Матасова К.А., Комплексное использование бурых углей Канско-Ачинского бассейна. М. Наука, 1968 стр 106.

34. Гордон Я.М., Боковинов Б.А., Швыдкий B.C., Тепловая работа шахтных печей и агрегатов с плотным слоем. М. Металлургия, 1989 г., с. 119.

35. Медников Ю.П., Дымов Г.Д., Рейхерт К.Н., Эксплуатация промышленных печей и сушил на газовом топливе., Л. Недра, 1982 г., с. 231.

36. Дементьев В.М., Тепловые расчеты многозонных печей в кипящим слое. М. Металлургия, 1971 г., с. 184

37. Костомаров М.А., Суринова С.И., Получение углеродных адсорбентов из спекающих углей, « Химия твердого топлива» 1976 №6, стрЗ-10

38. Костомаров М.А., Суринова В.И., // Активные угли сферической формы из спекающихся углей, Адсорбенты , их получения, свойства и применения. Труды 4 всесоюзного совещания по адсорбентам. Ленинград. Наука. Ленинградское отделение. 1978, стр 54-56.

39. Костомаров М.А., Суринова В.И., / свойства сферических углеродных адсорбентов. Химия и переработка топлива. Т.31 вып.2 .1976 с.37-43.

40. Костомаров М.А., Передерий М.А., Суринова В.И., Получение адсорбентов из ископаемых углей. М.№2. 1976. с5-15.

41. Бутузова Л.Ф., Адсорбенты на осцове природных углей, Сб. науч. тр. Физико-химическая активность углей. Киев. Наукова думка. 1989 г., с. 37-51.

42. Иванюк Г.К., Федоров Н.Ф., Бабкин О.Э. и др, // Атомно-молекулярная и пористая структура углерода, обработанного хлором.44.0ренбах М.С., Реакционная поверхность при гетерогенном горении. Новосибирск. «Наука». 1973. стр. 200

43. Франк-Каменецкий Д.А., Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М. «наука» . 1967. с.492.

44. Кусумано Дж. А., Делла Бета Р.А., Леви Р.Б., Каталитические процессы переработки угля. М. Химия. 1984.-286с.

45. Головнина Г.С., Чередонова К.И., Толстых Т.Ю. и др, Влияние щелочной добавки на формирование молекулярно ситовые свойства адсорбентов. Сб. науч. тр. ИГИ М ИОТТ, 1985, С 85-88.

46. Дубинин М.М., Гордеева В.А., Ефимова Л.И. и др., О влиянии карбоната калия на формирование пористой структуры. Журнал прикладная химия. 1970 г. т 43 №10,2219-2221

47. Львова Т.Б., Гаврилов Д.Н., Смирнов Е.П. и др. Исследование взаимодействии оксихлоридов ванадия и хрома с активными углями. ЛТИ, 1985г., С.50-55

48. Нефедов Ю.А., Соколовская И.Б., Хитрик С.И., Исследования физико-химических свойств активированных коксов. Химия тв. Топлива, 1976,№5, 147-151.

49. Марин К.Е., Глухаманюк A.M., Получение углеродных адсорбентов в кипящем слое. Киев, Наук. Думка, 1983 г., с. 160.

50. Тарковская И.А., Сто профессий угля. Киев, Наукова думка. 1990. с.196.

51. Дубинин М.М. // Современное состояние вопроса об удельной поверхности адсорбентов. Адсорбенты , их получения, свойства иприменения. Труды всесоюзного совещания по адсорбентам. Ленинград. Наука. Ленинградское отделение. 1985, стр. 42-46

52. Дубинин. М.М. // О рациональных параметрах пористой структуры промышленных активных углей. Труды 4 всесоюзного совещания по адсорбентам. Ленинград, Наука, Ленинградское отделение. 1978, стр 49.

53. Дубинин М.М. Адсорбция и пористость. М ВАХЗ, 1972,127

54. Дубинин М.М. Известия АН СССР. Сер .хим., 1979, ст1691.

55. Дубинин М.М., Испиряк А.А., Известия АН СССР. Сер.хим., 1980, ст13.

56. Дубинин М.М., Известия АН СССР. Сер.хим., 1980, ст. 18.

