комплексное освоение твердых горючих ископаемых

КОМПЛЕКСНОЕ ОСВОЕНИЕ
ТВЕРДЫХ ГОРЮЧИХ
ИСКОПАЕМЫХ
Процесс образования твердых топлив можно
разделить на стадии и представить в
следующем виде:
КОМПЛЕКСНОЕ ОСВОЕНИЕ ТОРФЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Торф (нем. Torf), горючее полезное ископаемое,
образующееся
в
процессе
естественного
отмирания и неполного распада болотных
растений в условиях избыточного увлажнения и
затруднённого доступа воздуха. От почвенных
образований торф принято отличать по
содержанию в нём органических соединений (не
менее 50% по отношению к абсолютно сухой
массе).
Торф по способу добычи подразделяют на три основных
вида:
машинно-формовочный
(багерный)
торф,
гидравлический и фрезерный торф.
Наша страна обладает большими запасами торфа,
которые составляют более 60% мировых ресурсов.
Энергетические запасы торфа превосходят
запасы нефти и газа и уступают только углю.
Западно-Сибирский
экономический
район
занимает первое место по сырьевому потенциалу
(52,4 % от общего запасов торфа в РФ).
Торф имеет следующие сферы применения:
1. Добыча и использование торфа в топливноэнергетических целях
Использование торфа как топлива обусловлено его составом:
большим содержанием углерода, малым содержанием серы,
вредных негорючих остатков и примесей. Основными
недостатками этого вида топлива являются: более низкая, чем у
угля энергетическая калорийность и трудности сжигания из-за
высокого содержания влаги (до 65%), но имеются и
положительные моменты:
• низкая себестоимость производства;
• экологическая чистота сгорания (малая доля серы);
• полное горение (малый остаток золы)
2. Сельское хозяйство, садоводство
Торф имеет несколько важных качеств, определяющих его
ценность для земледелия:
• улучшает структуру почвы, ее водно-воздушные свойства
• являясь основой среды обитания любого растения и
влагорегулятором, обеспечивает оптимальные условия
получения продукции во всех климатических зонах
• содержит уникальные компоненты:
а) гуминовые кислоты - стимуляторы роста и развития;
б) аминокислоты - необходимые для перевода некоторых
элементов питания в форму, доступную для растения;
в) обладает бактерицидными свойствами, большой
газопоглотительной способностью, одинаково необходим
для любых типов почвы
3. Производство новых видов торфяной
продукции путём энерготехнологической, химической и
биохимической переработки торфа
В процессе химической переработки кускового торфа
под действием высоких температур происходит выделение до 98%
углерода.
В результате этого получается углеродный восстановитель
металла (кокс), имеющий широкое применение:
- в металлургии
- как высоко энергетическое бытовое топливо (каминное, гриль
топливо).
Торфяной кокс
и полукокс обладают
рядом ценных
специфических свойств - высокой реакционной и поглотительной
способностью, высоким электрическим сопротивлением, легко
поддаются активации.
4. Медицина, биохимия, промышленность
Продуктом глубокой переработки торфа, получаемым в
результате химического изменения торфяной крошки под
действием высоких температур без доступа других химических
реактивов является активный уголь.
В этом технологическом процессе происходит выделение
газов, воды и дегтя с образованием твердого остатка, который
значительно отличается от исходного торфа по составу и
свойствам.
Активные угли применяются в медицине, биохимии,
промышленности в качестве:
– абсорбентов,
– фильтрующих элементов,
– газопоглотителей разного рода.
Торфяная
продукция
Комплексное
освоение
месторождений
угля
• В целом разведанные запасы угля в мире
составляют 1,68 трлн т. Почти три четверти их
приходится на долю шести стран: США, Китая,
России, ЮАР, Австралии и Германии.
• Тенденция снижения удельного веса угля в
производстве энергии, начавшаяся в 1950г.,
вызванная вытеснением угля нефтью, газом и
развитием атомной энергетики, в последние
годы сменилась на противоположную.
