Открыть меню

Результаты инновационных исследований и работ АмурНЦ за последние 15 лет

В АмурНЦ и ИГиП ДВО РАН разработаны эффективные способы вовлечения бурых углей в промышленное освоение. Они предусматривают их комплексную углехимическую переработку — получение продуктов топливного и не топливного назначения. Результаты научных исследований можно рассматривать в качестве коммерческого предложения инвесторам.

В Приамурье твердые горючие ископаемые представлены каменными и бурыми углями, ресурсы которых оцениваются более чем 70 млрд. т. Из них 80 % — бурые угли, среди которых запасы низкокалорийных группы 1Б, составляют 2,3 млрд. т. Но они не пригодны без обогащения в качестве энергетического топлива, однако являются идеальным сырьем для углехимических технологий. Эти технологии могут быть реализованы в Амурской области иностранными инвесторами в существующих территориях опережающего развития (ТОРах). Наше предложение основывается на реально существующих планах у крупных международных компаний. На сегодняшний день известно, что проект с использованием углехимии планирует реализовать компания Ростех на Огоджинском месторождении каменного угля. Опыт строительства углехимических производств на базе месторождений бурого угля имеет Китай.

Одно из направлений исследований включает целый ряд последовательных энергосберегающих проектов от брикетирования до термической конверсии бурых углей. На основе исследований подготовлен проект освоения Сергеевского месторождения, который предусматривает строительство углехимического комбината по добыче и термохимической переработке 1 млн. т угля в год с получением топочного мазута, газа, бензина и угольных брикетов. Эти, и другие нижеприведенные данные, опубликованы в научно-технологическом сборнике статей «Инновационные и инвестиционные аспекты технологий комплексного использования минерально-сырьевых ресурсов Амурской области», подготовленном АмурНЦ и ИГиП ДВО РАН в 2012 г.

Из технологий получения продуктов не топливного назначения из бурых углей марки 1Б отмечу проект «Высокопроизводительная технология переработки бурых углей с получением модифицированного горного воска (монтан-воска) высокого качества». Технологическое решение заключается в раздельном извлечении воска из твердых и жидких модификаций угля. В результате модифицированный уголь обогащается высокомолекулярными компонентами, а извлекаемый из него воск с содержанием смолы не более 2,5 % не требует многостадийной технологии. Разработки выполнены на базе Сергеевского месторождения (Амурская область). Основной технической задачей совершенствования технологии производства восков являлось изобретение экономичного и эффективного метода, позволяющего удалять смолы, которые значительно снижают химико-технологические свойства целевого продукта.

Инновационным в проекте является осуществление предварительной модификации угля методом жидкофазного каталитического алкилирования алифатическими спиртами. Выделение данного процесса в отдельную стадию (по сравнению с одностадийным процессом, разработанным в Институте угля и углехимии СО РАН, г. Кемерово), позволяет добиться более четкого разделения реакционной смеси на отдельные фракции и извлекать из алкилированного угля сырой модифицированный воск с минимальным содержанием смол (не более 2,5%). Использование в новой технологии алифатических спиртов для осуществления предварительной модификации исходного бурого угля позволяет без применения высоких температур и давлений добиться существенного увеличения растворимости угля, выхода воска и улучшения его химико-технологических показателей. В результате уже на стадии извлечения сырого воска (первичного битума) получается высококачественный продукт, практически не содержащий смолистых веществ.

Таким образом, инновационность решения заключается в исключении трудоемкого многоступенчатого процесса обессмоливания из существующей промышленной технологии получения горного воска. Технологическое решение, заключается в раздельном извлечении воска из твердых и жидких продуктов модификации угля. Это способствует лучшему обессмоливанию целевого продукта за счет концентрации в жидких продуктах не только смолистых веществ, но и низкомолекулярных восковых фракций, ухудшающих физико-химические свойства целевого продукта. В результате модифицированный уголь обогащается высокомолекулярными компонентами, а извлекаемый из него обессмоленный воск приближается по химико-технологическим характеристикам к этерифицированным и рафинированным воскам, для производства которых применяют многостадийные технологии.

Кроме воска, экономическую ценность имеют другие продукты, извлекаемые из угля в процессе его обработки. Одновременно с модифицированным буроугольным (горным) воском можно получать до шести различных продуктов: смолы, гуматы, карбоновые кислоты, фталевый ангидрид и его эфиры и твердый остаток в качестве сырья для процессов ожижения, газификации, для получения недорогих адсорбентов, ионообменных материалов, а также для извлечения из него редких элементов. Изобретение защищено патентом. Проект входит в реестр инновационного Фонда «Сколково».

Для углей марки 2Б разработан проект «Создание технологического комплекса для извлечения благородных и цветных металлов при сжигании бурых и каменных углей в теплоагрегатах углеемкостью до 10 т/сутки». В бурых углях ряда месторождений Сибири (Канско-Ачинского бассейна), Приморья (Павловского), ЕАО (Ушумунского) и Амурской области в течение многолетних исследований установлены повышенные концентрации золота в пределах 0,5-5 г/т (среднее 1,3), серебра, платиноидов, цветных и других металлов. Извлечение золота традиционными способами невозможно, так как при сжигании оно уносится с дымовыми газами и золой в виде летучих соединений. Учеными АмурНЦ разработана технология улавливания его (вместе с другими металлами) при смешении дымов с промывным водным раствором в скоростном газопромывателе и накоплением их после очистки промывочной жидкости в конденсате. При сжигании 50 тонн золотосодержащих углей в час на одной ТЭЦ можно извлечь более 200 кг золота в течение года при содержании золота в исходном угле в среднем около 1 г/т. Разработка установок небольшой производительности позволит устанавливать их рядом с котельными, обеспечивающими энергией небольшие города и поселки, особенно в удаленных территориях. Кроме извлечения полезных металлов установка очищает дым от вредных и токсичных примесей, что значительно улучшит экологическую ситуацию в местных поселениях. Проект защищен патентами и включен в реестр инновационного Фонда «Сколково».

© 2017 Сайт Амурского научного центра ДВО РАН · Копирование материалов сайта без разрешения запрещено
Поддержка: ЦТиИТ, ИГиП ДВО РАН