zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



ЭКОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ И ХРАНЕНИЯ УГЛЕЙ ДОНБАССА

 

Шакир Ш.М., Сафин В.А., Бутузовa Л.Ф.

Украина, г. Донецк,

Донецкий национальный технический университет

 

Уголь является основным источником для производства электроэнергии и кокса на Украине. С каждым годом энергетика и металлургия вынуждены потреблять ископаемые угли с все большим серосодержанием. Проблема безопасного для экологии использования таких углей является весьма актуальной для Украины в целом и для Донбасса в частности. Экологические стандарты Украины на данный момент нормируют лишь ограниченный перечень загрязнителей в отличие от Евросоюза. В работе показано, что высокосернистые угли при хранении и переработке, выделяют в окружающую среду меньше, по сравнению с малосернистыми, полициклических ароматических углеводородов, которые являются канцерогенными веществами.

 

В настоящее время законодательство Европейского союза устанавливает предельно допустимые концентрации оксидов серы, азота и углерода, указывает допустимые концентрации выбросов органических соединений. Особый упор при этом делается на так называемые полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и их соединения. Это обусловлено целым рядом актуальных причин, главной из которых является их высокая канцерогенная активность. ПАУ могут попадать в воду и почву, поглощаться растениями, животными, рыбой и проникать в организм человека [1].

Экологическое законодательство Украины не только не устанавливает предельно допустимые концентрации полициклические ароматических углеводородов, но даже не обязывает промышленные предприятия контролировать содержание таких веществ в отходах производства. В выпускаемой химической продукции содержание ПАУ контролируется только в экспортном сегменте по инициативе самих производителей, поскольку без таких показателей качества доступ украинской продукции, например смолы коксования, на рынки Европы закрыт.

Ежегодно на коксохимических заводах Украины образуется огромное количество таких отходов, как: фенолсодержащие сточные воды (30-40 % df), выбросы в атмосферу (0.7-0.8 % df), отходы химического крыла (0.10-0.15 % df). Количество загрязняющих выбросов, особенно оксидов NOx и SOx, значительно возросло в последние годы в связи с активным использования низкокачественных углей. Из литературных данных известно, что технологии на основе твердых горючих ископаемых являются основными источниками выбросов ПАУ в экосистемы [1, 2].

В рамках данной работы проводилось сравнительное исследование углей, отличающихся по содержанию серы, и продуктов их переработки с целью их оценки как потенциального источника загрязняющих выбросов.

Объектами исследования являлись экстракты углей, а также продукты полукоксования, полученные на их основе. Технический и элементный анализ исходных углей проводили по стандартным методикам (ГОСТ 9414.3-93, ГОСТ 12113-94, ГОСТ 27314-91, ГОСТ 11022-95, ГОСТ 8606-92, ГОСТ 6382-91).

Известно, что ископаемый уголь имеет хорошо развитую поровую структуру посредством которой он адсорбирует органические молекулы. Последние, при благоприятных условиях, могут десорбироваться из угольного вещества и попадать в окружающую среду [2, 3]. Большая часть запасов технологических углей на электростанциях и коксохимических заводах хранится на открытых угольных складах, поэтому, учитывая воздействие климатических факторов, десорбируемые вещества могут беспрепятственно попадать в водный и воздушный бассейны Украины. Для изучения такого пути загрязнения окружающей среды использовали экстракцию углей.

Угли экстрагировали дихлорметаном. При использовании такого растворителя экстракция носит неразрушающий характер. В экстракт попадают только адсорбированные органической массой угля вещества. Экстракцию проводили при температуре 75 °С и повышенном давлении для интенсификации процесса. Смесью гексана и дихлорметана (80:1) осаждали асфальтены из экстракта и отделяли их методом центрифугирования. Оставшиеся нейтральные соединения (нейтральное масло) анализировали с помощью газо-хромато-масс-спектроскопии (г.х.-м.с.).

Полукоксование осуществляли по стандартной методике (ГОСТ 3168-93). Анализировали газообразные продукты (газ полукоксования) и жидкие (смола полукоксования), поскольку именно эти продукты в основном отвечают за экологическую нагрузку на окружающую среду.

Жидкие продукты разделяли методом экстракции, вещества растворимые в гексане – с помощью жидкостной хроматографии. Полученное нейтральное масло анализировали с помощью г.х.-м.с. Полукоксовый газ анализировали абсорбционным методом на аппарате ВТИ [4].

Угли для исследования отбирались от близлежащих пластов одной шахты, расстояние между которыми в стратиграфическом разрезе составляло менее 100 м. Это позволило исключить влияние марки угля на результаты исследований [5]. Для исследования выбрали угли марки Ж, как один из обязательных компонентов шихты для коксования. Основные характеристики углей представлены в таблице 1.

 

Таблица1. Характеристика исследуемых углей, мас. %

Уголь, пласт

Марка

Wa

 

Ad

 

Vdaf

 

Cdaf

 

Hdaf

 

Std

 

Sodaf

 

1

Засядько, l4

Ж

1.4

2.6

31.6

87.8

5.16

1.09

0.84

2

Гагарина, m3

1.2

3.7

28.7

87.4

5.06

0.70

0.61

1’

Засядько, k8

0.8

2.7

31.7

87.3

5.23

2.81

1.65

2

Гагарина, m04

0.8

12.2

35.6

83.6

4.88

3.75

1.29

 

Как видно из табл. 1, сернистые угли, в сравнении с изометаморфными малосернистыми углями, отличаются повышенным содержанием водорода, большим выходом летучих веществ и повышенной зольностью.

