Перспективные методы производства беззольного угля из энергетических углей (Обзор)
Проведено краткое сравнение методов получения обеззоленного угля. Основное внимание уделяется наиболее перспективному методу производства беззольного угля (гипер-угля) с зольностью менее 0,02 % (мас.). Метод заключается в термической экстракции до 70 % (мас.) органической части ископаемых энергетич...
Saved in:
| Published in: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут газу НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126813 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Перспективные методы производства беззольного угля из энергетических углей (Обзор) / А.М. Осипов, Т.Г. Шендрик, А.Ф. Попов, С.В. Грищук // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2010. — № 2. — С. 3-8. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860270413870792704 |
|---|---|
| author | Осипов, А.М. Шендрик, Т.Г. Попов, А.Ф. Грищук, С.В. |
| author_facet | Осипов, А.М. Шендрик, Т.Г. Попов, А.Ф. Грищук, С.В. |
| citation_txt | Перспективные методы производства беззольного угля из энергетических углей (Обзор) / А.М. Осипов, Т.Г. Шендрик, А.Ф. Попов, С.В. Грищук // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2010. — № 2. — С. 3-8. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| description | Проведено краткое сравнение методов получения обеззоленного угля. Основное внимание уделяется наиболее перспективному методу производства беззольного угля (гипер-угля) с зольностью менее 0,02 % (мас.). Метод заключается в термической экстракции до 70 % (мас.) органической части ископаемых энергетических углей растворителями —отходамикоксования.Беззольныйуголь характеризуетсяповышеннойтеплотойсго-рания. При его сжигании сокращаются выбросы оксидов углерода, серы и азота. Гипер-уголь можно использовать для непосредственного введения в газовую турбину, для газификации в синтез-газ, как добавку в коксовую шихту, материал для прямой выплавки железа и других металлов, получения высококачественных углеродных адсорбентов. Цена гиперугля превысит стоимость исходного угля только на 15–25 %.
Проведено стисле порівняння методів отримання беззольного вугілля. Головна увага приділяється найбільш перспективному методу виробництва беззольного вугілля (гіпервугілля) із зольністю менш 0,02 % (мас.). Метод полягає в термічній екстракції до 70 % (мас.) органічної частини викопного енергетичного вугілля розчинниками — відходами коксування. Беззольне вугілля характеризується підвищеною теплотою зго-ряння. При його спалюванні зменшуються викиди оксидів карбону, сульфуру та нітрогену. Гіпервугілля можна використовувати для безпосереднього введення у газову турбіну, газифікації у синтез-газ, як домішку до коксової шихти, матеріал для прямої виплавки заліза та інших металів, отримання високоякісних вуглецевих адсорбентів. Ціна гіпервугілля перевищуватиме вартість викопного вугілля тільки на 15–25 %.
The brief comparison of ash-less coal obtaining methods is performed. The main attention is given to hyper coal production as the most perspective method of ash-free coal with ash content below 0,02 wt.% manufacture. The method substantially is thermal extraction up to 70 wt. % of raw power-generating coals organic part by solvents such as carbonization waste products. Ash-free coal is characterized by increased calorific value. The emission of carbon, sulfur and nitrogen oxides during its combustion is decreased. Hyper coal can be applied for direct injection into gas turbine, gasification into synthesis gas, as the addition to coke blend, for iron and other metals direct melting, for high-grade carbon adsorbents obtaining. It is estimated that hyper coal cost will exceed raw coal price only on 15–25 %.
|
| first_indexed | 2025-12-07T19:06:16Z |
| format | Article |
| fulltext |
Èñêîïàåìûé óãîëü ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç îñ-
íîâíûõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè è øèðîêî èñïîëü-
çóåòñÿ âî âñåì ìèðå áëàãîäàðÿ ðàñïðî-
ñòðàíåííîñòè åãî çàïàñîâ è îòíîñèòåëüíî íèç-
êîé öåíå. Åãî ïðèìåíåíèå âàæíî òàêæå ñ òî÷êè
çðåíèÿ ýíåðãåòè÷åñêîé áåçîïàñíîñòè ãîñóäàðñò-
âà. Îäíàêî ïðè ñæèãàíèè óãëÿ íà åäèíèöó ïî-
ëó÷àåìîé ýíåðãèè âûäåëÿåòñÿ áîëüøå ïàðíèêî-
âîãî ãàçà CO2, îêñèäîâ àçîòà è îêñèäîâ ñåðû,
÷åì ïðè ñæèãàíèè äðóãèõ èñêîïàåìûõ òîïëèâ
(íåôòü è ïðèðîäíûé ãàç), è îáðàçóåòñÿ îãðîì-
íîå êîëè÷åñòâî çîëû. Ó÷èòûâàÿ ïðîáëåìû çà-
ùèòû îêðóæàþùåé ñðåäû è ýíåðãåòè÷åñêèå ïî-
òðåáíîñòè áóäóùåãî, àêòóàëüíûì ÿâëÿåòñÿ ïî-
èñê áîëåå ýôôåêòèâíûõ ïóòåé óòèëèçàöèè óãëÿ.
Çîëó óãëÿ îáðàçóþò åãî ìèíåðàëüíàÿ ÷àñòü
è ñâÿçàííûå ñ îðãàíè÷åñêèì âåùåñòâîì óãëÿ íå-
îðãàíè÷åñêèå ýëåìåíòû: Na, K, Mg, Ca. Ìèíå-
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 2 3
� Îñèïîâ À.Ì., Øåíäðèê Ò.Ã., Ïîïîâ À.Ô., Ãðèùóê Ñ.Â., 2010
Òîïëèâî è ýíåðãåòèêà
ÓÄÊ 66.096.5+662.74
Ïåðñïåêòèâíûå ìåòîäû ïðîèçâîäñòâà áåççîëüíîãî óãëÿ
èç ýíåðãåòè÷åñêèõ óãëåé (Îáçîð)
Îñèïîâ À.Ì., Øåíäðèê Ò.Ã.,
Ïîïîâ À.Ô., Ãðèùóê Ñ.Â.
Èíñòèòóò ôèçèêî-îðãàíè÷åñêîé õèìèè è óãëåõèìèè ÍÀÍÓ, Äîíåöê
Ïðîâåäåíî êðàòêîå ñðàâíåíèå ìåòîäîâ ïîëó÷åíèÿ îáåççîëåííîãî óãëÿ. Îñíîâíîå âíèìà-
íèå óäåëÿåòñÿ íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíîìó ìåòîäó ïðîèçâîäñòâà áåççîëüíîãî óãëÿ (ãèïåð-
óãëÿ) ñ çîëüíîñòüþ ìåíåå 0,02 % (ìàñ.). Ìåòîä çàêëþ÷àåòñÿ â òåðìè÷åñêîé ýêñòðàêöèè
äî 70 % (ìàñ.) îðãàíè÷åñêîé ÷àñòè èñêîïàåìûõ ýíåðãåòè÷åñêèõ óãëåé ðàñòâîðèòåëÿìè
— îòõîäàìè êîêñîâàíèÿ. Áåççîëüíûé óãîëü õàðàêòåðèçóåòñÿ ïîâûøåííîé òåïëîòîé ñãî-
ðàíèÿ. Ïðè åãî ñæèãàíèè ñîêðàùàþòñÿ âûáðîñû îêñèäîâ óãëåðîäà, ñåðû è àçîòà. Ãèïåð-
óãîëü ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ íåïîñðåäñòâåííîãî ââåäåíèÿ â ãàçîâóþ òóðáèíó, äëÿ ãà-
çèôèêàöèè â ñèíòåç-ãàç, êàê äîáàâêó â êîêñîâóþ øèõòó, ìàòåðèàë äëÿ ïðÿìîé âûïëàâ-
êè æåëåçà è äðóãèõ ìåòàëëîâ, ïîëó÷åíèÿ âûñîêîêà÷åñòâåííûõ óãëåðîäíûõ àäñîðáåíòîâ.
