Экологические проблемы Кузнецкого угольного бассейна. Научные подходы и технологии для снижения загрязнений окружающей среды
З.Р. ИСМАГИЛОВ1,2, Н.В. ЖУРАВЛЕВА3, М.А. КЕРЖЕНЦЕВ1, С.А. ЯШНИК1, Е.В. МАТУС1, О.Ю. ПОДЪЯЧЕВА1, С.Р. ХАЙРУЛИН1, Н.В. ШИКИНА1, И.З. ИСМАГИЛОВ1, А.П. КОЗЛОВ2, В.Г. СМИРНОВ4
1Институт катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН, Новосибирск (Россия)
zinfer1@mail.ru
2Институт углехимии и химического материаловедения, Кемерово (Россия)
KozlovAP@iccms.sbras.ru
3АО Западно-Сибирский испытательный центр, Новокузнецк (Россия)
zhuravleva_nv@zsic.ru
4Кузбасский государственный технический университет им. Т. Ф. Горбачева, Кемерово (Россия)
smirnovvg@mail.ru
Ключевые слова: экология, мониторинг, уголь, токсичность, отходы, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), 2, 4, 6-тринитротолуол (ТНТ), каталитическое сжигание, блочные катализаторы, оксиды азота, гидраты метана, метан угольных пластов, ароматизация метана, углеродные нановолокна, углеродные сорбенты, ecology, monitoring, coal, toxicity, wastes, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), 2, 4, 6-trinitrotoluene (TNT), catalytic combustion, monolithic catalysts, nitrogen oxides, methane hydrates, coal seam methane, methane dehydroaromatization, carbon nanofibers, carbon sorbents
Страницы: 241-260
Аннотация
Обсуждаются два основных комплекса экологических проблем Кузнецкого угольного бассейна и пути их решения: 1) оценка текущего уровня загрязнений окружающей среды и его мониторинг; 2) разработка технологий для снижения загрязнений. Приведены обоснование и разработка методов, подходов и инструментов, обеспечивающих комплексное и системное определение загрязняющих веществ, оказывающих негативное влияние на окружающую природную среду при добыче и переработке углей. Детально изучено присутствие 2,4,6-тринитротолуола и его метаболитов в объектах окружающей среды. Современными аналитическими методами определено содержание полициклических ароматических углеводородов в углях широкого ряда метаморфизма. Изучен состав твердых отходов добычи и переработки углей, распределение в них валовых, подвижных и водорастворимых форм токсичных элементов и органических веществ. Рассмотрена проблема токсичных тонкодисперсных угольных материалов, образующихся при добыче, транспортировке, обогащении и переработке углей. Исследован состав загрязняющих газообразных веществ, поступающих в атмосферный воздух из угольных пластов. Для снижения загрязнений предложен ряд каталитических процессов. Например, сжигание топлив, в том числе низкосортных углей, в кипящем слое катализатора, в каталитических генераторах тепла для снижения выбросов токсичных оксидов азота и продуктов недожога; использование блочных катализаторов для нейтрализации выбросов оксидов азота из дымовых газов действующих топочных устройств. Приведены основные результаты исследований по широкому ряду химических реакций переработки метана угольных пластов в высокоценную товарную продукцию (дегидроароматизация, окислительная конденсация, автотермический риформинг, получение углеродных нановолокон и водорода). Кратко изложены механизм образования гидратов метана в угольных пластах и подходы к их утилизации. Представлен обзор работ по созданию и исследованию углеродных сорбентов непосредственно из углей Кузбасса для решения экологических проблем региона.
DOI: 10.15372/KhUR20180302 |
