Эффективность вспомогательной промывки при обогащении углей с применением однофазных тяжёлых сред

  • Иван [Ivan] Андреевич [A.] Бураков [Burakov]
  • Андрей [Andrey] Юрьевич [Yu.] Бураков [Burakov]
  • Ирина [Irina] Сергеевна [S.] Никитина [Nikitina]
  • Юлия [Yuliya] Августовна [A.] Морыганова [Moryganova]
  • Кьё Мьинт [Kye Myint] Аунг [Aung]
Ключевые слова: энергетический объект, уголь, промывка, тяжёлая среда, высокоминерализованные воды

Аннотация

Цель исследования — изучение возможности повышения качества (уменьшение зольности, увеличение теплоты сгорания) угля, применяемого для энергетических объектов, функционирующих на территории Российской Федерации. Повышение качества твёрдого топлива предполагается осуществить за счёт реализации процессов гравитационного обогащения на основе тяжёлосредной сепарации с последующей вспомогательной промывкой. В роли тяжёлой среды в рассмотренных процессах выступают природные подземные хлоридные натриевые рассолы, бишофит и сточные воды Na-катионитных фильтров. Оценена возможность применения в качестве промывочной воды при проведении вспомогательного процесса промывки вод различной минерализации. Рассмотрено применение обессоленной воды после установок обратного осмоса, вод из системы водоснабжения НИУ «МЭИ», вод поверхностных источников (вода р. Яуза), сточных вод Na-катионитных фильтров и отработанной тяжёлой среды из рабочей зоны гравитационного сепаратора корытного типа (отработанных природных подземных хлоридных натриевых рассолов, отработанного бишофита, отработанных высокоминерализованных сточных вод Na-катионитных фильтров). В процессе оценки эффективности проведена экспериментальная работа с обогащённым углём на основе моделирования процесса вспомогательной промывки. Определена зольность в соответствии с нормативами до и после проведения вспомогательной промывки испытуемой средой. Подтверждена возможность использования в качестве промывочной среды в процессах вспомогательной промывки обессоленной воды после установок обратного осмоса, вод из системы водоснабжения НИУ «МЭИ», вод поверхностных источников (вода р. Яуза), сточных вод Na-катионитных фильтров. Полученные результаты могут быть использованы как при разработке энергетических объектов, так и в рамках функционирования обогатительных фабрик и энерготехнологических комплексов.

Сведения об авторах

Иван [Ivan] Андреевич [A.] Бураков [Burakov]

кандидат технических наук, доцент кафедры теоретических основ теплотехники им. М.П. Вукаловича НИУ «МЭИ», e-mail: BurakovIA@mpei.ru

Андрей [Andrey] Юрьевич [Yu.] Бураков [Burakov]

кандидат геолого-минералогических наук, генеральный директор ООО «АкваАналитика», e-mail: andburakov@mail.ru

Ирина [Irina] Сергеевна [S.] Никитина [Nikitina]

кандидат технических наук, доцент кафедры теоретических основ теплотехники им. М.П. Вукаловича НИУ «МЭИ», e-mail: NikitinaIS@mpei.ru

Юлия [Yuliya] Августовна [A.] Морыганова [Moryganova]

кандидат химических наук, доцент кафедры теоретических основ теплотехники им. М.П. Вукаловича НИУ «МЭИ», e-mail: MoryganovaYA@mpei.ru

Кьё Мьинт [Kye Myint] Аунг [Aung]

аспирант кафедры тепловых электрических станций НИУ «МЭИ», e-mail: kophyo2132@gmail.com

