Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2017 номер 3

Обобщены результаты исследований, выполненных в Институте химии и химической технологии СО РАН с 1998 по 2014 гг., в области термокаталитических превращений бурых и сапропелитовых углей с получением газообразных и жидких топлив, связующих и углеродных материалов. Разработаны фундаментальные основы автотермических процессов окислительной карбонизации бурого угля в псевдоожиженном слое катализатора с получением полукокса и углеродных сорбентов, а также одновременного получения топливного газа и синтез-газа, основанных на синхронизации работы двух реакторов псевдоожиженного слоя - пиролизера и газификатора. Благодаря применению псевдоожиженного слоя частиц катализатора при окислительной карбонизации бурого угля удается совместить в одном аппарате процессы горения и термообработки угля. В качестве катализаторов используются шлаки металлургических производств, проявляющие при повышенных температурах каталитическую активность в реакциях окисления летучих веществ, выделяющихся из угля. Разработанный метод позволяет регулировать степень карбонизации угля и, соответственно, свойства получаемых углеродных продуктов за счет изменения расходных коэффициентов измельченного угля и воздуха, подаваемых в реактор. При этом изменяются глубина термообработки угля и такие характеристики получаемого углеродного продукта, как теплота сгорания, содержание летучих веществ, его химический состав и пористость. В режиме частичной газификации угля в псевдоожиженном слое катализатора газифицируется только наиболее реакционноспособная часть топлива и образуется пористый углеродный продукт, который может использоваться в качестве сорбента. Получение синтез-газа предложено осуществлять путем интеграции пиролизера и газификатора. Сырьем для паровой газификации служит полукокс, образующийся при карбонизации бурого угля в пиролизере. Поскольку из полукокса уже удалена большая часть летучих веществ, то его газификация не сопровождается выделением смолистых продуктов. Благодаря этому получаемый газ не требует дорогостоящей очистки от примесей при дальнейшем его использовании в процессах синтеза. Предложены новые методы получения жидких топлив и связующих для дорожного строительства, основанные на процессах гидрогенизации бурого угля и его смесей с нефтяными остатками и синтетическими полимерами в присутствии механохимически активированных железорудных катализаторов в среде водорододонорных растворителей. Продукты совместной переработки бурых углей, нефтяных остатков и отходов синтетических полимеров использованы для получения дорожных связующих, а на основе маслостойких каучуков и жидких угольных продуктов предложено получать модификаторы дорожных битумов. Осуществлен подбор оптимальных условий термической переработки сапропелитовых углей в реакторе псевдоожиженного слоя, обеспечивающих повышенный по сравнению с известными процессами полукоксования углей выход жидких продуктов. Последние в силу своего состава могут подвергаться переработке по стандартным технологиям нефтепереработки.