57. Дубинин М.М. // Микропористые системы углеродных адсорбентов. Углеродные адсорбенты и их применение в промышлености. М. Наука 1983г. стЮО-115.

58. Дубинин М.М. Успехи химии, 1977, т.46, ст. 1929.

59. Тимофеев Д.П., Кинетика адсорбции . Москва . Изд. АН СССР. 1962

60. Волощук A.M., Дубинин М.М., Гордеева В.А. // Пористая структура активных углей и кинетика адсорбции. Углеродные адсорбенты и их применение в промышлености. М. Наука 1983г. ст116-125.

61. Волощук A.M., Дубинин М.М., Золотарев П.П., Сб. адсорбция и пористость., М. Наука. 1976. ст.285.

62. Кочиржик М, Зиканова А., Сб. Адсорбция и пористость. М. Наука. 1976. ст.291.

63. Карпенко Е.И., Жуков М.Ф., Буянтуев С.Л. и др. Научно-технические основы и опыт эксплуатации плазменных систем воспламенения углей наТЭС. Новосибирск.Наука. 1998. стр 137.

64. Чурашев В.Н., Чернова Г.В., Проблемы оценки эффективности новых технологий переработки угля /Сб. Красноярск, 1996. ст 88-95.

65. Кружилин Г.Н., //Плазменная газификация углей. Вестник АН СССР 1980 №4, ст 69-79.

66. Тумановский А.Г., Пути решения экологических проблем на тепловые электростанциях России//. Новые технологии и техника в теплоэнергетике. 42, Новосибирск-Гусинозерск. 1995 ст 4-15

67. Электродуговые плазмотроны/ под. Ред. М.Ф. Жукова. Новосибирск. Институт теплофизики СО АН СССР, 1980, ст.84.

68. Жуков М.Ф., Коротеев А.С., Урюков Б.А., Прикладная динамика термической плазмы. Новосибирск, 1975, ст298.

69. Буянтуев С.Л., Карпенко Е.И., Заятуев Х.Ц. и др. Энергетические характеристики плазматрона. // Энергетика, информатика и плазменные технологии. Улан-Удэ. 1995г. ст. 18-25.

70. Древесин С.В., Основы теории и расчета высокочастотных плазматронов. Л. Энергоатомиздат, 1991.стт203.

71. Жуков М.Ф., Основы расчета плазмотронов линейной схемы. Новосибирск. 1979. ст255

72. Сергеев П.В., Электрическая дуга в электродуговых реакторах. Алма-Ата. Наука. 1978. стрНО

73. Мессерле В.Е., Чурашов В.Н., Карпенко Ю.Е., Технико-экономические характеристики алло-автотермического газификатора энергетических углей. // Энергетика, информатика и плазменные технологии. Улан-Удэ. 1995г. ст. 39-46.

74. Буянтуев C.JL, Цыдыпов Д.Б.,' Старинский И.В. Исследование термической обработки углей в плазменном реакторе для получения полукокса-сорбента. Вестник БГУ. Улан-Удэ. 2001г.

75. Буянтуев C.JL, Старинский И.В. Способ получения активированного угля и установка для его осуществления / С. JI. Буянтуев, И.В.Старинский // Заявка №2006124168/15(026207). Решение о выдаче патента на изобретение от 14.05.2007.Роспатент, ФГУ ФИПС.

76. Фарберова Е.А., Солнцев В.В., Олонцев В.Ф. и др. /Исследование процесса пиролиза экструдированных углесодержащих материалов как стадии получения активных углей. // Сб статей.Исследование плазменных процессов и аппаратов. Минск 1991. С 161-168.

77. Карпенко Е.И., Лукьященко В.Г., Мессерле В.Е. и др. / Новые технологи топливоиспользовния и переработки минерального сырья. // Горение и плазмохимия. Том 2. Алма-Ата. С. 117-145.

78. Теплотехника под редакции Сушкцна И.Н. М. Металлургия. 1973.

79. Ривкин С.Л. Справочник «Термодинамические свойства воздуха и продуктов сгорания топлив». М. Энергоатомиздат. 1984.

80. Ривкин С.Л. Справочник «Термодинамические свойства газов» М. Энергоатомиздат. 1987.

81. Ривкин С.Л., Александров А.А. Справочник Теплофизические свойства воды и водяного пара. М. Энергия. 1980.