Исследование термического разложения и качества обогащения угля месторождения Могоин-гол в Монголии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Основной целью настоящего исследования является изучение термической стабильности и механизма термического разложения угля Могоин-гол, возможности ожижения пиролизом и термолизом, а также возможности обогащения тяжелыми жидкостями для снижения минеральности угля и улучшения его свойств. С этой целью могоин-гольский уголь охарактеризован при помощи экспрессивного, предельного анализа и термогравиметрии, исследовано его термическое разложение (термолиз и пиролиз). Термогравиметрический анализ проводили на японском приборе HITACHI TG/DTA7300, изучение пиролиза осуществляли при различных температурах нагрева (200–700 °С) с постоянной скоростью нагрева 20 °С/мин в течение 80 мин. На основании результатов экспресс- и элементного анализа установлено, что могоин-гольский уголь относится к высокосортным коксующимся углям. Пиролиз могоин-гольского угля изучался в печи СНОЛ при различных температурах нагрева и получен из продуктов пиролиза, таких как твердый остаток, гудрон, пиролитическая вода и газ. При пиролизе выход пиролизной смолы (6.28%) был самым высоким при температуре 700 °С. Опыт термического разложения (термолиз) проводили в автоклаве закрытого типа при температуре 350–450 °С с использованием растворителя-донора водорода (тетралина) при различном массовом соотношении угля и растворителя (1:1,75; 1:1,5). В эксперименте по термолизу выход жидкого продукта максимален при соотношении уголь–растворитель 1:1,5 при температуре 450 °С.

Об авторах

Д. Батхишиг

Институт химии и химической технологии Монгольской академии наук

Email: batkhishigee@gmail.com

Э. Шагжав

Институт химии и химической технологии Монгольской академии наук

Email: eshagjjav19@gmail.com

С. Батбилег

Институт химии и химической технологии Монгольской академии наук

Email: bilegsanjaa@gmail.com

А. Анхтуя

Институт химии и химической технологии Монгольской академии наук

Email: ankhtuya36@gmail.com

Б. Пуревсурен

Институт химии и химической технологии Монгольской академии наук

Email: bpurevsuren.icct@gmail.com

Список литературы

  1. Fetisova O. Yu., Kuznetsov P. N., Purevsuren B., Avid B. A kinetic study of the stepwise thermal decomposition of various coals from Mongolia. Solid Fuel Chemistry. 2021;55(1):1-7. https://doi.org/10.3103/S0361521921010031.
  2. Widayat, Satriadi H., Wibawa L. P., Hanif G. F., Qomaruddin M. Oil and gas characteristics of coal with pyrolysis process. AIP Conference Proceedings. 2022;2453(1):020077. https://doi.org/10.1063/5.0094759.
  3. Gu S., Xu Z., Ren Y., Tu Y., Sun M., Liu X. An approach for upgrading lignite to improve slurryability: blending with direct coal liquefaction residue under microwave-assisted pyrolysis. Energy. 2021;222:120012. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120012.
  4. Gabriel G. F., Jheyeaaseelan J. S., Kumaraguru D., Osman K., Hamzah N. H. Pyrolytic key indicators of burnt porcine tissue in the presence of petrol under outdoor conditions. Malaysian Journal of Analytical Sciences. 2019;23(2):274-289. https://doi.org/10.17576/mjas-2019-2302-12.
  5. Deng J., Li Q.-W., Xiao Y., Shu C.-M., Zhang Y.-N. Predictive models for thermal diffusivity and specific heat capacity of coals in Huainan mining area, China. Thermochimica Acta. 2017;656:101-111. https://doi.org/10.1016/j.tca.2017.09.005.
  6. Gross M. Closing the carbon cycle. Current Biology. 2014;24(13) : R583-R585. https://doi.org/10.1016/j.cub.2014.06.051.
  7. Morgan T. J., Kandiyoti R. Pyrolysis of coals and biomass: analysis of thermal breakdown and its products. Chemical Reviews. 2014;114(3):1547-1607. https://doi.org/10.1021/cr400194p.
  8. Jianfang J., Wang Q., Yingyu W., Weicjeng T. GC/MS analysis of coal tar composition produced from coal pyrolysis. Bulletin of the Chemical Society of Ethiopia. 2007;21(2):229-240. https://doi.org/10.4314/bcse.v21i2.21202.
  9. Liu F.-J., Fan M., Wei X.-Y., Zong Z.-M. Application of mass spectrometry in the characterization of chemicals in coal-derived liquids. Mass Spectrometry Reviews. 2017;36(4):543-579. https://doi.org/10.1002/mas.21504.
  10. Vasireddy S., Morreale B., Cugini A., Song C., Spivey J. J. Clean liquid fuels from direct coal liquefaction: chemistry, catalysis, technological status and challenges. Energy & Environmental Science. 2011;4(2):311-345. https://doi.org/10.1039/C0EE00097C.
  11. Chen Z., Wu Y., Huang S., Wu S., Gao J. Coking behavior and mechanism of direct coal liquefaction residue in coking of coal blending. Fuel. 2020;280:118488. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.118488.
  12. Zhang L., Wei J., Wang J., Bai Y., Song X., Su W., et al. Deep insight into the ash fusibility and viscosity fluctuation behavior during co-gasification of coal and indirect coal liquefaction residue. Fuel. 2021;305:121620. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121620.
  13. Song Y., Lei S., Li J., Yin N., Zhou J., Lan X. In situ FT-IR analysis of coke formation mechanism during Co-pyrolysis of low-rank coal and direct coal liquefaction residue. Renewable Energy. 2021;179:2048-2062. https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.08.030.
  14. Shen Q., Wu H. Rapid pyrolysis of biochar prepared from slow and fast pyrolysis: the effects of particle residence time on char properties. Proceedings of the Combustion Institute. 2022. https://doi.org/10.1016/j.proci.2022.07.119.
  15. Lanzerstorfer C. Pre-processing of coal combustion fly ash by classification for enrichment of rare earth elements. Energy Reports. 2018;4:660-663. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2018.10.010.
  16. Xian Y., Tao Y., Ma F., Zhou Y. The study of enhanced gravity concentrator for maceral enrichment of low-rank coal with heavy medium. International Journal of Coal Preparation and Utilization. 2021:1-17. https://doi.org/1080/19392699.2021.2000403.
  17. Erdogdu A. E., Polat R., Ozbay G. Pyrolysis of goat manure to produce bio-oil. Engineering Science and Technology, an International Journal. 2019;22(2):452-457. https://doi.org/10.1016/j.jestch.2018.11.002.
  18. Salas-Peregrin M., Carrasco-Marin F., Lopez-Garzon F., Moreno-Castilla C. Additions and corrections — adsorption of CO 2 on activated carbons from diluted ambient environments. Energy & Fuels. 1995;9(2):390. https://doi.org/10.1021/ef00050a601.
  19. Mianowski A., Radko T. Thermokinetic analysis of coal pyrolysis process. Journal of Thermal Analysis Calorim. 1995;43:247-259. https://doi.org/10.1007/BF02635992.
  20. Li Q.-W., Xiao Y., Wang C.-P., Deng J., Shu C.-M. Thermokinetic characteristics of coal spontaneous combustion based on thermogravimetric analysis. Fuel. 2019;250:235-244. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.04.003.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».