Öåíà ãèïåðóãëÿ ïðåâûñèò ñòîèìîñòü èñõîäíîãî óãëÿ òîëüêî íà 15–25 %.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: òåðìè÷åñêàÿ ýêñòðàêöèÿ óãëåé, áåççîëüíûé óãîëü, ãèïåðóãîëü.
Ïðîâåäåíî ñòèñëå ïîð³âíÿííÿ ìåòîä³â îòðèìàííÿ áåççîëüíîãî âóã³ëëÿ. Ãîëîâíà óâàãà
ïðèä³ëÿºòüñÿ íàéá³ëüø ïåðñïåêòèâíîìó ìåòîäó âèðîáíèöòâà áåççîëüíîãî âóã³ëëÿ
(ã³ïåðâóã³ëëÿ) ³ç çîëüí³ñòþ ìåíø 0,02 % (ìàñ.). Ìåòîä ïîëÿãຠâ òåðì³÷í³é åêñòðàêö³¿
äî 70 % (ìàñ.) îðãàí³÷íî¿ ÷àñòèíè âèêîïíîãî åíåðãåòè÷íîãî âóã³ëëÿ ðîç÷èííèêàìè —
â³äõîäàìè êîêñóâàííÿ. Áåççîëüíå âóã³ëëÿ õàðàêòåðèçóºòüñÿ ï³äâèùåíîþ òåïëîòîþ çãî-
ðÿííÿ. Ïðè éîãî ñïàëþâàíí³ çìåíøóþòüñÿ âèêèäè îêñèä³â êàðáîíó, ñóëüôóðó òà
í³òðîãåíó. óïåðâóã³ëëÿ ìîæíà âèêîðèñòîâóâàòè äëÿ áåçïîñåðåäíüîãî ââåäåííÿ ó ãàçîâó
òóðá³íó, ãàçèô³êàö³¿ ó ñèíòåç-ãàç, ÿê äîì³øêó äî êîêñîâî¿ øèõòè, ìàòåð³àë äëÿ ïðÿìî¿
âèïëàâêè çàë³çà òà ³íøèõ ìåòàë³â, îòðèìàííÿ âèñîêîÿê³ñíèõ âóãëåöåâèõ àäñîðáåíò³â.
Ö³íà ã³ïåðâóã³ëëÿ ïåðåâèùóâàòèìå âàðò³ñòü âèêîïíîãî âóã³ëëÿ ò³ëüêè íà 15–25 %.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: òåðì³÷íà åêñòðàêö³ÿ âóã³ëëÿ, áåççîëüíå âóã³ëëÿ, ã³ïåðâóã³ëëÿ.
ðàëüíàÿ ÷àñòü óãëåé ñîñòîèò â îñíîâíîì èç ñè-
ëèêàòîâ, îêñèäîâ, êàðáîíàòîâ, ñóëüôèäîâ, ñóëü-
ôàòîâ, ãàëîãåíèäîâ è ôîñôàòîâ. Â íàñòîÿùåå
âðåìÿ âî ìíîãèõ ïðîöåññàõ èñïîëüçîâàíèÿ óã-
ëåé (ñæèãàíèå, ãàçèôèêàöèÿ, ïèðîëèç, ïðÿìîå
îæèæåíèå) øèðîêî ïðèìåíÿåòñÿ ïûëåâèäíûé
óãîëü. Â ñâÿçè ñ ýòèì ñóùåñòâåííûé èíòåðåñ
ïðåäñòàâëÿåò íàëè÷èå â óãîëüíîé çîëå ìåëü÷àé-
øèõ ÷àñòèö. Îñíîâíîé âêëàä â îáðàçîâàíèå òà-
êèõ ÷àñòèö âíîñèò ïðèñóòñòâèå îðãàíîìåòàëëè-
÷åñêèõ àëþìîñèëîêñàíîâ íàðÿäó ñ êàòèîíàìè,
ñïîñîáíûìè ê èîííîìó îáìåíó.
 ïîñëåäíèå ãîäû ñ öåëüþ óìåíüøåíèÿ âû-
áðîñîâ CO2 ïðè ñæèãàíèè óãëÿ (ïóòåì ïîâûøå-
íèÿ ÊÏÄ èñïîëüçîâàíèÿ ýíåðãèè óãëÿ) ïðåäëà-
ãàþòñÿ ðàçëè÷íûå óñîâåðøåíñòâîâàíèÿ òðàäè-
öèîííûõ ìåòîäîâ ñæèãàíèÿ óãëåé è êîìáèíèðî-
âàííûå ñèñòåìû, ñîñòîÿùèå èç ãàçîâîé è ïàðî-
âîé òóðáèí [1]. Íàïðèìåð, ñæèãàíèå óãëÿ â
ïñåâäîîæèæåííîì ñëîå ïðè ïîâûøåííîì äàâëå-
íèè, ââåäåíèå óãëÿ â ãàçîâóþ òóðáèíó (ïðè ïî-
ëó÷åíèè ýëåêòðîýíåðãèè ïðÿìîå ñæèãàíèå óãëÿ
â ãàçîâîé òóðáèíå ïðèâîäèò ê âîçðàñòàíèþ åå
ïðîèçâîäèòåëüíîñòè è ñîêðàùåíèþ ýìèññèè
CO2) è èíòåãðèðîâàííûé ñ ãàçèôèêàöèåé óãëÿ
êîìáèíèðîâàííûé öèêë (Integrated Coal Gasifi-
cation Combined Cycle — IGCC) [2]. Îäíàêî â
ýòèõ òåõíîëîãèÿõ ñóùåñòâóþò òàêèå ñåðüåçíûå
ïðîáëåìû, êàê êîððîçèÿ è îñàæäåíèå (íàëèïà-
íèå) çîëû â êàìåðàõ ñãîðàíèÿ, ýðîçèÿ ëîïàñòåé
òóðáèí, õîòÿ ïîïûòêè ðåøåíèÿ ýòèõ ïðîáëåì
ïðåäïðèíèìàþòñÿ. Ïîýòîìó âûãîäíûì ïðåä-
ñòàâëÿåòñÿ ïðåäâàðèòåëüíîå óäàëåíèå ìèíåðàëü-
íîé ÷àñòè óãëÿ ïåðåä åãî ñæèãàíèåì èëè ãàçè-
ôèêàöèåé ïî ñîâðåìåííûì òåõíîëîãèÿì.
Ñóùåñòâóþò òðàäèöèîííûå ïðîìûøëåííûå
ìåòîäû óìåíüøåíèÿ ñîäåðæàíèÿ ìèíåðàëüíûõ
êîìïîíåíòîâ â óãëÿõ (òî÷íåå, îáîãàùåíèÿ): îò-
ñàäêà, ôëîòàöèÿ, ìàãíèòíàÿ ñåïàðàöèÿ è äð.[3,
4]. Îäíàêî â ëó÷øåì ñëó÷àå ýòè ìåòîäû ïîçâîëÿ-
þò ïîëó÷àòü óãëè ñ çîëüíîñòüþ 0,2–0,7 % (ìàñ.).