Литература

1. Looney B. Statistical Review of World Energy. 70th Edition BP [Электрон. ресурс] https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2021-full-report.pdf (дата обращения 18.09.2023).
2. Состояние сырьевой базы угля Российской Федерации. Государственный доклад о состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2021 г. [Электрон. ресурс] https://gd2021.data-geo.ru/fuel/c (дата обращения 18.09.2023).
3. Сжигание топлива на крупных установках в целях производства энергии. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. М.: Бюро НДТ, 2016 — 2017.
4. Итоги работы Минэнерго России и основные результаты функционирования ТЭК в 2018 году. Доклад Министра энергетики Российской Федерации А.В. Новака [Электрон. ресурс] https://minenergo.gov.ru/press-center/presentations/doklad-aleksandra-novaka-ob-itogakh-raboty-toplivno-energeticheskogo-kompleksa-v-2018-godu-i-zadacha (дата обращения 06.03.2024).
5. О Программе развития угольной промышленности на период до 2035 года. Доклад Министра энергетики Российской Федерации А.В. Новака [Электрон. ресурс] https://minenergo.gov.ru/press-center/presentations/doklad-aleksandra-novaka-na-zasedanii-pravitelstva-rossiyskoy-federatsii-po-voprosu-o-programme-razv (дата обращения 06.03.2024).
6. Аунг Х.Н. Разработка методов повышения эффективности получения экологически чистого топлива на основе переработки твёрдого топлива для условий Мьянмы: дис. … канд. техн. наук. М.: НИУ «МЭИ», 2023.
7. Йе В.А. Исследование эффективности применения процессов энерготехнологической переработки твёрдого топлива для его дальнейшего использования на тепловых электрических станциях в условиях Мьянмы: дис. … канд. техн. наук. М.: НИУ «МЭИ», 2023.
8. Аунг К.М. Разработка технологии использования высокоминерализованных сточных вод энергетических объектов в процессе обогащения углей для условий Мьянмы: дис. … канд. техн. наук. М.: НИУ «МЭИ», 2024.
9. Авдохин В.М. Обогащение углей. Т. 1. М.: Горная книга, 2012.
10. Авдохин В.М. Основы обогащения полезных ископаемых. Т. 2. М.: Изд-во Московского гос. горного ун-та, 2006.
11. Ходаков Г.С. Водоугольные суспензии в энергетике // Теплоэнергетика. 2007. № 1. С. 35—45.
12. Долинский А.А., Халатов А.А. Водоугольное топливо: перспективы использования в теплоэнергетике и жилищно-коммунальном секторе // Промышленная теплотехника. 2007. Т. 29. № 5. С. 70—79.
13. Воробьев Н.И., Новик Д.М. Обогащение полезных ископаемых. Минск: Изд-во БГТУ, 2008.
14. Клейн М.С., Вахонина Т.Е. Технология обогащения углей. Кемерово: Изд-во КузГТУ, 2011.
15. Ощепков И.А., Евменова Г.Л. Натриевые соли низших карбоновых кислот – активизаторы гравитационного обогащения углей в водных тяжёлых средах // Вестник КГТУ им. А.Н.Туполева. 2009. № 4(74). С. 42—48.
16. Бураков И.А. Исследование возможности применения высокоминерализованных водных растворов природного и техногенного происхождения для обогащения энергетических углей // Использование твердых топлив для эффективного и экологически чистого производства электроэнергии и тепла: Сб. докл. VI Междунар. науч.-техн. конф. М.: ОАО «ВТИ», 2022. С. 195—206.
17. Бураков И.А., Бураков А.Ю., Никитина И.С., Аунг К.М. Применение сточных вод Na-катионитных фильтров для обогащения энергетических углей // Водоподготовка и водно-химические режимы ТЭС. Цели и задачи: Сб. докл. IX Междунар. науч.-техн. конф. М.: ОАО «ВТИ», 2022. С. 11—16.
18. Бураков И.А. и др. О преимуществах применения процессов обогащения с использованием высокоминерализованных водных растворов в системе ТЭС // Промышленная энергетика. 2023. № 2. С. 32—37.
19. Монгуш Г.Р., Сапелкина Т.В., Тасоол Л.Х. Изменение физико-химических свойств мелокодисперсного угля Каа-Хемского месторождения при обогащении в тяжёлых средах // Успехи современного естествознания. 2018. № 12. С. 14—19.
20. Бураков И.А. и др. Применение сточных вод Na-катионитных фильтров в процессах обогащения углей // Водоподготовка и водно-химические режимы ТЭС. Цели и задачи: Сб. докл. X Междунар. науч.-техн. конф. М.: ОАО «ВТИ», 2023. С. 7—13
---
Для цитирования: Колибаба О.Б., Козлова М.В., Гаряев А.Б. Современные тенденции в сфере обращения с твердыми коммунальными отходами: проблемы и перспективы. Обзор // Вестник МЭИ. 2024. № 5. С. 82—88. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-5-82-88
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Looney B. Statistical Review of World Energy. 70th Edition BP [Elektron. Resurs] https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2021-full-report.pdf (Data Obrashcheniya 18.09.2023).
