Вісник НАН України. 2016. № 10. С. 43-50
https://doi.org/10.15407/visn2016.10.043
КРУТЬ Олександр Анатолійович —
доктор технічних наук, головний науковий співробітник Інституту вугільних енерготехнологій НАН України
БІЛЕЦЬКИЙ Володимир Стефанович —
доктор технічних наук, професор Полтавського національного технічного університету імені Юрія Кондратюка
ВУГІЛЬНІ ТЕХНОЛОГІЇ: ТЕОРІЯ І ПРАКТИКА СЕЛЕКТИВНОЇ МАСЛЯНОЇ АГРЕГАЦІЇ
У статті узагальнено вітчизняний і світовий досвід розроблення та освоєння процесу селективної масляної агрегації вугілля. Наведено теоретичні основи процесу та аналіз перспективних галузей його практичного застосування в промисловості. Зазначено, що теорія процесу агрегації вугілля та інших копалин потребує подальших досліджень, вказано на необхідність встановлення тісніших взаємозв’язків між різними науковими підходами для формування спільної наукової бази.
Ключові слова: селективна масляна агломерація, вугільні технології, енергетика.
Сьогодні у світі спостерігається підвищений інтерес учених до вугільних технологій, пов’язаних насамперед з проблемами перетворення вугілля на інші продукти. Особлива увага приділяється вивченню спеціальних процесів збагачення, зневоднення і облагороджування вугілля. Використання цих процесів відкриває нові можливості для перероблення низькоякісної сиро- вини в кондиційні екологічно чисті продукти. В останні десятиліття в цілому ряді країн (Німеччина, Канада, Індія, Японія, Росія, Австралія, Італія, Польща, Україна та ін.) розробляють і випробовують нові процеси селективної масляної агрегації (СМА) вугілля (грануляція, агломерація, флокуляція) [1—5]. Науковці і практики розглядають масляну агрегацію як високоефективний спосіб підготовки низькоякісного вугілля до коксування, спалювання, піролізу, зрідження, гідравлічного транспортування, а також як базовий процес адгезійного збагачення золота i алмазів. За прогнозними оцінками Світової енергетичної ради, передбачається, що в 2050 р. близько 50 % усього видобутого енергетичного вугілля зріджуватиметься з метою перероблення в рідкі палива. Крім того, експериментально було показано переваги застосування масляної агломерації в магістральних гідротранспортних системах енергетичного i особливо коксівного вугілля [1]. Є також позитивні результати щодо облагороджування солоного вугілля України в процесі його гідравлічного транспортування [6]. В Україні за період 1980—2000 рр. виконано низку науково-дослідних робіт, пов’язаних з прикладними i теоретичними аспектами процесу масляної агрегації вугілля. Дослідження виконувалися в Донецькому національному технічному університеті, Інституті фізико- органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка НАН України, УкрНДІгідровугілля, у Національному технічному університеті «Харківський політехнічний інститут», Інституті біоколоїдної хімії ім. Ф.Д. Овчаренка НАН України, а також на вуглезбагачувальних фабриках Донбасу. Результатом цих досліджень стало створення теоретичних основ процесу масляної агрегації вугілля та вітчизняного варіанту технології, апробованої в промисловості [1, 5]. Разом з тим, розвиток нафтогазових геотехнологій інтенсифікації видобутку флюїдів, які дозволили не лише істотно збільшити коефіцієнт вилучення запасів традиційними способами, а й відкрили можливості видобування сланцевого газу і нафти, а також технологій видобування і переробки нафтонасичених пісків, «важкої» бітумінозної нафти, роботи в галузі метанових гідратів, великі поклади яких виявлено в донних відкладах морів і океанів, — усе це певною мірою знизило інтерес до вугілля як довготривалої паливно-енергетичної і хімічної сировинної бази енергетики й промисловості. Сьогодні бракує системних узагальнюючих праць, які б показали наявні досягнення, проблеми і перспективи новітніх спеціальних методів переробки вугілля, зокрема, це стосується процесу селективної масляної агрегації. Селективна масляна агрегація вугілля поєднує сукупність процесів структурування тонкої полідисперсної вугільної фази у водному середовищі з використанням масляних реагентів. В основі процесів селективної масляної агрегації вугілля лежить механізм адгезійної взаємодії олеофільної вугільної поверхні з маслами, в результаті якого досягається її селективне змочування і агрегатування переважно в турбулентному потоці води. Гідрофільні частинки, не змочувані маслом, до складу агрегатів не входять, що дає змогу виділяти їх у вигляді породної суспензії, тверду фазу якої виділяють як відходи.