Прогнозування зміни вмісту сірки при збагаченні енергетичного вугілля та рівня викидів сірчистого ангідриду при його спалюванні

Рейтинг користувача:  / 0
ГіршийКращий 

Authors:


М. В. Чернявський, orcid.org/0000-0003-4225-4984, Інститут вугільних енерготехнологій НАН України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А. М. Воронов, orcid.org/0000-0003-4538-7870, Відокремлений підрозділ «Український науково-дослідний і проектно-конструкторський інститут по збагаченню та брикетуванню вугілля» державного підприємства «Науково-технічний центр «ВУГЛЕІННОВАЦІЯ», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. В. Моісеєнко, orcid.org/0000-0002-8081-6960, Відокремлений підрозділ «Український науково-дослідний і проектно-конструкторський інститут по збагаченню та брикетуванню вугілля» державного підприємства «Науково-технічний центр «ВУГЛЕІННОВАЦІЯ», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С. Г. Дулієнко, orcid.org/0000-0002-2811-8882, Інститут вугільних енерготехнологій НАН України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Т. М. Монастирьова, orcid.org/0000-0001-8199-2416, Інститут вугільних енерготехнологій НАН України, м. Київ, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.


повний текст / full article



Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2021, (2): 032 - 039

https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-2/032



Abstract:



Мета.
Розроблення методу та прогнозної оцінки зниження викидів сірчистого ангідриду при спалюванні енергетичного вугілля за рахунок регулювання його якості при збагаченні.


Методика.
Дослідження вмісту сірки у вугіллі з використанням ситового, фракційного аналізу, аналізу зольності та вмісту загальної сірки. Прогнозування вмісту сірки в концентраті за розробленим розрахунковим методом. Промислові випробування на збагачувальній фабриці. Прогнозування рівня викидів SO2 при пиловидному спалюванні вугілля за розробленим розрахунковим методом.



Результати.
Досліджено розподіл вмісту сірки по класах крупності українського енергетичного бітумінозного вугілля в залежності від зольності, доведена близькість до лінійної залежності вмісту сірки від зольності вихідного вугілля, безпородної маси, породи й концентрату. Виконані розрахунки рівня викидів SO2 при пиловидному спалюванні вугілля та продуктів його збагачення з урахуванням їх елементного складу та доведена лінійна залежність рівня викидів SO2 від відношення вмісту загальної сірки до нижчої теплоти згоряння (LHV). На підставі одержаних результатів розроблені способи визначення очікуваного вмісту сірки в концентраті та прогнозного рівня викидів SO2 при його спалюванні, визначена оптимальна глибина збагачення для вугілля різних шахт за критерієм відповідності рівня викидів SO2 чинним екологічним нормам.


Наукова новизна.
Доведена близькість до лінійної залежності вмісту сірки від зольності вихідного вугілля, безпородної маси, породи й концентрату. Доведена лінійна залежність рівня викидів SO2 від відношення вмісту загальної сірки до LHV при пиловидному спалюванні вугілля та продуктів його збагачення.


Практична значимість.
Розроблено спосіб визначення очікуваного вмісту сірки у продуктах збагачення вугілля відсадкою з урахуванням припустимого вмісту важкої фракції в концентраті й додавання згущеного шламу до продуктів збагачення. Розроблено спосіб визначення прогнозного рівня викидів SO2 при їх спалюванні. Визначена оптимальна глибина збагачення для вугілля різних шахт за критерієм відповідності рівня викидів SO2 чинним екологічним нормам.


Ключові слова:
енергетичне вугілля, вміст сірки, збагачення, пиловидне спалювання, викиди діоксиду сірки

References.


1. Chernyavskyy, M. V., Dunayevska, N. I., Prоvalov, O. Yu., & Miroshnichenko, Ye. S. (2020). Scientific basis and technologies of anthracite replacement at thermal power plants. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (3), 33-40. https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-3/033.

2. National Emissions Reduction Plan for Large Combustion Plants. Adopted by the direction of Cabinet of Ministers of Ukraine of 08.11.2017 No. 796-r. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/796-2017-%D1%80#Text.

3. Hower, J. (2016). Coal. In Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons. https://doi.org/10.1002/0471238961.0315011222151818.a01.pub3.

4. Speight, J. G. (2013). The Chemistry and Technology of Coal. (3 rd ed.) CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, Florida. https://doi.org/10.1201/b12497.

5. Keppeler, J. G. (2015). Coals, Lignite, and Peat. In Kutz, M. (Ed.) (2015). Mechanical Engineers’ Handbook, Fourth Edition. John Wiley & Sons, Inc. https://doi.org/10.1002/9781118985960.meh420.

6. Kizilshtein, L. Ya. (1975). Genesis of sulfur in coals. Rostov na Donu: Publishing House of Rostov State University.

7. Dolgiy, V. Ya., Krivchenko, A. A., & Shamalo, M. D. (2000). The content of total sulfur in coal seams in the mines of Ukraine. Coal of Ukraine, (1), 10-12. Retrieved from http://masters.donntu.org/2009/feht/semkovskiy/library/article9.htm.

8. Calkins, W. H. (1994). The chemical forms of sulfur in coal: a review. Fuel, 73(4). 475-484. https://doi.org/10.1016/0016-2361(94)90028-0.