• Генеральной схемой развития энергетических
мощностей до 2020 года предусматривается
значительный рост угольной генерации с
увеличением его доли в 1,6-2 раза.
Прогноз рынка энергетического угля до
2020 г., по материалам ОАО «СУЭК»
Производительность труда по предприятиям в Кузбассе в
сравнении с показателями в других странах, по материалам ОАО
«СУЭК»
Комплексное освоение месторождений угля
Методы и способы первичной переработки
угольного топлива
В результате первичной переработки уголь
значительно
облагораживается,
благодаря
сокращению содержащихся в нём примесей
повышается его энергетическая и технологическая
ценность.
Первичная переработка горючих ископаемых
осуществляется
с
использованием
установок
механизированной породовыборки на:
- обогатительных фабриках,
- брикетных заводах и фабриках.
Виды первичной обработки:
1. Рассортировка угля и сланца по классам (сорта).
2. Обогащение. Получают: угольный концентрат,
промпродукт, шлам, отсев.
3. Брикетирование (производство каменноугольных
и буроугольных брикетов, торфяных брикетов и
полубрикетов). Это метод окускования угольной
мелочи с добавлением связующего или без него. При
этом
повышается
механическая
прочность,
транспортабельность
и
эффективность
его
использования.
4.
Облагораживание твёрдого топлива по
гранулометрическому составу и др.
Основные направления комплексной
переработки угля
1)
Коксование – промышленный процесс термической
обработки каменных углей при температуре выше 800º.
При
коксовании углей наряду с коксом получают значительное
количество:
А) коксового газа,
Б) смолы и
В) сырого бензола.
Структура потребления кокса, полукокса и коксовой мелочи:
• 81,6 % - чёрная металлургия;
• 5,5 % - литейное производство;
• 2,4 % химическая промышленность;
• 2,6 % - цветная металлургия;
• 2,3 % - другие отрасли;
• 5,6 % - экспорт.
2)
Полукоксование осуществляется при
температуре
500-600
градусов.
Его
осуществляют с целью получения:
А) полукокса, который, в основном,
используется для отопления;
Б) смолы. Выделяемая при полукоксовании
смола подвергается дальнейшей переработке, с
целью получения:
- шпалопропиточного масла, используемого для обработки шпал;
- сырых фенолов, применяемых для приготовления клеющего состава,
используемого для производства водостойкой фанеры;
- битума, используемого при строительстве дорог и брикетировании
углей;
- фенолов, используемых при обогащении полиметаллических руд;
- и других продуктов;
В) газа, направляемого на собственные
нужды, и лишь малая часть идёт для
энергетических целей.
3. Гидрогенизация угля
Это процесс превращения высокомолекулярных веществ
органичексой массы угля под давлением водорода в жидкие и
газообразные продукты при 400-500º С в присутствии различных
веществ.
Принципиальная схема этого процесса:
• превращение угля в жидкую фазу;
• устранение минеральных примесей (фильтрация);
• удаление вредных газовых примесей (сернистых, азотных,
кислорода);
• сокращение размера молекул продуктов при помощи
крекинга;
• повышение октанового числа аналогично обработке
нефтепродуктов.
Процесс гидрогенизации углей
4. Газификация угля.
Это высокотемпературный процесс взаимодействия
углерода топлива с окислителями, проводимый с целью
получения горючих газов (H2, CO, CH4). В качестве
окислителей,
которые
называют
газифицирующими
агентами, используют кислород (или обогащенный им
воздух), водяной пар, диоксид углерода либо смесь
указанных веществ.
Свойства получаемых газов зависят от характера
угля и условий газификации, а также от методов
последующей их очистки и обработки.
Новое направление - гидрогазификация. Речь идёт о
действии водорода на твёрдое топливо с целью его
газификации.
Основная цель гидрогазификации угля - получение
высококалорийного газа, а также сырья для химической
промышленности.
Возможные направления утилизации
отходов добычи