Угольный раствор
Угольный шлам представляет собой смесь твердых веществ (добытого угля или угольных отходов ) и жидкостей (воды или органических веществ). [ 1 ] производится углеобогатительным заводом .
Подготовка
[ редактировать ]| Часть серии о |
| Уголь |
|---|
 |
Для преобразования угольной золы в суспензию уголь отделяют от негорючих компонентов, а также фракционируют по размеру частиц. Угольный шлам можно перекачивать по трубопроводу или с помощью специализированных насосов, таких как шнековый насос, для перекачивания высокоабразивного, коррозионного и вязкого угольного шлама. [ 2 ] Ежегодно (2010 г.) добывается более 7 миллиардов тонн угля с использованием примерно 200 литров воды на тонну. [ 3 ] Однако количество необходимой воды зависит от характеристик поверхности используемого угля. Большинство угольных суспензий требуют добавления поверхностно-активного вещества для снижения вязкости и, следовательно, снижения нагрузки на трубопроводы и насосы. [ 4 ]
В недавних исследованиях использовались новые методы приготовления шлама, такие как использование ультразвукового облучения и смеси натуральных и синтетических поверхностно-активных веществ для улучшения стабильности и реологических свойств угольного шлама. [ 5 ] [ 6 ]
Экологические проблемы
[ редактировать ]
В идеале угольная суспензия состоит только из измельченного угля и воды, которые можно эффективно разделить. На практике разделение является значительно дорогостоящим из-за большого количества необходимой воды и сточных вод, образующихся в этом процессе. [ 8 ] Кроме того, суспензия также состоит из очень мелкой угольной пыли, в результате чего образуются отходы, называемые «черной водой» . Поскольку черную воду невозможно очистить на водоочистных станциях , [ 9 ] его хранят в больших водохранилищах. Такие пруды подвержены катастрофическим выбросам, таким как наводнение в Баффало-Крик в 1972 году или разлив угольной суспензии в округе Мартин в 2000 году, в результате которого было выброшено более 250 миллионов галлонов угольной суспензии. [ 10 ] Угольный раствор может содержать опасные химические вещества, такие как мышьяк и ртуть, и может привести к гибели водных животных, как это произошло в случае разлива в округе Мартин. [ 11 ] Объем этих задержанных жидких отходов иногда может достигать миллиардов галлонов. [ 12 ] в одном учреждении.
Область применения угольного шлама
[ редактировать ]На сегодняшний день признано, что угольное топливо имеет низкую плотность энергии и, следовательно, может успешно сжигаться только в двигателях с высокой степенью сжатия, таких как дизельные или газотурбинные электростанции (крупные двигатели с низкими требованиями к плотности энергии). Другие системы двигателей включают тихоходные дизельные двигатели и турбины, используемые в качестве электростанций для судоходства и стационарного производства электроэнергии. [ 13 ] Однако на рынке сжигания для малых и средних электростанций мощностью от 20 кВт (27 л.с.) до 5 МВт (6700 л.с.) использование CS потребует модернизации котла. [ 14 ]
Другие области применения этих суспензий находятся в таких системах, как котлы, газификаторы и стационарные двигатели, где особые требования разделены на две основные области: химическую и физическую, как показано в таблице ниже.
| Аспект | Параметр | Приложение |
| Топливная химия [ 15 ] | Низкий N <0,6% масс. (дБ)
Низкий S < 0,1 мас. % (дБ) (предел коррозии) |
Котел |
| Зола < 0,01 % масс. % (д.б.) | Дизельный двигатель (дизельное топливо №2) | |
| Насыпная плотность 0,6-0,9 т/м 3 или выше | Котел и газификатор | |
| Физическое и погрузочно-разгрузочное имущество [ 15 ] | Вязкость ≤1000 мПа при скорости сдвига 100 с. −1 при 25 °C (77 °F) (желательно для работы с топливом). | Котел |
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Шин, Ю-Джен; Шен, Юн-Хвэй (1 июня 2007 г.). «Приготовление угольного шлама органическими растворителями». Хемосфера . 68 (2): 389–393. Бибкод : 2007Chmsp..68..389S . doi : 10.1016/j.chemSphere.2006.12.049 . ISSN 0045-6535 . ПМИД 17276487 .