Îäíèì èç âîçìîæíûõ ïåðñïåêòèâíûõ ñïî-
ñîáîâ óäàëåíèÿ âîäîðàñòâîðèìîé ìèíåðàëüíîé
÷àñòè è èîíîîáìåííûõ êàòèîíîâ èç óãëåé ÿâëÿ-
åòñÿ ïðîìûâêà óãëÿ âîäîé ëèáî êèñëîòíûìè
èëè îñíîâíûìè âîäíûìè ðàñòâîðèòåëÿìè. Òà-
êèå ðàáîòû âåäóòñÿ â Àâñòðàëèè â ðàìêàõ ïðî-
åêòà «Óëüòðà÷èñòûé óãîëü» (Ultra Clean Coal
(UCC) Project) [5]. Ïðè óäàëåíèè çîëû èç óã-
ëÿ ñ ïîìîùüþ ðàñòâîðîâ êèñëîò è ùåëî÷åé
(HCl, HF, NaOH, KOH) îáðàáîòàííûé óãîëü
åùå ñîäåðæèò 0,1–0,7 % (ìàñ.) çîëû, âêëþ÷àÿ
60 ìëí–1 Na [6]. Ýòî ïðåâûøàåò óðîâåíü, ïðè-
åìëåìûé äëÿ ïðÿìîãî ââåäåíèÿ óãëÿ â ãàçîâûå
òóðáèíû. Ê òîìó æå, ñòîèìîñòü óêàçàííîé îáðà-
áîòêè óãëÿ ÿâëÿåòñÿ äîñòàòî÷íî âûñîêîé, ïðåæ-
äå âñåãî èç-çà ïðîáëåìû óòèëèçàöèè îãðîìíûõ
îáúåìîâ ìèíåðàëèçîâàííûõ ðàñòâîðîâ, îáðà-
çóþùèõñÿ ïðè ïðîìûâêå óãëåé.
Äëÿ ñîçäàíèÿ ýêîíîìè÷íîãî ñïîñîáà ïîëó-
÷åíèÿ îáåççîëåííîãî óãëÿ òðåáóþòñÿ äðóãèå
äîñòóïíûå è ñïîñîáíûå ê ðåöèðêóëÿöèè ðàñòâî-
ðèòåëè. Ïðèíöèïèàëüíî îòëè÷íûì îò îáåççîëè-
âàíèÿ ñ ïîìîùüþ êèñëîò è ùåëî÷åé (óäàëåíèå
íåîðãàíè÷åñêîé ÷àñòè óãëÿ) ÿâëÿåòñÿ ïðèìåíå-
íèå äëÿ îáðàáîòêè óãëåé îðãàíè÷åñêèõ ðàñòâî-
ðèòåëåé.  ýòîì ñëó÷àå èç óãëåé ýêñòðàãèðóþò-
ñÿ òîëüêî îðãàíè÷åñêèå êîìïîíåíòû. Ïðèåìëå-
ìûé ðàñòâîðèòåëü äîëæåí óäîâëåòâîðÿòü ãëàâ-
íûì òðåáîâàíèÿì: 1) îáëàäàòü âûñîêîé ðàñòâî-
ðÿþùåé ñïîñîáíîñòüþ â îòíîøåíèè îðãàíè÷å-
ñêîé ÷àñòè óãëåé; 2) áûòü äîñòóïíûì è ïîäõî-
äÿùèì ïî ñòîèìîñòè; 3) èìåòü âûñîêóþ ñòà-
áèëüíîñòü ïðè òåìïåðàòóðàõ 350–430 �C (îïòè-
ìàëüíûõ äëÿ ýêñòðàêöèè) äëÿ îáåñïå÷åíèÿ êî-
ëè÷åñòâåííîé ðåöèðêóëÿöèè â ïðîöåññå ïðîèç-
âîäñòâà îáåççîëåííîãî óãëÿ.
Îäíèì èç ïåðâûõ âàðèàíòîâ òåõíîëîãèè
òåðìè÷åñêîãî ðàñòâîðåíèÿ óãëåé áûë ïðîöåññ
Ïîòò-Áðîõå (Pott-Broche), ïðåäëîæåííûé â
Ãåðìàíèè â 1920-õ ãã. [7]. Áûëî íàéäåíî, ÷òî
ïðè 430 �Ñ è äàâëåíèè âîäîðîäà 10–15 ÌÏà
ìîæíî ýêñòðàãèðîâàòü äî 80 % (ìàñ.) èñõîäíîãî
êàìåííîãî óãëÿ ñ ïîìîùüþ òàê íàçûâàåìîãî
ñðåäíåãî ìàñëà (ïðîäóêòà ãèäðîãåíèçàöèè óãëåé
ñ òåìïåðàòóðîé êèïåíèÿ 300–400 �Ñ). ×àñòü
ñâîåãî H2 ñðåäíåå ìàñëî ïåðåäàåò óãëþ, è áëà-
ãîäàðÿ ýòîìó äîñòèãàåòñÿ âûñîêàÿ ñòåïåíü ýêñ-
òðàêöèè. Íåðàñòâîðèâøèåñÿ ñîñòàâíûå ÷àñòè
èñõîäíîãî óãëÿ îòäåëÿëèñü ôèëüòðîâàíèåì. Ïî-
ñëå îòãîíêè ðàñòâîðèòåëÿ-ýêñòðàãåíòà îñòàòîê
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ëîìêóþ àñôàëüòîïîäîáíóþ
ìàññó ñ òåìïåðàòóðîé ðàçìÿã÷åíèÿ îêîëî 220 �Ñ
è çîëüíîñòüþ 0,15–0,20 % (ìàñ.).
Óñîâåðøåíñòâîâàíèåì ïðîöåññà Ïîòò-Áðîõå
ÿâëÿþòñÿ òåõíîëîãèè, ðàçðàáàòûâàâøèåñÿ â
ÑØÀ ñ 1950-õ ãã. Íàèáîëåå èçâåñòíûå èç íèõ
EDS (Exxon Donor Solvents), SRC-I è SRC-II
(Solvent Refined Coal) [7, 8]. Ýòè òåõíîëîãèè
áûëè ïðîâåðåíû íà óñòàíîâêàõ ìîùíîñòüþ
200–250 ò óãëÿ â ñóòêè. Ïðîöåññû EDS è
SRC-II â äàëüíåéøåì ñîâåðøåíñòâîâàëèñü â íà-
ïðàâëåíèè ïîëó÷åíèÿ ñèíòåòè÷åñêèõ ìîòîðíûõ
òîïëèâ. Ïðîöåññ SRC-I ðàçðàáîòàí äëÿ âûñîêî-
ñåðíèñòûõ êàìåííûõ óãëåé (4–6 % (ìàñ.) îá-
ùåé ñåðû) è ïîçâîëÿåò ñíèçèòü ñîäåðæàíèå S
äî 1,0–1,5 % (ìàñ.). Óãîëü SRC-I èìååò òåìïå-
ðàòóðó ðàçìÿã÷åíèÿ 180 �Ñ è çîëüíîñòü 0,15–
0,40 % (ìàñ.) [7, 9]. Âûñîêèå òåìïåðàòóðû ðàç-
ìÿã÷åíèÿ ýêñòðàêòîâ ïðîöåññîâ Ïîòò-Áðîõå è
SRC-I îáëåã÷àþò èõ ïðèìåíåíèå â êà÷åñòâå òîï-
ëèâà äëÿ ýëåêòðîñòàíöèé. Îíè ìîãóò õðàíèòüñÿ
ïðè îáû÷íûõ òåìïåðàòóðàõ è âäóâàòüñÿ â òîïêó
â èçìåëü÷åííîì ñîñòîÿíèè (êàê óãîëüíàÿ ïûëü).