9. Shpirt, M. Ya., Kler, V. R., & Pertsikov, I. Z. (1990). Inorganic components of solid fuels. Moscow: Chemistry. ISBN 5-7245-0578-9.

10. Sidorovych, Ya. Y., Haivanov, V. I., Pishchiev, S. V., Si­pyak, O. I., & Sidorovych, M. Ya. (1997). Problems of desulfurization of coal and utilization of coal sulfur. Coal of Ukraine, (2-3), 16-27.

11. Demirbas, A., & Balat, M. (2004). Coal Desulfurization via Different Methods. Energy Sources, 26(6), 541-550. https://doi.org/10.1080/00908310490429669.

12. Wang, M., Song, D., Zheng, B., & Finkelman, R. B. (2008). The Studying of Washing of Arsenic and Sulfur from Coals Having Different Ranges of Arsenic Contents. Annals of the New York Academy of Sciences, 1140(1), 321-324. https://doi.org/10.1196/annals.1454.018.

13. Bogenschneider, B., Jung, R. G., & Klein, J. (2005). Desulfurization of Coal. In Biopolymers Online: Biology, Chemistry, Biotechnology, Applications. Part 1. Lignin, Humic Substances and Coal. Wiley-VCH Verlag GmbH. https://doi.org/10.1002/3527600035.bpol1015.

14. Zhang, B., Zhao, Y., Zhou, Ch., Duan, Ch., & Dong, L. (2015). Fine Coal Desulfurization by Magnetic Separation and the Behavior of Sulfur Component Response in Microwave Energy Pretreatment. Energy and Fuels, 29(2):150109100223007. https://doi.org/10.1021/ef502003g.

15. Zhang, B., Zhou, C., Zhao, Y., Cai., L., & Fan, X. (2017). Fine coal desulphurization and microwave energy absorption behaviour by microwave magnetic separation. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 95, 1156-1163. https://doi.org/10.1002/cjce.22769.

16. Laptienko, A. L., Rekun, V. V., Taryanik, A. V., Saranchuk, V. I., & Shendrik, T. G. (2003). Method of deep purification of coal and coal wastes from ash and sulfur. Coke and chemistry, (8), 14-18.

17. Merkhut, A., & Tymoschuk, M. (2019). Modernization of coal mills using the “HER-ART” technology, a method of extending the service life and reducing emissions. 15 th International scientific-practical. conf. “Coal thermal energy: ways of reconstruction and development”: Collection of Science works, (pp. 85-88). Kyiv: IVE NAS of Ukraine.

18. Chiang, S. H., & Cobb, J. T. (2000). Coal Conversion Processes, Cleaning and Desulfurization. In Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. John Wiley & Sons. https://doi.org/10.1002/0471238961.0312050103080901.a01.

19. Cavallaro, J. A., Deurbrouck, A. W., Killmeyer, R. P., Fuchs, W., & Jacobsen, P. S. (1991). Sulfur and Ash Reduction Potential and Selected Chemical and Physical Properties of United States Coals. DOE/PETC-91/6. Retrieved from https://www.osti.gov/servlets/purl/5435690.

20. Ali, A., Srivastava, S. K., & Haque, R. (1992). Studies on the Simultaneous Desulphurization and Demineralization of Coal. Fuel, 71, 835-839.

21. Speight, J. G. (2013). Recovery, Preparation, and Transportation. In Coal-Fired Power Generation Handbook, (pp. 69-126). Scrivener Publishing LLC. https://doi.org/10.1002/9781118739457.ch3.

22. Filippenko, Yu. N., Rudavina, E. V., Sklyar, P. T., & Cher­nyav­sky, N. V. (2010). The contribution of mineral mass to the observed values of the volatile yield and the elemental composition of coal. Enrichment of minerals: scientific and technical collection, 40(81), 26-31. Retrieved from http://ir.nmu.org.ua/bitstream/handle/123456789/152686/6.pdf?sequence=1&isAllowed=y.

23. Volchin, I. A., & Gaponich, L. S. (2016). Calculation of parameters of flue gases of coal thermal power plants on the basis of characteristics of solid fuel. Energy technologies and resource saving, (1), 49-56.

24. Chernyavskyy, M. V. (2020). The method of determining the expected sulfur content in the coal preparation products. (Ukrainian Patent No. 143011). Ukraine.

25. Chernyavskyy, M. V., Dulienko, S. G., & Monastyreva, T. M. (2020). The method of express determination of predicted level of sulfur dioxide emissions when pulverized combustion of bituminous coal. (Ukrainian Patent No. 143014). Ukraine.

 

Наступні статті з поточного розділу:

Відвідувачі

3670582
Сьогодні
За місяць
Всього
221
50804
3670582

Гостьова книга

Якщо у вас є питання, побажання або пропозиції, ви можете написати їх у нашій «Гостьовій книзі»

Реєстраційні дані

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зареєстровано у Міністерстві юстиції України.
Реєстраційний номер КВ № 17742-6592ПР від 27.04.2011.

Контакти

49005, м. Дніпро, пр. Д. Яворницького, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Ви тут: Головна Архів журналу за випусками 2021 Зміст №2 2021 Прогнозування зміни вмісту сірки при збагаченні енергетичного вугілля та рівня викидів сірчистого ангідриду при його спалюванні