Введение к работе
Актуальность работы. Проблемы охраны окружающей среды становятся все более актуальными и находятся в поле постоянного внимания международного сообщества В соответствии с принципами Конференции ООН по окружающей среде и развитию, состоявшейся в июне 1992 г в Рио-де-Жанейро, разработана и Указом Президента России утверждена Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию К наиболее важным направлениям научных исследований для обеспечения неотложных мер по оздоровлению окружающей среды относится разработка экологически безопасных и эффективных ресурсосберегающих технологий в переработке ископаемого минерального сырья В переработке углей - это экологически чистое водоугольное топливо (ВУТ) для получения тепла и электроэнергии, технологическая переработка угольных суспензий, газификация, а также различные методы подготовки сырья (термоподготовка, избирательное дробление, брикетирование) для повышения экологической безопасности традиционных и новых способов переработки Экономическая целесообразность и экологическая безопасность (количество и состав отходов) таких процессов определяются в значительной мере качественньши характеристиками угольного сырья. К таким характеристикам относятся химико-технологические параметры углей и их морфология (пористость, трещиноватость, вещественная неоднородность, текстура и др) Морфологические характеристики углей в отличие от химико-технологических не регламентированы классификационными параметрами и практически не используются на стадиях разведки и добычи углей для прогноза экологических показателей их переработки, в частности, энергетического сжигания углей В связи с этим разработка метода оценки морфологии углей для повышения экологической безопасности их использования в энергетических целях является актуальной
Цель работы состоит в оценке влияния морфологии угольного сырья на экологическую безопасность его использования как энергетического топлива
Идея работы заключается в развитии существующих представлений о генезисе и структуре органического вещества углей и включении их в общий комплекс оценки свойств углей как сырья для экологически чистых ресурсосберегающих технологий
Научные положения, разработанные лично автором, и их новизна
1 Для оценки экологической безопасности и рационального использования угольного сырья на стадиях разведки и добычи углей разработан метод
,-х
оценки морфологии углей на основе определения их генетического типа Установлено влияние генотипа углей на их вещественный состав, физико-механические, сорбционные и реакционные свойства, которые в свою очередь определяют количество и состав отходов энергетического сжигания углей. Разработан алгоритм параметризации изображений микроструктуры углей и обработки информации методом фликкер-шумовой спектроскопии
-
Впервые установлено влияние генотипа углей на их гранулометрический состав в водоугольном топливе Полученные закономерности позволили разработать метод оценки углей как сырья для получения водоугольных то-шгав
-
Установлено, что угли I и II генотипов предпочтительны для получения стабильных, высокореакционных водоугольных топлив Топливо на основе этих углей характеризуется высокой реакционной способностью при сжигании, что обеспечивает увеличение степени полезного использования углерода и снижение количества угольной пыли и «термических» оксидов азота в продуктах сгорания
4 Особенности морфологии и структуры углей разных генотипов позволяют скорректировать режимы предварительной термоподготовки углей для сохранения их энергетического потенциала и повышения экологической безопасности при сжигании
Обоснованность и достоверность научных положений подтверждаются: представительностью проб исследованных углей разных месторождений, использованием для анализа стандартных и апробированных методик, сходимостью, воспроизводимостью и положительной апробацией полученных результатов
Практическое значение
-
Разработана «Методика определения дисперсности водоугольных топлив», позволяющая контролировать процесс получения топлив на всех технологических стадиях
-
Обоснован метод оценки морфологии углей на стадиях их разведки и разработки
-
Разработаны рекомендации по термоподготовке углей разных генотипов для повышения экологической безопасности их энергетического сжигания
Научное значение работы
Научное значение работы заключается в интегрировании представлений о генезисе и структуре органического вещества углей в общий комплекс оценки свойств углей как сырья для экологически чистых ресурсосберегающих технологий Полученные в работе результаты позволяют прогнозироваїь экологические риски при использовании углей как энергетического топлива для сокращения негативного экологического воздействия на окружающую среду и минимизации ресурсных и энергетических затрат
Реализация выводов и рекомендаций работы
Полученные результаты позволили определить требования к качеству угольного сырья для реализации эффективной технологии производства и сжигания ВУТ на ОАО «Ковдорский ГОК» Мероприятия по термоподготовке углей позволяют уменьшить выбросы оксидов азота и серы при сжигании углей и увеличить степень полезного использования углерода Внедрение в технологический контроль получения ВУТ методики оценки дисперсности позволило подобрать оптимальный режим подготовки сырья и условий приготовления суспензии композиционного топлива Апробация работы
Результаты работы докладывались на российских и международных конференциях («Неделя горняка - 2005», «Pittsburg Coal Conference - 2006» USA, «Неделя горняка - 2007», «Coal Science and Technology - 2007» UK)
Публикации
По результатам диссертации опубликовано 7 научных работ, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, двух приложений, списка литературы из 88 источников, содержит 17 таблиц и 23 рисунка
