Efficiency of Auxiliary Washing in Coal Enrichment Using Single-phase Heavy Media

Authors

  • 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]

DOI:

https://doi.org/10.24160/1993-6982-2024-5-82-88

Keywords:

energy facility, coal, washing, enrichment, heavy medium, highly mineralized water

Abstract

The article considers the possibility of improving the quality (reducing ash content and increasing the calorific value) of coal used as fuel for energy facilities operating on the territory of the Russian Federation. It is proposed to improve the quality of solid fuel through the use of gravitational enrichment processes based on heavy-medium separation with subsequent auxiliary washing. Natural underground sodium chloride brines, bischofite, and wastewater from Na-cation exchange filters are used as heavy media in the processes considered. The possibility of using water of various mineralization levels as washing water during the auxiliary washing process is assessed. The use of demineralized water after reverse osmosis plants, water from the water supply system of the National Research University Moscow Power Engineering Institute (NRU MPEI), water from surface sources (water of the Yauza River), wastewater from Na-cation exchange filters, and waste heavy medium from the working area of a trough-type gravity separator (spent natural underground sodium chloride brines, spent bischofite, and highly mineralized wastewater from Na-cation exchange filters) is considered. In the course of evaluating the effectiveness, experimental work was carried out with enriched coal based on modeling the auxiliary washing process. The ash content was determined in accordance with the relevant regulatory documents before and after auxiliary washing with the test medium. The possibility of using demineralized water from reverse osmosis plants, water from the water supply system of the NRU MPEI, water from surface sources (water of the Yauza River), and wastewater from Na-cation exchange filters as a washing medium in auxiliary washing processes has been confirmed. The results obtained can be applied both in the development of energy facilities and in the operation of enrichment plants and energy technology complexes.

Author Biographies

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

Ph.D. (Techn.), Assistant Professor of Theoretical Bases of Heat Engineering Named after Mikhail Vukalovich Dept., NRU MPEI, e-mail: BurakovIA@mpei.ru

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

Ph.D. (Geolog. and Mineral.), General Director of «AquaAnalitika» LLC, e-mail: andburakov@mail.ru

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

Assistant Professor of Theoretical Bases of Heat Engineering Named after Mikhail Vukalovich Dept., NRU MPEI, e-mail: NikitinaIS@mpei.ru

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

Ph.D. (Chem.), Assistant Professor of Theoretical Bases of Heat Engineering Named after Mikhail Vukalovich Dept., NRU MPEI, e-mail: MoryganovaYA@mpei.ru

Кьё Мьинт [Kye Myint] Аунг [Aung]

Ph.D.-student of Thermal Power Plants Dept., NRU MPEI, e-mail: kophyo2132@gmail.com

References

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

Published

2024-06-18

Issue

Section

Theoretical and Applied Heat Engineering (Technical Sciences) (2.4.6)