2. Sostoyanie Syr'evoy Bazy Uglya Rossiyskoy Federatsii. Gosudarstvennyy Doklad o Sostoyanii i Ispol'zovanii Mineral'no-syr'evykh Resursov Rossiyskoy Federatsii v 2021 g. [Elektron. Resurs] https://gd2021.data-geo.ru/fuel/c (Data Obrashcheniya 18.09.2023). (in Russian).
3. Szhiganie Topliva na Krupnykh Ustanovkakh v Tselyakh Proizvodstva Energii. Informatsionno-tekhnicheskiy Spravochnik po Nailuchshim Dostupnym Tekhnologiyam. M.: Byuro NDT, 2016 — 2017. (in Russian).
4. Itogi Raboty Minenergo Rossii i Osnovnye Rezul'taty Funktsionirovaniya TEK v 2018 Godu. Doklad Ministra Energetiki Rossiyskoy Federatsii A.V. Novaka [Elektron. Resurs] https://minenergo.gov.ru/press-center/presentations/doklad-aleksandra-novaka-ob-itogakh-raboty-toplivno-energeticheskogo-kompleksa-v-2018-godu-i-zadacha (Data Obrashcheniya 06.03.2024). (in Russian).
5. O Programme Razvitiya Ugol'noy Promyshlennosti na Period do 2035 Goda. Doklad Ministra Energetiki Rossiyskoy Federatsii A.V. Novaka [Elektron. Resurs] https://minenergo.gov.ru/press-center/presentations/doklad-aleksandra-novaka-na-zasedanii-pravitelstva-rossiyskoy-federatsii-po-voprosu-o-programme-razv (Data Obrashcheniya 06.03.2024). (in Russian).
6. Aung Kh.N. Razrabotka Metodov Povysheniya Effektivnosti Polucheniya Ekologicheski Chistogo Topliva na Osnove Pererabotki Tverdogo Topliva dlya Usloviy M'yanmy: Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. M.: NIU «MEI», 2023. (in Russian).
7. Ye V.A. Issledovanie Effektivnosti Primeneniya Protsessov Energotekhnologicheskoy Pererabotki Tverdogo Topliva dlya Ego Dal'neyshego Ispol'zovaniya na Teplovykh Elektricheskikh Stantsiyakh v Usloviyakh M'yanmy: Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. M.: NIU «MEI», 2023. (in Russian).
8. Aung K.M. Razrabotka Tekhnologii Ispol'zovaniya Vysokomineralizovannykh Stochnykh Vod Energeticheskikh Ob'ektov v Protsesse Obogashcheniya Ugley dlya Usloviy M'yanmy: Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. M.: NIU «MEI», 2024. (in Russian).
9. Avdokhin V.M. Obogashchenie Ugley. T. 1. M.: Gornaya Kniga, 2012. (in Russian).
10. Avdokhin V.M. Osnovy Obogashcheniya Poleznykh Iskopaemykh. T. 2. M.: Izd-vo Moskovskogo Gos. Gornogo Un-ta, 2006. (in Russian).
11. Khodakov G.S. Vodougol'nye Suspenzii v Energetike. Teploenergetika. 2007;1:35—45. (in Russian).
12. Dolinskiy A.A., Khalatov A.A. Vodougol'noe Toplivo: Perspektivy Ispol'zovaniya v Teploenergetike i Zhilishchno-kommunal'nom Sektore. Promyshlennaya Teplotekhnika. 2007;29;5:70—79. (in Russian).
13. Vorob'ev N.I., Novik D.M. Obogashchenie Poleznykh Iskopaemykh. Minsk: Izd-vo BGTU, 2008. (in Russian).
14. Kleyn M.S., Vakhonina T.E. Tekhnologiya Obogashcheniya Ugley. Kemerovo: Izd-vo KuzGTU, 2011. (in Russian).
15. Oshchepkov I.A., Evmenova G.L. Natrievye Soli Nizshikh Karbonovykh Kislot — Aktivizatory Gravitatsionnogo Obogashcheniya Ugley v Vodnykh Tyazhelykh Sredakh. Vestnik KGTU im. A.N.Tupoleva. 2009;4(74):42—48. (in Russian).
16. Burakov I.A. Issledovanie Vozmozhnosti Primeneniya Vysokomineralizovannykh Vodnykh Rastvorov Prirodnogo i Tekhnogennogo Proiskhozhdeniya dlya Obogashcheniya Energeticheskikh Ugley. Ispol'zovanie Tverdykh Topliv dlya Effektivnogo i Ekologicheski Chistogo Proizvodstva Elektroenergii i Tepla: Sb. Dokl. VI Mezhdunar. Nauch.-tekhn. konf. M.: OAO «VTI», 2022:195—206. (in Russian).
17. Burakov I.A., Burakov A.Yu., Nikitina I.S., Aung K.M. Primenenie Stochnykh Vod Na-kationitnykh Fil'trov dlya Obogashcheniya Energeticheskikh Ugley. Vodopodgotovka i Vodno-khimicheskie Rezhimy TES. Tseli i Zadachi: Sb. Dokl. IX Mezhdunar. Nauch.-tekhn. konf. M.: OAO «VTI», 2022:11—16. (in Russian).
18. Burakov I.A. i dr. O Preimushchestvakh Primeneniya Protsessov Obogashcheniya s Ispol'zovaniem Vysokomineralizovannykh Vodnykh Rastvorov v Sisteme TES. Promyshlennaya Energetika. 2023;2:32—37. (in Russian).
19. Mongush G.R., Sapelkina T.V., Tasool L.Kh. Izmenenie Fiziko-khimicheskikh Svoystv Melokodispersnogo Uglya Kaa-Khemskogo Mestorozhdeniya pri Obogashchenii v Tyazhelykh Sredakh. Uspekhi Sovremennogo Estestvoznaniya. 2018;12:14—19. (in Russian).
20. Burakov I.A. i dr. Primenenie Stochnykh Vod Na-kationitnykh Fil'trov v Protsessakh Obogashcheniya Ugley. Vodopodgotovka i Vodno-khimicheskie Rezhimy TES. Tseli i Zadachi: Sb. dokl. X Mezhdunar. Nauch.-tekhn. Konf. M.: OAO «VTI», 2023:7—13. (in Russian)
---
For citation: Burakov I.A., Burakov A.Yu., Nikitina I.S., Moryganova Yu.A., Aung K.M. Efficiency of Auxiliary Washing in Coal Enrichment Using Single-phase Heavy Media. Bulletin of MPEI. 2024;5:82—88. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-5-82-88
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
Опубликован
2024-06-18
Раздел
Теоретическая и прикладная теплотехника (технические науки) (2.4.6)