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