ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПОЛУКОКСОВАНИЯ ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ НА КАЧЕСТВО СЛАНЦЕВОГО ПОЛУКОКСА

Abstract

Актуальность данного исследования обусловлена, прежде всего, ростом мирового интереса к переработке низкосортных твердых горючих ископаемых – горючих сланцев, бурых углей и др. Активное использование такого вида сырья позволит диверсифицировать структуру экономики страны и увеличить общие запасы топливно-энергетических и химических ресурсов, особенно учитывая неизбежное уменьшение запасов традиционных углеводородных ресурсов – нефти и газа. По оценкам специалистов, Россия обладает большими запасами горючих сланцев, которые в основном сосредоточенны в следующих сланцевых бассейнах, млн т: Прибалтийский (10246,7), Волжский (25822,4), Вычегодский (58105,8), Тимано-Печорский (4888,0), Центральный (59,6) и др., поэтому поиск эффективных способов переработки горючих сланцев остается актуальным. Цель: определение влияния параметров процесса полукоксования горючих сланцев (температуры и продолжительности процесса) на качество получаемого сланцевого полукокса, а также изучение поведения органического вещества полученных образцов сланцевого полукокса при нагреве. Объекты: горючие сланцы Ленинградского месторождения Прибалтийского бассейна, который располагается на территориях Ленинградской, Псковской и Новгородской областей. Основные характеристики объекта исследований: влажность – 2,00 % масс, выход летучих веществ – 41,43 % масс, зольность – 50,5 % масс, действительная плотность – 1,64 г/см3. Методы. Для проведения процесса полукоксования горючих сланцев использовалась лабораторная установка по полукоксованию твердого низкосортного сырья с системой очистки газообразных продуктов от аммиака, оксида углерода и бензола. Характеристика полученных образцов сланцевых полукоксов определялась по современным отечественным и зарубежным методикам. Результаты. Приведены результаты экспериментального исследования влияния параметров процесса полукоксования горючих сланцев Ленинградского месторождения на характеристики получаемых образцов. В работе использовались два режима полукоксования: режим I – температура (450–470) °С, время выдержки (3, 5, 8 часов); режим II – (510–520) °С, время выдержки (3, 5, 8 часов). Сланцевые полукоксы, полученные при первом режиме процесса, обладают следующими свойствами: влажность (1,15…0,78) % масс, выход летучих веществ (41,50…37,05) % масс, зольность (57,56…46,30) % масс, плотность действительная (1,71…1,98) г/см3. Полукокс, полученный при втором режиме, имеет следующие характеристики: влажность (1,08…0,98) % масс, выход летучих веществ (42,8…38,98) % масс, зольность (51,56…53,95) % масс, плотность действительная (1,71…1,99) г/см3. Также установлено, что при возрастании времени процесса полукоксования наблюдается увеличение содержания компонентов неорганической составляющей полукоксов и снижение содержания углерода в органической части сланцевого полукокса. Термогравиметрические кривые полученных сланцевых полукоксов показали наличие двух экзотермических пиков, соответствующих выделению влаги и легко связанных летучих веществ (первый пик) и выделению основного объема сланцевой смолы (второй пик) и одного эндотермического пика – разложение минеральной составляющей горючих сланцев.