 |
||
| Старший науковий співробітник відділу «Хімія вугілля» Інституту фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. М. Л. Литвиненка НАН України (м. Донецьк) |
||
Одним із напрямів діяльності ІнФОВ НАН України є вуглехімія. В інституті вирішуються проблеми, пов’язані з вивченням складу та структури вугілля, розробки напрямів і шляхів його переробки у продукти різного агрегатного стану та призначення.
Україна має доволі значні (близько 6 млрд тонн) запаси низькоенергетичного бурого вугілля. Обсяг видобутку бурого вугілля в 1990-х роках в Україні складав 8–12 млн тонн на рік. Основна частина цього вугілля використовувалася в енергетиці й лише 150 тис. тонн — для отримання гірничого воску та вуглелугового реагенту, який застосовувався при бурінні свердловин. Зараз у країні буре вугілля майже не видобувається. Шахти, розрізи і завод гірничого воску практично зруйновані. Але з огляду на те, що буре вугілля є доволі цінною органічною сировиною, його доцільно переробляти у продукти, необхідні для народного господарства, що потребує створення вуглехімічної галузі промисловості.
В. О. Тамко значну увагу приділяє розробці шляхів і способів використання бурого вугілля Дніпровського буровугільного басейну як сировини для отримання з нього продуктів різного призначення. Він запропонував безвідходну комплексну переробку бурого вугілля Олександрійського родовища. Комплексна переробка полягає в тому, що першочергово із бурого вугілля виділяють нативні продукти, що містяться у вугіллі й утворені у процесі його літогенезу (буровугільний віск і гумінові кислоти), з подальшою переробкою твердих залишків у моторні й котельні палива, розчинники, синтетичний і енергетичний газ, бездимне тверде паливо, сорбенти.
У результаті досліджень установлено, що з 1 тонни органічної маси вугілля, яка міститься у 2,2 тоннах вихідного бурого вугілля вологістю 50 % і зольністю 10 %, можна отримувати: 50–120 кг (залежно від бітумінозності вихідного вугілля) сирого буровугільного воску, 400–450 кг сухих гуматів, 100–150 кг рідких продуктів (компонентів моторних та котельних палив, розчинників), 200–300 м3 газу та 250–300 кг бездимного твердого палива, або 100–150 кг сорбентів. Питома поверхня сорбентів із бурого вугілля може досягати 500–700 м2/г, обсяг пор — 0,5–0,6 см3/г, адсорбційна здатність по відношенню до йоду та фенолу складає відповідно Ай = 700–800 мг/г, Аф = 90–100 мг/г. Отримані при цьому сорбенти мають дуже високу освітлювальну здатність — Ам. б. = 290–350 мг/г.
Запропонований спосіб комплексної переробки бурого вугілля і проведені дослідження оптимізації параметрів процесу дають можливість цілеспрямовано отримувати необхідні продукти з вугілля, керувати їх виходом і якісним складом.
У 1992–1995 рр. під керівництвом науковця проводилися наукові розробки технології комплексної переробки бурого вугілля на замовлення ВО «Олександріявугілля», Міністерства вугільної промисловості України, Кабінету Міністрів України. Розроблено принципову та блочну технологічну схему, лабораторний технологічний регламент, схему апаратурного оформлення процесу для будівництва дослідно-промислового устаткування комплексної переробки бурого вугілля потужністю 500 кг за годину. Роботи були зупинені у зв’язку з відсутністю коштів для фінансування проекту.
Значну увагу В. О. Тамко приділяє науковим дослідженням у коксохімічній галузі виробництва.
На саміті «Європейський кокс 2009» при обговоренні проблеми ринку сталі — коксу — вугілля відзначалось, що розвинені держави знизили витрати коксу у доменних печах до 360 кг на 1 тонну чавуну за рахунок вдування пиловугільного палива (ПВП), а його зниження у 2013 р. прогнозується до 325 кг/тонну.
В Україні тільки розпочинається будівництво устаткування по вдуванню ПВП у доменні печі. Витрати енергоресурсів у доменній печі без використання ПВП складають 505–535 кг коксу і 60–80 м3 природного газу на 1 тонну чавуну.
Заміна у доменній печі частини коксу на ПВП висуває нові вимоги до його якості. Зараз до основних показників якості коксу відносять також індекс його реактивності (CRI) і гарячу міцність коксу (CSR), яка визначається після його реакції з CO2 відповідно до Міжнародного стандарту ISO 18894:2006. Ці показники характеризують поведінку коксу у доменній печі й дуже важливі при його використанні у печах, у яких частину дефіцитних і дорогих енергоносіїв (кокс, природний газ, мазут) замінюють на ПВП.
Вимоги металургійних заводів до якості доменного коксу за показниками CRI і CSR дуже високі: CRI Ј30 %, CSR і60 %.
В Україні випускають близько 16 млн тонн доменного коксу. У зв’язку з дефіцитом у країні якісного коксівного вугілля, за винятком шахти «Червоноарміська-Західна №1» і шахти ім. Скочинського, основна частина коксу, що виготовляється коксохімічними заводами України, має низькі показники CRI і40%, CSR Ј40%.
В. О. Тамко у співпраці зі співробітниками Донецького національного технічного університету та ЗАТ «Макіївкокс» розробив і впровадив у підприємство останнього спосіб, за допомогою якого можна значно покращувати якість доменного коксу за цими показниками.
Запропонований спосіб базується на післяпічній обробці коксу водним розчином тетраборатів. Цей спосіб запатентовано двома патентами України і патентом РФ. Він дає змогу знижувати показник CRI на 5–10 %, а показник CSR підвищувати на 6–15 %. Використання запропонованого способу надає можливість отримувати доменний кокс, який відповідає міжнародним стандартам якості за цими показниками. Впровадження такої технології на коксохімічних заводах не потребує великих капітальних затрат і може забезпечувати значний економічний ефект (25–35 грн на тонну коксу).
Спосіб післяпічної обробки доменного коксу водним розчином тетраборату натрію запроваджено, зокрема, у ЗАТ «Макіївкокс». Завдяки використанню зазначеного способу завод отримав понад 400 тис. тонн якісного доменного коксу, що дало змогу здійснювати його експортне постачання.
В. О. Тамко проводить подальші дослідження у цьому напрямі. В лабораторних умовах отримані зразки доменного коксу з показниками CRI — 22,5 %, CSR — 68,5 %. Використання на металургійних заводах доменного коксу з такими показниками дозволяє замінювати до 220 кг доменного коксу на пиловугільне паливо і зменшити витрати коксу з 520 до 300 кг на тонну чавуну.
Тел.: 0 (50) 532-32-78.
E-mail: donplus@skif.net
Назад ] Зміст [ Вперед 