stringtranslate.com

Угольный раствор

Угольный шлам — это смесь твердых веществ (добытого угля или угольных отходов ) и жидкостей (воды или органики) [1] , производимая углеобогатительной фабрикой .

Подготовка

Для преобразования угольной золы в суспензию уголь отделяется от негорючих компонентов, а также может быть фракционирован 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 природных и синтетических поверхностно-активных веществ для улучшения стабильности и реологических свойств угольного шлама. [5] [6]

Проблемы окружающей среды

Разлив угольной суспензии в реку в 2014 году на заводе «Патриот Коул», Западная Вирджиния. Чтобы остановить разлив, через реку соорудили соломенное водохранилище. [7]

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, что приводит к образованию отходов, называемых черной водой . Поскольку черная вода не может быть очищена на водоочистных станциях , [9] она хранится 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] Угольная суспензия 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 жидких отходов иногда может достигать миллиардов галлонов [12] на одном объекте.

Область применения угольного шлама

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.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ 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.
  2. ^ Админ. «Перевозка угольного шлама стала проще». www.globalpumps.com.au . Проверено 11 апреля 2019 г.
  3. ^ Справочник по углю: на пути к более чистому производству. Том 1; Добыча угля . Осборн, генеральный директор Кембриджа: Woodhead Publishing Ltd., 2013. ISBN. 9780857097309. ОКЛК  875224821.{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )
  4. ^ 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.
  5. ^ 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. doi :10.1016/j.fuproc.2013.02.021.
  6. ^ 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. doi :10.1016/j.ultsonch.2006.12.001. ISSN  1350-4177. ПМИД  17236802.
  7. ↑ Конлон, Кевин (12 февраля 2014 г.). «Официальные лица: разлив угольной суспензии очернил 6 миль ручья Западной Вирджинии» . CNN . Проверено 2 мая 2017 г.
  8. ^ Эндрюс, Грэм Ф. и Карл С. Ной. «Процесс обогащения угля с помощью шламовой колонны». Технология переработки топлива 52.1-3 (1997): 247-66. Распечатать.
  9. ^ 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
  10. ^ Килборн, Питер Т. «Поток грязи мутит будущее города». Нью-Йорк Таймс . The New York Times, 25 декабря 2000 г. Интернет. 25 апреля 2019 г.
  11. ^ Люнг, Ребекка. «Токсичное прикрытие?» Новости CBS. CBS Interactive, 1 апреля 2004 г. Интернет. 25 апреля 2019 г.
  12. ^ «Пруды угольного шлама, Западная Вирджиния». НАСА. НАСА, 18 марта 2006 г. Проверено 10 апреля 2019 г.
  13. ↑ 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 .
  14. ^ 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.
  15. ^ аб 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

Викискладе есть медиафайлы по теме угольного шлама .