4 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 2
Íåäîñòàòêàìè ïðîèçâîäñòâà î÷èùåííûõ òåð-
ìè÷åñêèì ðàñòâîðåíèåì óãëåé ÿâëÿþòñÿ îòíîñè-
òåëüíî âûñîêèå äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðû ïðîâå-
äåíèÿ ïðîöåññîâ. Ýòî ìîæåò ïîâûñèòü ñòîèìîñòü
êîíå÷íîãî ïðîäóêòà â íåñêîëüêî ðàç ïî ñðàâíå-
íèþ ñ èñõîäíûì óãëåì. Êðîìå òîãî, âîäîðîäî-
äîíîðíûå ðàñòâîðèòåëè íåðàöèîíàëüíî èñïîëü-
çîâàòü â êà÷åñòâå ýêñòðàãåíòîâ, òàê êàê íåâîç-
ìîæíî èçáåæàòü ýìèññèè áîëüøèõ îáúåìîâ CO2
â ïðîöåññå ïîëó÷åíèÿ âîäîðîäà ìåòîäîì ãàçè-
ôèêàöèè óãëåé, íåîáõîäèìîãî äëÿ ðåãåíåðàöèè
ïîäîáíûõ ðàñòâîðèòåëåé.
Ïîèñê ïðèåìëåìûõ ïî ñòîèìîñòè ïðîìûø-
ëåííûõ îðãàíè÷åñêèõ ðàñòâîðèòåëåé è ðàçðà-
áîòêà òåõíîëîãèè èõ ïðèìåíåíèÿ äëÿ ïîëó÷åíèÿ
áåççîëüíîãî óãëÿ áûëè íà÷àòû è ïðîâîäÿòñÿ
ïðåæäå âñåãî â ßïîíèè ñ 1995 ã. [10–18]. Ýòè
èññëåäîâàíèÿ êîîðäèíèðóþòñÿ ãîñóäàðñòâåííîé
Îðãàíèçàöèåé ðàçâèòèÿ íîâûõ ýíåðãåòè÷åñêèõ è
ïðîìûøëåííûõ òåõíîëîãèé (New Energy and
Industrial Technology Development Organization
— NEDO), êîòîðàÿ îáúåäèíÿåò ðàáîòû ïî íî-
âûì òåõíîëîãèÿì èñïîëüçîâàíèÿ è ïåðåðàáîòêè
óãëåé áîëåå 30 óíèâåðñèòåòîâ è íàó÷íî-èññëåäî-
âàòåëüñêèõ öåíòðîâ, íå ìåíåå 10 êðóïíûõ êîì-
ïàíèé è êîðïîðàöèé è íåñêîëüêî áàíêîâ ßïî-
íèè. Áåççîëüíûé óãîëü áûë íàçâàí ãèïåðóãëåì
(ÃÓ) (Hyper Coal — HC). Ýêñòðàêöèÿ èñõîä-
íîãî óãëÿ ïðîâîäèòñÿ â äîñòàòî÷íî
ìÿãêèõ óñëîâèÿõ (íå áîëåå 380 �Ñ,
äàâëåíèå 1 ÌÏà) áåç äîïîëíèòåëüíîãî
èñïîëüçîâàíèÿ âîäîðîäà. Äëÿ òîãî,
÷òîáû ãèïåðóãîëü ýêîíîìè÷åñêè âû-
ãîäíî áûëî èñïîëüçîâàòü â êà÷åñòâå
òîïëèâà äëÿ ãàçîâûõ òóðáèí, äîñòèã-
íóòü âûñîêîãî ýíåðãåòè÷åñêîãî ÊÏÄ
(îêîëî 48 %) è ñîêðàòèòü âûáðîñû
CO2 (ïðèìåðíî íà 20 %), íåîáõîäè-
ìûé âûõîä ÃÓ â ïðîöåññå ýêñòðàêöèè
äîëæåí áûòü íå ìåíåå 50 % (ìàñ.) îò
ãîðþ÷åé ìàññû óãëÿ, à ñîäåðæàíèå
ìèíåðàëüíûõ êîìïîíåíòîâ â ãèïåðóã-
ëå äîëæíî áûòü íå áîëåå 200 ìëí–1
(0,02 % (ìàñ.)), ïðè÷åì ñîäåðæàíèå
íàòðèÿ è êàëèÿ äîëæíî áûòü ìåíåå
0,5 ìëí–1 [10].
 ðåçóëüòàòå ìíîãîëåòíèõ èññëåäîâàíèé
íàéäåíî [12, 15], ÷òî îïòèìàëüíûìè ÿâëÿþòñÿ
àðîìàòè÷åñêèå ðàñòâîðèòåëè, ñîäåðæàùèå ïðî-
èçâîäíûå íàôòàëèíà (ìåòèë- è äèìåòèëíàôòà-
ëèíû), è äâà ïðîìûøëåííûõ ðàñòâîðèòåëÿ
(ïðîäóêòû êîêñîâàíèÿ óãëåé): ëåãêîå öèðêóëÿ-
öèîííîå ìàñëî è ñûðîå ìåòèëíàôòàëèíîâîå ìàñ-
ëî (ÑÌÍÌ). Íàèáîëåå ýôôåêòèâíûì ðàñòâî-
ðèòåëåì ÿâëÿåòñÿ ÑÌÍÌ. Ïîëó÷åíû âûõîäû
ýêñòðàêöèè 60–80 % îò îðãàíè÷åñêîé ìàññû óã-
ëÿ (ÎÌÓ). Òàêèå âûñîêèå âûõîäû îáóñëîâë-
åíû â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè òåðìè÷åñêèì âîç-
äåéñòâèåì è îñëàáëåíèåì íåêîâàëåíòíûõ ñâÿ-
çåé â óãîëüíîé ñòðóêòóðå, âûçâàííûì ââåäåíè-
åì ïîäõîäÿùåãî ðàñòâîðèòåëÿ [15]. Âûõîäû
ýêñòðàêöèè è òåìïåðàòóðû ðàçìÿã÷åíèÿ óãëåé
î÷åíü õîðîøî êîððåëèðóþò ìåæäó ñîáîé: âû-
õîä ãèïåðóãëÿ òåì âûøå, ÷åì íèæå òåìïåðàòó-
ðà ðàçìÿã÷åíèÿ èñõîäíîãî óãëÿ [15]. Ñõåìà ïî-
ëó÷åíèÿ ãèïåðóãëÿ èç èñõîäíîãî óãëÿ ïðåä-
ñòàâëåíà íà ðèñ.1.
Ïðèíöèïèàëüíàÿ òåõíîëîãè÷åñêàÿ áëîê-ñõå-
ìà ïðîöåññà ïîëó÷åíèÿ ãèïåðóãëÿ ñîñòîèò èç ÷å-
òûðåõ îñíîâíûõ ñåêöèé (ðèñ.2) [15]. Ïåðâàÿ
ñåêöèÿ — ïîëó÷åíèå ïàñòû — ñìåñè óãëÿ ñ ðå-
öèðêóëèðóþùèì ðàñòâîðèòåëåì â ñîîòíîøåíèè
ïðèìåðíî 1 : 5 ïî ìàññå. Âòîðàÿ ñåêöèÿ — ýêñ-
òðàêöèÿ óãëÿ, ãäå óãîëüíàÿ ïàñòà íàãðåâàåòñÿ â
óñòðîéñòâå äëÿ ïðåäâàðèòåëüíîãî íàãðåâà è ýêñ-
òðàãèðóåòñÿ â ìÿãêèõ óñëîâèÿõ (350–380 �Ñ).