- ^ Админ. «Передача угольного шлама стала проще» . www.globalpumps.com.au . Проверено 11 апреля 2019 г.
- ^ Справочник по углю: на пути к более чистому производству. Том 1; Добыча угля . Осборн, генеральный директор Кембриджа: Woodhead Publishing Ltd., 2013. ISBN 9780857097309 . OCLC 875224821 .
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка ) - ^ Го, Д. (1 февраля 1998 г.). «Реологическое поведение многофазных суспензий на основе тяжелой нефти, угля и воды». Топливо . 77 (3): 209–210. дои : 10.1016/s0016-2361(97)00172-5 . ISSN 0016-2361 .
- ^ Дас, Дебадутта; Дэш, Ума; Мехер, Джибардхан; Мисра, Прамила К. (1 сентября 2013 г.). «Повышение стабильности концентрированной водоугольной суспензии с использованием смеси природных и синтетических ПАВ». Технология переработки топлива . 113 : 41–51. дои : 10.1016/j.fuproc.2013.02.021 .
- ^ Го, Чжаобин; Фэн, Руо; Чжэн, Юфэй; Фу, Сяору (1 июля 2007 г.). «Улучшение свойств водоугольной суспензии за счет комбинированного использования новой добавки и ультразвукового облучения». Ультразвуковая сонохимия . 14 (5): 583–588. дои : 10.1016/j.ultsonch.2006.12.001 . ISSN 1350-4177 . ПМИД 17236802 .
- ^ Конлон, Кевин (12 февраля 2014 г.). «Официальные лица: разлив угольной суспензии очернил 6 миль ручья Западной Вирджинии» . CNN . Проверено 2 мая 2017 г.
- ^ Эндрюс, Грэм Ф. и Карл С. Ной. «Процесс обогащения угля с помощью шламовой колонны». Технология переработки топлива 52.1-3 (1997): 247-66. Распечатать.
- ^ Шиао-Хун Чан и Джеймс Т. Кобб «Процессы переработки, очистки и обессеривания угля» в Энциклопедии химической технологии Кирк-Отмера Wiley-VCH, 2000. doi: 10.1002/0471238961.0312050103080901.a01
- ^ Килборн, Питер Т. «Поток грязи мутит будущее города». Нью-Йорк Таймс . The New York Times, 25 декабря 2000 г. Интернет. 25 апреля 2019 г.
- ^ Люнг, Ребекка. «Токсичное прикрытие?» Новости CBS. CBS Interactive, 1 апреля 2004 г. Интернет. 25 апреля 2019 г.
- ^ «Пруды угольного шлама, Западная Вирджиния». НАСА. НАСА, 18 марта 2006 г. Проверено 10 апреля 2019 г.
- ^ Гэри К. Эллем (12 декабря 2023 г.). «НОВАЯ КОНЦЕПЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖИДКОГО БИОТОПЛИВА ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УГЛЯ БИОМАССЫ» . Chemeca 2010: Инжиниринг на грани; 26–29 сентября 2010 г., Hilton Adelaide, Южная Австралия .
- ^ Бриджуотер, А.В.; Грасси, Г. (6 декабря 2012 г.). Модернизация и утилизация пиролизных жидкостей биомассы . Springer Science & Business Media. ISBN 978-94-011-3844-4 .
- ^ Перейти обратно: а б Абдулла, Ханисом; Мурант, Дэниел; Ли, Чунь-Чжу; Ву, Хунвэй (21 октября 2010 г.). «Биосуспензия как топливо. 3. Топливо и реологические свойства биосуспензии, полученной из бионефти и биоугля быстрой пиролиза биомассы малли» . Энергетика и топливо . 24 (10): 5669–5676. дои : 10.1021/ef1008117 . ISSN 0887-0624 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
