Определение особенностей горения углей методами термогравиметрического анализа и ИК-спектроскопии
Автор: Монгуш Г. Р., Баранова М. П., Чульдум К. К.
Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Рубрика: Исследования. Проектирование. Опыт эксплуатации
Статья в выпуске: 3 т.15, 2022 года.
Бесплатный доступ
Определены особенности химического состава углей тувинских месторождений и установлены соответствующие возможности их энерготехнологической переработки. Методами ИК-спектроскопии установлено, что в образцах углей Ж1, Ж2, ГЖ количество ароматического углерода (индекс ароматичности AR 1) наиболее высокое, что влияет на воспламеняемость. Угли марок ГЖ и Ж2 имеют высокий показатель конденсированности (fc). Спекаемость образцов углей в ряду Ж1-ГЖ-Ж2-Д-Б закономерно уменьшается. Большей спекаемостью из тувинских месторождений обладают угли Межегейского и Каа-Хемского месторождений. В образцах углей Ж2, Б, Д наблюдаются «плечи» в области ≈ 1730 см-1, которые характерны для C=O валентных колебаний, что свидетельствует о некоторой природноокисленности данных углей и снижении их энергетической ценности. При окислении углей происходит разрушение ароматических структур с образованием низкомолекулярных углеводородов, что, в свою очередь, снижает температуру максимального разложения угля и низшую теплоту сгорания, но увеличивает температуру воспламеняемости топлива из- за кислородсодержащих соединений. Термогравиметрический анализ и дифференциальная сканирующая калориметрия показали, что из тувинских углей образец угля марки ГЖ имеет высокую активность в процессе горения (снижение конечной температуры выгорания и достаточно узкий температурный интервал горения). Угли Ж1, Ж2 менее реакционноспособны.Полученные результаты исследования образцов угля разной стадии метаморфизма говорят о том, что существует возможность управлять технологическим процессом пиролиза или газификации таких углей с учетом особенностей этих углей. Также следует учитывать химический состав и структуру тувинских углей при сжигании их слоевым способом в топках малого объема. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании оборудования для энерготехнологической переработки тувинских углей.
Уголь, стадии метаморфизма, спекаемость, характеристики горения
Короткий адрес: https://sciup.org/146282458
IDR: 146282458 | DOI: 10.17516/1999-494X-0401
Список литературы Определение особенностей горения углей методами термогравиметрического анализа и ИК-спектроскопии
- Лебедев Н.И. Угли Тувы: Состояние и перспективы освоения сырьевой базы. Кызыл: ТувИКОПР СО РАН, 2007. 180 c. [Lebedev N.I. Ugli Tuva: The state and prospects of the development of the raw material base. Kyzyl: TuvIKOPR SB RAS, 2007. 180 р. (in Russian)]
- Тас-оол Л.Х., Янчат Н.Н. Техногенное загрязнение воздушной атмосферы. Природные ресурсы, среда и общество, 2019, 3, 56-61 [Tas-ool L.Kh., Yanchat N. N. Technogenic pollution of the air atmosphere. Natural resources, Wednesday and society, 2019, 3, 56-61. (in Russian)]
- Куликова М.П. Котельников В.И. Перспективы использования и потенциал каменных углей Улуг-Хемского бассейна. Уголь, 2011, 11 (1028), 41-43 [Kulikova M.P. Kotelnikov V. I. Prospects of use and potential of coals of the Ulug-Hemsky pool. Coal, 2011, 11 (1028), 41-43 (in Russian)]
- Жуйков А.В., Матюшенко А.И., Кузнецов П.Н., Стебелева О.П., Самойло А.С. Термогравиметрический анализ горения каменных углей Республики Хакасия, сосновых опилок и их смесей. Журнал СФУ. Техника и технологии, 2021. 14(6), 611-622 [Zhuikov A. V., Matyushenko A. I., Kuznetsov P. N., Stebeleva O. P., Samoilo A. S. Thermogravimetric analysis of the gorenje of the Republic of Khakassia, pine sawdust and their mixtures. J. Sib. Fed. Univ. Eng. technol., 2021, 14(6), 611-622 (in Russian)]
- Юсупов Т.С., Шумская Л.Г., Бурдуков А.П. Логвиненко В.А. Реакционная способность углей различных стадий метаморфизма в процессах термоокислительной деструкции. Химия в интересах устойчивого развития, 2011, 19(4), 427-432 [Yusupov T.S., Shumskaya L.G., Bur-dukov of A.P. Logvinenko V.A. Reactionary ability of coals of various stages of a metamorphism in processes of thermooxidizing destruction. Chemistry in interests of a sustainable development, 2011, 19(4), 427-432 (in Russian)]
- Монгуш Г.Р. Исследование изменения технических показателей и химических свойств (методом ИК-спектрального анализа) угольных смесей тувинских месторождений. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований, 2019, 12, 157-162 [Mongush G.R. Research of change of technical indicators and chemical properties (method of the IK-spectral analysis) coal mixes of the Tuva fields. International magazine of applied and basic researches, 2019, 12, 157-162 (in Russian)]
- Федорова Н.И., Малышева В.Ю., Исмагилов З.Р. Ик-спектроскопия инертинитов каменных углей различных стадий метаморфизма. Вестник Кузбасского государственного университета, 2018, 3(127), 86-93 [Fedorova N. I., Malysheva V. Yu., Ismagilov Z.R. Ik spectroscopy инертинитов coals of various stages of a metamorphism. Vestnik of the Kuzbass state university, 2018, 3(127), 86-93 (in Russian)]
- Котельников В.И., Федянин В.Я., Баринов А.В., Рязанова Е. А. Экологически безопасные технологии получения угольного топлива. Ползуновский вестник, 2012, 3-1, 42-46. [Kotelnikov V. I., Fedyanin V. Ya., Barinov A .V., Ryazanova E.A. Ekologicheski safe technologies of receiving coal fuel. Polzunovsky vestnik, 2012, 3-1, 42-46 (in Russian)]
- Jingyu Jiang, Weihua Yang, Yuanping Cheng, Zhengdong Liu, Qiang Zhang. Molecular structure characterization of middle-high rank coal via XRD, Raman and FTIR spectroscopy. Implications for coalifcation. Fuel, 2019, 239, 559-572.
- Baranova M, Grishina I, Damdinov B and Gomboev R. Dispersed-colloidal fuel systems, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019, 704, 012015
- Гандандорж Ш. Извлечение меди и молибдена сорбентами на основе окисленных углей из хвостов флотации: на примере КОО «Предприятие Эрдэнэт». автореф. дис. ... канд. техн. наук. Иркутск, 2013. 18 с. [Gandandorzh. Copper and molybdenum extraction by sorbents on the basis of the oxidized coals from flotation tails: on the example of KOO "Enterprise of Erdenet". Cand.Tech.Sci. Irkutsk, 2013. 18 р. (in Russian)]
- Патраков Ю.Ф., Семенова С.А., Федорова Н.И. Влияние различных методов модификации бурого угля на изменение его химического состава и поведение при пиролизе. Вестник Кузбасского государственного технического университета, 2008, 1, 31-34 [Patrakov Yu.F., Semenova S. A., Fedorova N. I. Influence of various methods of modification of brown coal on change of its chemical composition and behavior at pyrolysis. Vestnik of the Kuzbass state technical university, 2008, 1, 31-34 (in Russian)]