Òðåòüÿ ñåêöèÿ (ñàìàÿ âàæíàÿ) — ðàçäåëåíèå
òâåðäûõ è æèäêèõ êîìïîíåíòîâ â ñåïàðàòîðå
¹ 1. Òâåðäàÿ ÷àñòü óãîëüíîé ýêñòðàêöèîííîé
ïàñòû, òàê íàçûâàåìûé îñòàòî÷íûé óãîëü, êîòî-
ðûé ñîñòîèò èç íåðàñòâîðåííîé ÎÌÓ è íåîðãà-
íè÷åñêîé ÷àñòè (çîëû), îòäåëÿåòñÿ ìåòîäîì ãðà-
âèòàöèè è êîíöåíòðèðóåòñÿ â íèæíåé ÷àñòè ñå-
ïàðàòîðà. Óãîëüíûé ðàñòâîð îáðàçóåò âåðõíþþ
÷àñòü. Íèæíÿÿ ÷àñòü èç ñåïàðàòîðà ¹ 1 ñíîâà
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 2 5
Ðèñ.1. Êîíöåïòóàëüíàÿ ñõåìà ïîëó÷åíèÿ ãèïåðóãëÿ èç èñêîïàå-
ìîãî óãëÿ: à — ïðîíèêíîâåíèå ðàñòâîðèòåëÿ â óãîëü; á —
îñëàáëåíèå íåêîâàëåíòíûõ ñâÿçåé â ÎÌÓ è ïåðåõîä ðàñ-
òâîðèìîé ÷àñòè óãëÿ â ðàñòâîð; â — îñàæäåíèå è óäàëåíèå íå-
ðàñòâîðèìîé ÷àñòè óãëÿ è çîëû.
Ðèñ.2. Ïðèíöèïèàëüíàÿ òåõíîëîãè÷åñêàÿ áëîê-ñõåìà ïðîöåññà ïîëó÷åíèÿ
ãèïåðóãëÿ.
ñìåøèâàåòñÿ ñ öèðêóëèðóþùèì ðàñòâîðèòåëåì è
ââîäèòñÿ â ñåïàðàòîð ¹ 2, ãäå óãîëüíûé ýêñ-
òðàêò äîïîëíèòåëüíî ðàçäåëÿåòñÿ. Âåðõíèå ÷àñòè
èç ñåïàðàòîðîâ ¹ 1 è ¹ 2 ââîäÿòñÿ â ôèëüòð ñ
êàòèîíîîáìåííîé ñìîëîé, â êîòîðîì óëàâëèâà-
þòñÿ îñòàòî÷íûå òâåðäûå êîìïîíåíòû è ïðàêòè-
÷åñêè ïîëíîñòüþ çàäåðæèâàþòñÿ êàòèîíû K, Na
è Ca. Îñàæäåíèå ãèïåðóãëÿ ïðîèñõîäèò ïðè
îõëàæäåíèè â áóíêåðå. ×åòâåðòàÿ ñåêöèÿ —
ïîëíîå âûäåëåíèå ðàñòâîðèòåëÿ èç âñåõ ïîòîêîâ
â ñêîðîñòíûõ ñåïàðàòîðàõ è âîçâðàò åãî â ñåê-
öèþ ïîëó÷åíèÿ ïàñòû. Âîçìîæíàÿ ïîòåðÿ ðàñ-
òâîðèòåëÿ â ïðîöåññå ìîæåò áûòü âîñïîëíåíà
íåáîëüøèì êîëè÷åñòâîì ìàñëà, êîòîðîå îáðàçó-
åòñÿ â ïðîöåññå èç óãëÿ, ïîñêîëüêó îñíîâíîé
êîìïîíåíò óãëåïðîèçâîäíîãî ìàñëà — äâóõú-
ÿäåðíûå àðîìàòè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, ïîäîáíûå
öèðêóëèðóþùåìó ðàñòâîðèòåëþ.
Äëÿ îòðàáîòêè òåõíîëîãèè ñ 2004 ã. ýêñïëóà-
òèðóåòñÿ ëàáîðàòîðíàÿ (îïûòíàÿ) óñòàíîâêà ìîù-
íîñòüþ 0,1 ò óãëÿ â äåíü â Takasago Works,
KOBE Steel, Hyogo (ßïîíèÿ) [15].
Íåêîòîðûå ðåçóëüòàòû ôóíäàìåíòàëüíûõ
èññëåäîâàíèé óãëåé ðàçíûõ ñòàäèé ìåòàìîðôèç-
ìà ðàçëè÷íûõ ìåñòîðîæäåíèé èç ðàçíûõ ñòðàí
ïðåäñòàâëåíû â òàáë.1 (ðàñòâîðèòåëü — 1-ìå-
òèëíàôòàëèí, 360 �Ñ) [15]. Ðåçóëüòàòû ïîêàçû-
âàþò, ÷òî äëÿ ïîëó÷åíèÿ ãèïåðóãëÿ áîëåå âñåãî
ïðèãîäíû óãëè ñðåäíåé ñòàäèè ìåòàìîðôèçìà
(Ä, Ã, Æ). Âûõîäû ãèïåðóãëÿ õîðîøî êîððåëè-
ðóþò ñ ñóììàðíûì ñîäåðæàíèåì â èñõîäíûõ óã-
ëÿõ ñåðû è àçîòà, à ñîäåðæàíèå çîëû âëèÿåò
ìàëî. Ïîëó÷àåìûé ãèïåðóãîëü ñî-
ñòîèò èç ñôåðè÷åñêèõ ÷àñòèö ìèê-
ðîííûõ ðàçìåðîâ. Â òàáë.2 ïîêà-
çàíî èçìåíåíèå çîëüíîñòè è òåïëî-
òû ñãîðàíèÿ íåêîòîðûõ óãëåé [15].
Õîòÿ âûõîäû ãèïåðóãëÿ èç
áóðîãî óãëÿ áûëè íå î÷åíü âûñî-
êèìè (� 30 % íà ñóõóþ áåççîëü-
íóþ îñíîâó — daf), íî çíà÷åíèÿ
òåïëîòû ñãîðàíèÿ ãèïåðóãëÿ è íå-
ðàñòâîðèìîãî óãëÿ çíà÷èòåëüíî
âîçðîñëè êàê ñëåäñòâèå óäàëåíèÿ
êèñëîðîäñîäåðæàùèõ ôóíêöèî-
íàëüíûõ ãðóïï ïðè òåðìîîáðàáîò-
êå. Ýòî ïîêàçûâàåò, ÷òî ïðîöåññ
ïîëó÷åíèÿ ãèïåðóãëÿ áóäåò ïðåä-
ñòàâëÿòü ñîáîé ýôôåêòèâíûé ñïî-
ñîá ïîâûøåíèÿ êà÷åñòâà íèçêîìå-
òàìîðôèçîâàííûõ óãëåé, ïîçâîëÿ-
þùèé ïîëó÷èòü óãîëü, íå òîëüêî
íå ñîäåðæàùèé ìèíåðàëüíûõ êîì-
ïîíåíòîâ, íî è èìåþùèé âûñîêóþ
òåïëîòâîðíóþ ñïîñîáíîñòü [16].
Ãèïåðóãîëü õàðàêòåðèçóåòñÿ
î÷åíü õîðîøèìè òåðìîïëàñòè÷åñêèìè ñâîéñòâà-
ìè, äàæå åñëè èñõîäíûé óãîëü íå îáëàäàë òàêè-
ìè ñâîéñòâàìè [17]. Ïîýòîìó áåççîëüíûé óãîëü
ÿâëÿåòñÿ ïîäõîäÿùèì êîìïîíåíòîì øèõòû äëÿ
êîêñîâàíèÿ. Îí äåëàåò êîêñ áîëåå ïðî÷íûì è ïî-
çâîëÿåò ñîêðàòèòü ðàñõîä êîêñóþùèõñÿ óãëåé âû-
ñîêîé ñòàäèè ìåòàìîðôèçìà (ìîæåò çàìåíèòü äî
50 % êîêñóþùåãîñÿ óãëÿ).