Выход экстракта из углей, колеблется в пределах 1.88 – 2.94 мг/г Cdaf, причем сернистые угли давали большее количество растворимых продуктов. Рисунок 1 показывает содержание основных классов органических соединений, найденных в дихлорметановом экстракте.

 

Рисунок 1. Состав нейтрального масла, полученного из дихлорметановых экстрактов углей, мас. %.

 

Газо-хромато-масс-спектрометрический анализ экстрактов выявил существенные количественные различия в составе компонентов, извлеченных из сернистых и малосернистых изометаморфных углей. Во-первых, в количестве кислород- и серосодержащих соединений, во-вторых, в содержании полициклических ароматических углеводородов. В экстрактах сернистых углей содержание гетероциклических соединений (дибензотиофена и дибензофурана) значительно выше по сравнению с углями с невысоким содержанием серы. В случае с ПАУ наоборот: повышенным количеством отличаются малосернистые угли.

Состав полученного полукоксового газа отображен в табл. 2. Основным компонентом газа полукоксования углей марки Ж является метан.

 

Таблица 2. Состав полукоксового газа, мл/г Сdaf

Шахта, пласт

H2S

CO2

CmHn

CO

H2

CH4

1

Гагарина, m3

1,0

3,0

3,3

3,9

39,3

81,4

2

Засядько, l4

2,0

15,5

3,2

6,5

46,0

59,5

1’

Гагарина, m04

11,2

1,1

7,7

9,8

69,6

134,9

2’

Засядько, k8

19,8

3,9

5,6

6,5

55,4

106,4

 

Газ, выделяющийся из углей пластов m04 и k8, содержит приблизительно в 10 раз больше водорода и сероводорода в сравнении с газом, полученным из остальных углей марки Ж.. Это означает, что термическая переработка таких углей продуцирует большее количество серосодержащих газов, загрязняющих воздушный бассейн.

 

Рисунок 2. Состав нейтрального масла, полученного из смол полукоксования исследуемых углей, мас. %.

 

 

Выход нейтрального масла из полукоксовой смолы составляет от 22,7 до 43,3 мг/г Cdaf. Малосернистые угли при полукоксовании выделяют большее количество нейтральных соединений по сравнению с изометаморфными сернистыми образцами. Сравнительное исследование состава нейтральной фракции, выделенной из полукоксовой смолы, показано на рис. 2. Из рисунка следует, что количество и распределение различных соединений тесно связано с сернистостью исходного угля. Нейтральная фракция, полученная из сернистых углей, содержит большее количество алифатических и гетероциклических (дибензофураны и дибензотиофены) соединений, но меньше ароматических углеводородов с четырьмя (ПАУ) и тремя конденсированными бензольными кольцами.

Представленные в работе данные показывают, что как сернистые, так и угли с относительно невысоким серосодержанием, продуцируют вещества вредные для окружающей среду (в частности соединения серы и полициклические ароматические углеводороды). Хранение и использование сернистых углей ведет к большей эмиссии сероводорода и дибензотиофенов по сравнению с изометаморфными малосернистыми углями. Наибольшая разница в продуктах переработки наблюдалась в выделении Н2S при полукоксовании. Это, однако, не является на сегодняшний день значимой проблемой потому, что существует не менее 80 опробованных технологических процессов очистки газов от соединений серы. Другая ситуация складывается в случае ПАУ. Таких веществ выделяется больше при хранении (в 1,3 раза) и переработки (в 2 раза, если учитывать выход полукоксовой смолы) малосернистых углей. Причем методов очистки промышленных отходов и технологических выбросов, направленных именно на удаление полициклических ароматических углеводородов, к сожалению, не существует.

Исследования, описанные в данной работе, охватывают только угли средней стадии метаморфизма. Учитывая ограниченность объектов исследования, вопрос эмиссии ПАУ в окружающую среду нуждается в дальнейших комплексных изысканиях. Этому бы способствовало принятие соответствующих законов, которые бы ограничивали выбросы полициклических ароматических углеводородов в экосистемы Украины.

 

Литература

1.      A.M. Mastra, M.S. Callen. A review on Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH) emissions from energy generation // Environmental Science&Technology. – 2000. – Vol. 34, 15. – P. 3051-3057.

2.      M.S. Callén, M.T. de la Cruz, S. Marinov, R. Murillo, M. Stefanova, A.M. Mastral. Flue gas cleaning in power stations by using electron beam technology. Influence on PAH emissions // Fuel Processing Technology. 2007. – Vol. 88, № 12. – P. 251-258.

3.      J. Jacob, G. Raab, V.J. Soballa, A. Luch, G. Grimmer,H. Greim, J. Doehmer, H.G. Morrison. Polycyclic Aromatic Components // Applied Pyrolysis. – 1999. – Vol. 16. – P. 337 – 351.

4.      Л.Д. Глузман. И. Эдельман. Контроль коксохимического производства – М.: Металлургиздат, 1946. – 455 с.

5.      D.W. Van Krevele. Coal. Typology – Chemistry – Physics – Constitution – Amsterdam: Elsevier Sci. Publ., 1981. – 514 p.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info