Èñïîëüçîâàíèå äëÿ ãàçèôèêàöèè áåççîëüíî-
ãî óãëÿ âìåñòî èñêîïàåìîãî èìååò òàêèå ïðåèìó-
ùåñòâà: ïîâûøàåòñÿ ñêîðîñòü ïðîöåññà; ñóùåñò-
âåííî óìåíüøàåòñÿ äåçàêòèâàöèÿ êàòàëèçàòîðà
(íàïðèìåð, ïîòàøà K2CO3) áëàãîäàðÿ îòñóòñò-
âèþ íåêîòîðûõ êîìïîíåíòîâ çîëû è îáëåã÷àåòñÿ
åãî ðåãåíåðàöèÿ; â íåñêîëüêî ðàç âîçðàñòàåò ñî-
6 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 2
Òàáëèöà 1. Òåõíè÷åñêèé è ýëåìåíòíûé àíàëèçû óãëåé è âûõî-
äû ãèïåðóãëÿ
Óãîëü Ñòðàíà
Çîëü-
íîñòü, %
(ìàñ.)*
Ëåòó÷èå,
% (ìàñ.)*
C, %
(ìàñ.)**
H, %
(ìàñ.)**
S, %
(ìàñ.)**
Âûõîä ãè-
ïåðóãëÿ, %
îò ÎÌÓ
Camberwell Àâñòðàëèÿ 8,2 37,3 82,3 5,5 0,6 51,5
Guregory Àâñòðàëèÿ 6,0 33,5 84,7 5,4 0,6 68,8
Guregory-B Àâñòðàëèÿ 7,7 33,3 84,4 5,4 0,7 59,4
Hunter valley Àâñòðàëèÿ 8,4 36,6 83,0 5,4 0,6 51,4
Kestrel Àâñòðàëèÿ 5,8 34,0 84,4 5,4 0,6 61,1
Moura Àâñòðàëèÿ 7,3 27,3 87,3 4,9 0,4 53,1
Oaky creek Àâñòðàëèÿ 8,5 28,0 86,6 5,2 0,7 66,7
Stratford Àâñòðàëèÿ 10,3 28,8 87,0 5,5 0,7 66,1
Enshu
(Yanzhou)
Êèòàé 12,6 39,3 78,9 5,4 4,2 69,2
Kouryusho Êèòàé 8,4 36,3 82,5 5,1 0,5 50,7
Gnang bayan
Èíäîíå-
çèÿ 5,6 44,2 76,4 5,5 0,9 58,0
Yakut 9 Ðîññèÿ 9,5 17,7 90,6 4,5 0,2 30,2
Illinous ¹ 6 ÑØÀ 15,4 40,9 76,2 5,4 5,7 59,4
Pittsburg ÑØÀ 5,0 39,0 82,9 5,6 1,0 51,5
Upper
Freeport
ÑØÀ 13,1 28,2 86,2 5,1 2,2 72,5
* Íà ñóõóþ îñíîâó; ** íà ñóõóþ áåççîëüíóþ îñíîâó — daf.
Òàáëèöà 2. Ñâîéñòâà ãèïåðóãëÿ è îñòàòî÷íîãî óãëÿ
Óãîëü Çîëüíîñòü, % (ìàñ.)
íà ñóõóþ îñíîâó
Òåïëîòà ñãîðàíèÿ,
êêàë/êã
Stratford 10,0 7330
Ãèïåðóãîëü 0,05 8310
Îñòàòî÷íûé óãîëü 25,4 5660
Oakycreek 10,4 7380
Ãèïåðóãîëü 0,03 8510
Îñòàòî÷íûé óãîëü 20,8 6450
Gregory 6,6 7460
Ãèïåðóãîëü 0,08 8200
Îñòàòî÷íûé óãîëü 15,7 6730
Enshu 12,6 6740
Ãèïåðóãîëü 0,02 8090
Îñòàòî÷íûé óãîëü 31,9 5220
äåðæàíèå âîäîðîäà â ïîëó÷àåìîì ñèíòåç-ãàçå ïî
ñðàâíåíèþ ñ ãàçîì èç èñõîäíîãî óãëÿ [19].
Îáëàñòè èñïîëüçîâàíèÿ áåççîëüíîãî óãëÿ:
à) òîïëèâî äëÿ ãàçîâûõ òóðáèí; á) òîïëèâî ñ
ïîâûøåííîé òåïëîòâîðíîñòüþ äëÿ ñæèãàíèÿ; â)
ãàçèôèêàöèÿ ñ öåëüþ ïîëó÷åíèÿ ñèíòåç-ãàçà; ã)
äîáàâêà ê èñêîïàåìîìó óãëþ äëÿ ïðîèçâîäñòâà
êîêñà; ä) óãëåðîäíûé ìàòåðèàë äëÿ ïðÿìîé âû-
ïëàâêè æåëåçà è äðóãèõ ìåòàëëîâ; å) ñûðüå äëÿ
ïîëó÷åíèÿ âûñîêîêà÷åñòâåííûõ óãëåðîäíûõ àä-
ñîðáåíòîâ è ò.ä.
Ïðåèìóùåñòâî òåõíîëîãèè ãèïåðóãëÿ çà-
êëþ÷àåòñÿ â ñîêðàùåíèè âûáðîñîâ CO2 (íà
20–40 %), NOx, SOx. Â ßïîíèè ïëàíèðóåòñÿ â
2010–2015 ãã. îòðàáîòàòü òåõíîëîãèþ ïîëó÷åíèÿ
ãèïåðóãëÿ íà îïûòíîé óñòàíîâêå ìîùíîñòüþ
100 ò/ñóò è â 2015–2020 ãã. ïîñòðîèòü äåìîíñò-
ðàöèîííóþ óñòàíîâêó íà 5000 ò/ñóò. Ïðåäïîëà-
ãàåòñÿ èñïîëüçîâàòü â îñíîâíîì óãëè Àâñòðàëèè
è Èíäîíåçèè. Ïî ïðåäâàðèòåëüíûì îöåíî÷íûì
ðàñ÷åòàì ñòîèìîñòü ñàìîãî ïðîèçâîäñòâà ãèïå-
ðóãëÿ ñîñòàâèò 9–11 äîëë./ò. Ñ ó÷åòîì ñòîèìî-
ñòè èñõîäíûõ óãëåé öåíà ãèïåðóãëÿ ìîæåò ñî-
ñòàâèòü 45–55 äîëë./ò [15].
Ïî îöåíî÷íûì ðàñ÷åòàì, ñòîèìîñòü çàâîäà
ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ 1,4 ìëí ò ãèïåðóãëÿ â ãîä
(ìîùíîñòüþ 2,3 ìëí ò èñõîäíîãî óãëÿ) ñîñòàâèò
375 ìëí äîëë. (äëÿ ýêîíîìè÷åñêèõ è ôèíàíñî-
âûõ óñëîâèé ßïîíèè è Àâñòðàëèè) [15].
Ïî ìíåíèþ àâòîðîâ, ïðîáëåìà ïîëó÷åíèÿ
áåççîëüíîãî óãëÿ î÷åíü àêòóàëüíà äëÿ Óêðàè-
íû, â êîòîðîé ïðàêòè÷åñêè îòñóòñòâóþò èñêî-
ïàåìûå ìàëîçîëüíûå óãëè. Îñîáåííî âàæíî,
÷òî â ïåðåðàáîòêó ìîãóò áûòü âîâëå÷åíû íåêîí-
äèöèîííûå ýíåðãåòè÷åñêèå óãëè, çàïàñû êîòî-
ðûõ â Óêðàèíå ñîñòàâëÿþò íåñêîëüêî ìèëëèàð-
äîâ òîíí (îñîáåííî ñåðíèñòûå, âûñîêîñåðíè-
ñòûå, ñîëåíûå). Òàêèå óãëè íå ìîãóò áûòü èñ-
ïîëüçîâàíû â ïðîöåññàõ ãàçèôèêàöèè è ãîðåíèÿ
áåç ïðåäâàðèòåëüíîé îáðàáîòêè.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Êîð÷åâîé Þ.Ï., Ìàéñòðåíêî À.Þ., Òîïàë À.È.
Ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòûå óãîëüíûå òåõíîëîãèè. — Êè-
åâ : Íàóê. äóìêà, 2004. — 188 ñ.
2. Ìàõîðèí Ê.Å., Õèíêèñ Ï.À. Ñæèãàíèå òîïëèâà â
ïñåâäîîæèæåííîì ñëîå. — Êèåâ : Íàóê. äóìêà,
1989. — 204 ñ.
3. Ïå÷óðî Í.Ñ., Êàïêèí Â.Ä., Ïåñèí Î.Þ. Õèìèÿ è
òåõíîëîãèÿ ñèíòåòè÷åñêîãî æèäêîãî òîïëèâà è ãàçà.
— Ì. : Õèìèÿ, 1986. — 352 ñ.
4. Õàðèòîíîâ Â.Ã., Ðåìåçîâ À.Â., Ñîðîêèíà Î.Â. è äð.
Îáîãàùåíèå ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ. Êîìïëåêñ-
íîå èñïîëüçîâàíèå ñûðüÿ, ïðîäóêòîâ è îòõîäîâ
îáîãàùåíèÿ : Ó÷åá. ïîñîáèå. — Êåìåðîâî :
ÊóçÃÒÓ, 2006. — 327 ñ.
5. Steel K.M., Patrick J.W. The production of ultra
clean coal by chemical demineralisation // Fuel.
— 2001. — Vol. 80, Is. 14. — P. 2019–2023.
6. Steel K.M., Besida J., O’Donnell T.A., Wood D.G.
Production of Ultra Clean Coal : Part I. Dissolution
behaviour of mineral matter in black coal toward
hydrochloric and hydrofluoric acids // Fuel Proc.
Technol. — 2001. — Vol. 70, Is. 3. — P. 171–192.
7. Õèìè÷åñêèå âåùåñòâà èç óãëÿ / Ïîä îáù. ðåä.
Þ.Ôàëüáå. — Ì. : Õèìèÿ, 1980. — 616 ñ.
8. Îñèïîâ À.Ì., Øåíäðèê Ò.Ã. Ïðîèçâîäñòâî ñèíòåòè÷å-
ñêîãî æèäêîãî òîïëèâà èç óãëåé // Ýêîòåõíîëîãèè
è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. — 1995. — ¹ 1. — Ñ. 3–11.
9. Óàéòõåðñò Ä.Ä., Ìèò÷åëë Ò.Î., Ôàðêàøè Ì. Îæè-
æåíèå óãëÿ. — Ì. : Õèìèÿ, 1986. — 256 ñ.
10. Yoshida T., Takanohashi T., Sakanishi K. et al. The
effect of extraction condition on «HyperCoal» pro-
duction (1) — under room-temperature filtration
// Fuel. — 2002. — Vol. 81, Is. 11–12. —
P. 1463–1469.
11. Sakanishi K., Saito I., Ishom F. et al. Characteriza-
tion and elution behaviors of organically associated
minerals in coals during acid treatment and solvent
extraction // Ibid. — P. 1471–1475.
12. Yoshida T., Li C., Takanohashi T. et al. Effect of
extraction condition on «HyperCoal» production
(2) — effect of polar solvents under hot filtration
// Fuel Proc. Technol. — 2004. — Vol. 86, Is. 1.
— P. 61–72.
13. Sakanishi K., Akashi E., Nakazato T. et al. Charac-
terization of eluted metal components from coal dur-
ing pretreatment and solvent extraction // Fuel.
— 2004. — Vol. 83, Is. 6. — P. 739–743.
14. Masaki K., Yoshida T., Li C. et al. The effects of
Pretreatment and the Addition of Polar Compounds
on the Production of «HyperCoal» from
Subbituminous Coals // Energy and Fuels. —
2004. — Vol. 18, Is. 4. — P. 995–1000.
15. Okuyama N., Komatsu N., Shigehisa T. et al. Hy-
per-coal process to produce the ash-free coal //
Fuel Proc.Technol. — 2004. — Vol. 85, Is. 8–10. —
P. 947–967.
16. Okuyama N., Komatsu N., Shigehisa T. Study on
the hyper-coal process for brown coal upgrading //
Coal Preparation. — 2005. — Vol. 25, ¹ 4. —
P. 295–311.
17. Okuyama N., Furuya A., Komatsu N., Shigehisa T.
Development of a Hyper-coal Process to Produce
Ash-free Coal // Research and Development. Kobe
Steel Engineering Reports. — 2006. — Vol. 56, ¹ 2.
18. Takanohashi T., Shishido T., Kawashima H., Saito
I. Characterisation of HyperCoals from coals of var-
ious ranks // Fuel. — 2008. — Vol. 87, Is. 4–5. —
P. 592–598.
19. Sharma A., Takanohashi T., Saito I. Effect of cata-
lyst addition on gasification reactivity of HyperCoal
and coal with steam at 775–700 �C // Fuel. —
2008. — Vol. 87, Is. 12. — P. 2686–2690.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 13.04.09
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 2 7
Óãîëü — îñíîâíîé ýíåðãîðåñóðñ Óêðàèíû.
Áîëüøóþ ÷àñòü ýíåðãèè äîáûâàåìîãî óãëÿ òåï-
ëîâûå ýëåêòðîñòàíöèè (ÒÝÑ) áåñïîëåçíî ðàñ-
ñåèâàþò â îêðóæàþùóþ ñðåäó ñ ïðîäóêòàìè
ñãîðàíèÿ è êîíäåíñàöèè. Âåñüìà ñîìíèòåëüíî,
÷òîáû ïðåäïðèíèìàåìûå â íàñòîÿùåå âðåìÿ
óñèëèÿ ïî ñîâåðøåíñòâîâàíèþ òåõíîëîãèè òåï-
ëîâûõ ïðîöåññîâ ïðèâåëè ê ïðåîäîëåíèþ îãðà-
íè÷åíèé, íàêëàäûâàåìûõ âòîðûì çàêîíîì òåð-
ìîäèíàìèêè íà ïîâûøåíèå ÊÏÄ ÒÝÑ. Ïî-
ñêîëüêó òåïëî íåâîçìîæíî ïîëíîñòüþ ïåðåðà-
áîòàòü â êèíåòè÷åñêóþ ýíåðãèþ, òî èäòè ïî
ïóòè ïðåîáðàçîâàíèÿ õèìè÷åñêîé ýíåðãèè â
òåïëîâóþ, à çàòåì â ìåõàíè÷åñêóþ áåñïåð-
ñïåêòèâíî. Íàãðåòîå óïðóãîå ðàáî÷åå òåëî íå-
îáõîäèìî âîçâðàòèòü â åãî íà÷àëüíîå ñîñòîÿ-
íèå, ñëåäîâàòåëüíî, ÷àñòü ýíåðãèè íåèçáåæíî
óõîäèò â õîëîäèëüíèê.
8 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 2
The Prospect Methods of Ash-Free Coal Manufacture
from Power-Generating Coals (Review)
Osipov A.M., Shendrik T.G.,
Popov A.F., Grishchuk S.V.
The Institute of Physical Organic
and Coal Chemistry of NASU, Donetsk
The brief comparison of ash-less coal obtaining methods is performed. The main attention
is given to hyper coal production as the most perspective method of ash-free coal with
ash content below 0,02 wt.% manufacture. The method substantially is thermal extrac-
tion up to 70 wt. % of raw power-generating coals organic part by solvents such as car-
bonization waste products. Ash-free coal is characterized by increased calorific value. The
emission of carbon, sulfur and nitrogen oxides during its combustion is decreased. Hyper
coal can be applied for direct injection into gas turbine, gasification into synthesis gas, as
the addition to coke blend, for iron and other metals direct melting, for high-grade car-
bon adsorbents obtaining. It is estimated that hyper coal cost will exceed raw coal price
only on 15–25 %.
Key words: thermal coal extraction, ash-free coal, hyper coal.
Received April 13, 2009
ÓÄÊ 662.76:622.7.002.82
Ýëåêòðîõèìè÷åñêàÿ ãàçèôèêàöèÿ óãëÿ.
2. Òåðìîäèíàìè÷åñêèå ðàñ÷åòû
Òðîøåíüêèí Â.Á., Ìàðêîñîâà Â.Ï., Òðîøåíüêèí Á.À.
Èíñòèòóò ïðîáëåì ìàøèíîñòðîåíèÿ ÍÀÍ Óêðàèíû, Õàðüêîâ
Ïðîâåäåí òåðìîäèíàìè÷åñêèé àíàëèç ïðîöåññà ýëåêòðîëèçà âîäíî-óãîëüíîé ñóñïåíçèè
â ñðàâíåíèè ñ ýëåêòðîëèçîì âîäû. Ïîêàçàíî, ÷òî òåðìîäèíàìèêà íå îãðàíè÷èâàåò ñêî-
ðîñòü âûòåñíåíèÿ âîäîðîäà èç âîäû óãëåðîäîì. Îáñóæäåíû ïåðñïåêòèâû äîñòèæåíèÿ
êîíêóðåíòîñïîñîáíîñòè ðàçðàáàòûâàåìîãî ïðîöåññà ñ ó÷åòîì êîëåáàíèé ñòîèìîñòè
ïðèðîäíîãî ãàçà.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ýëåêòðîõèìè÷åñêàÿ ãàçèôèêàöèÿ óãëÿ, òåðìîäèíàìèêà.
Ïðîâåäåíî òåðìîäèíàì³÷íèé àíàë³ç ïðîöåñó åëåêòðîë³çó âîäíî-âóã³ëüíî¿ ñóñïåí糿 â
ïîð³âíÿíí³ ç åëåêòðîë³çîì âîäè. Ïîêàçàíî, ùî òåðìîäèíàì³êà íå îáìåæóº øâèäê³ñòü
âèòèñíåííÿ âîäíþ ç âîäè âóãëåöåì. Îáãîâîðåíî ïåðñïåêòèâè äîñÿãíåííÿ êîíêóðåíòî-
ñïðîìîæíîñòi ïðîöåñó, ùî ðîçðîáëþºòüñÿ, ç óðàõóâàííÿì êîëèâàíü âàðòîñò³ ïðèðîä-
íîãî ãàçó.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: åëåêòðîõ³ì³÷íà ãàçèô³êàö³ÿ âóã³ëëÿ, òåðìîäèíàìiêà.
� Òðîøåíüêèí Â.Á., Ìàðêîñîâà Â.Ï., Òðîøåíüêèí Á.À., 2010
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-126813 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0235-3482 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T19:06:16Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут газу НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Осипов, А.М. Шендрик, Т.Г. Попов, А.Ф. Грищук, С.В. 2017-12-03T20:39:28Z 2017-12-03T20:39:28Z 2010 Перспективные методы производства беззольного угля из энергетических углей (Обзор) / А.М. Осипов, Т.Г. Шендрик, А.Ф. Попов, С.В. Грищук // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2010. — № 2. — С. 3-8. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. 0235-3482 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126813 66.096.5+662.7 Проведено краткое сравнение методов получения обеззоленного угля. Основное внимание уделяется наиболее перспективному методу производства беззольного угля (гипер-угля) с зольностью менее 0,02 % (мас.). Метод заключается в термической экстракции до 70 % (мас.) органической части ископаемых энергетических углей растворителями —отходамикоксования.Беззольныйуголь характеризуетсяповышеннойтеплотойсго-рания. При его сжигании сокращаются выбросы оксидов углерода, серы и азота. Гипер-уголь можно использовать для непосредственного введения в газовую турбину, для газификации в синтез-газ, как добавку в коксовую шихту, материал для прямой выплавки железа и других металлов, получения высококачественных углеродных адсорбентов. Цена гиперугля превысит стоимость исходного угля только на 15–25 %. Проведено стисле порівняння методів отримання беззольного вугілля. Головна увага приділяється найбільш перспективному методу виробництва беззольного вугілля (гіпервугілля) із зольністю менш 0,02 % (мас.). Метод полягає в термічній екстракції до 70 % (мас.) органічної частини викопного енергетичного вугілля розчинниками — відходами коксування. Беззольне вугілля характеризується підвищеною теплотою зго-ряння. При його спалюванні зменшуються викиди оксидів карбону, сульфуру та нітрогену. Гіпервугілля можна використовувати для безпосереднього введення у газову турбіну, газифікації у синтез-газ, як домішку до коксової шихти, матеріал для прямої виплавки заліза та інших металів, отримання високоякісних вуглецевих адсорбентів. Ціна гіпервугілля перевищуватиме вартість викопного вугілля тільки на 15–25 %. The brief comparison of ash-less coal obtaining methods is performed. The main attention is given to hyper coal production as the most perspective method of ash-free coal with ash content below 0,02 wt.% manufacture. The method substantially is thermal extraction up to 70 wt. % of raw power-generating coals organic part by solvents such as carbonization waste products. Ash-free coal is characterized by increased calorific value. The emission of carbon, sulfur and nitrogen oxides during its combustion is decreased. Hyper coal can be applied for direct injection into gas turbine, gasification into synthesis gas, as the addition to coke blend, for iron and other metals direct melting, for high-grade carbon adsorbents obtaining. It is estimated that hyper coal cost will exceed raw coal price only on 15–25 %. ru Інститут газу НАН України Энерготехнологии и ресурсосбережение Топливо и энергетика Перспективные методы производства беззольного угля из энергетических углей (Обзор) The Prospect Methods of Ash-Free Coal Manufacture from Power-Generating Coals (Review) Article published earlier |
| spellingShingle | Перспективные методы производства беззольного угля из энергетических углей (Обзор) Осипов, А.М. Шендрик, Т.Г. Попов, А.Ф. Грищук, С.В. Топливо и энергетика |
| title | Перспективные методы производства беззольного угля из энергетических углей (Обзор) |
| title_alt | The Prospect Methods of Ash-Free Coal Manufacture from Power-Generating Coals (Review) |
| title_full | Перспективные методы производства беззольного угля из энергетических углей (Обзор) |
| title_fullStr | Перспективные методы производства беззольного угля из энергетических углей (Обзор) |
| title_full_unstemmed | Перспективные методы производства беззольного угля из энергетических углей (Обзор) |
| title_short | Перспективные методы производства беззольного угля из энергетических углей (Обзор) |
| title_sort | перспективные методы производства беззольного угля из энергетических углей (обзор) |
| topic | Топливо и энергетика |
| topic_facet | Топливо и энергетика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126813 |
| work_keys_str_mv | AT osipovam perspektivnyemetodyproizvodstvabezzolʹnogouglâizénergetičeskihugleiobzor AT šendriktg perspektivnyemetodyproizvodstvabezzolʹnogouglâizénergetičeskihugleiobzor AT popovaf perspektivnyemetodyproizvodstvabezzolʹnogouglâizénergetičeskihugleiobzor AT griŝuksv perspektivnyemetodyproizvodstvabezzolʹnogouglâizénergetičeskihugleiobzor AT osipovam theprospectmethodsofashfreecoalmanufacturefrompowergeneratingcoalsreview AT šendriktg theprospectmethodsofashfreecoalmanufacturefrompowergeneratingcoalsreview AT popovaf theprospectmethodsofashfreecoalmanufacturefrompowergeneratingcoalsreview AT griŝuksv theprospectmethodsofashfreecoalmanufacturefrompowergeneratingcoalsreview |