Вступ до спеціальності конспект лекцій для студентів 1 курсу напряму підготовки 6.050301 «Гірництво»

Можна спалювати вугілля прямо під землею, вловлювати з свердловин горючі гази і вже їх використовувати як паливо. Такий спосіб застосовний і для підземної газифікації іншого важливого пального копалини - сланцю. 

Багато кольорових й рідких металів, наприклад мідь, уран, видобувають гідрохімічними способом. Їх руди під землею розчиняють кислотами, лугами. Багатий розчин відкачують, витягають із нього найчистіший метал. 

Деякі бактерії прискорюють процес вилуговування і здатні накопичувати нікель, залізо, ванадій, сірку і інші елементи.  Їх використовують при так званому бактеріальному вилуговуванні. У слабкі розчинники додають «бактерії-рудокопи». Розчинення руд йде в декілька разів швидше. 

 

2. Збагачення місцевих комунально-побутових палив.  Буровугільні та торфобрикетні заводи України

Особливістю торфу як об’єкту збагачення є те, що корисний (суха речовина) і баластні компоненти (вода та повітря) не просто мають значні відмінності у властивостях, а відносяться до різних фаз: відповідно до твердої, рідкої та газоподібної.  Коли ми розглядаємо торф як паливо, неможливо уникнути згадки й про четвертий компонент, який входить до складу твердої фази.  Це зола торфу.  Надто зазолені торфові родовища просто не включаються до категорії балансових запасів торфу і не підлягають розробці.  Всі процеси вилучення з торфу двох баластних компонентів, води й повітря, можна розділити на три великі групи:

•ті, що здійснюються у торфовому покладі;

•ті, що здійснюються в процесі екскавації;

•ті, що здійснюються у видобутому торфі.

Відведення води з території торфового родовища дозволяє суттєво понизити вологість покладу, нерідко - на десятки відсотків.  Торфовий поклад, віддаючи воду, втрачає й своєрідну "опору", зумовлену Архімедовими силами.  Скелет покладу за цих умов не в змозі витримати масу торфу і починає деформуватися.  Відбувається так звана осадка торфового покладу, зменшуються пористість і вологість торфу, зростає механічна міцність пласта і його несуча здатність.

Осушення торфовищ являє собою окремий комплекс знань, що містить в собі відомості про порядок розрахунків всіх елементів осушувальної мережі та про ті кількісні зміни, які відбуваються в торфових покладах в процесі і в результаті осушення.

Польове сушіння видобутого торфу призводить до суттєвого зниження його вологості.  Оскільки сушіння відбувається під впливом природних чинників, видалення води відбувається без значних енерговитрат з боку виробника.  

Штучне термічне сушіння дозволяє видалити з торфу чи не найбільшу кількість води.  Це здійснюється на торфобрикетних заводах у спеціальних сушарках. Висушений до вологості не більше 20 % фрезерний торф пресується у брикети, які використовуються як комунально-побутове паливо. 

Найбільш ефективно в Україні працюють торфобрикетні заводи Сойне, Маневичиторф і Смигаторф.

Буре вугілля також піддається брикетуванню. Найбільш розвинене буровугільнобрикетне виробництво в м. Олександрії Кіровоградської обл..

 

3. Газифікація низькосортних органічних палив

Газифікація палив, перетворення твердого або рідкого палива на горючі гази шляхом неповного окислення повітрям (киснем, водяною парою) при високій температурі. При цьому отримують головним чином горючі продукти (окис вуглецю і водень).

Газифікувати можна будь-яке паливо: копалини вугілля, торф, мазут, кокс, деревину тощо.  Газифікацію палив. проводять у газогенераторах; одержані гази називаються генераторними. Їх застосовують як паливо у металургійних, керамічних, скловарних печах, у побутових газових приладах, двигунах внутрішнього згоряння та ін Крім того, вони служать сировиною для виробництва водню, аміаку, метанолу, штучного рідкого палива та ін..

Потрібно пам’ятати, що генераторний газ значно (майже учетверо) поступається за калорійністю природному газу. Коефіцієнт переходу енергії з твердого палива у газ близько 0,7.  Однак у багатьох випадках газифікація ефективніша за спалювання низькосортних палив.

Запитання для самоперевірки:

1.Що таке збагачення корисної копалини?

2.Що таке концентрат?

3.Назвіть декілька методів збагачення і їх сутність.

4.Яка особливість збагачення торфу як палива?

5.Назвіть переваги і недоліки газифікації палив.

 

 

Питання, що розглядаються:

1.Відповідність палив конструкціям топкових пристроїв.  

2.Транспортабельність палив.  Реальна вартість 1 МДж енергії, що міститься в паливі, з урахуванням витрат на перевезення. 

3.Вплив виду і вантажопідйомності транспортного засобу на реальну вартість палива для споживача.

 

1. Відповідність палив конструкціям топкових пристроїв.  

Усі топкові пристрої розраховані на роботу з газоподібним чи твердим паливом. Більше того, навіть твердопаливні топки відрізняються за конструкцією і вимагають різних характеристик палив.  Наприклад, топки котлів електростанцій (Трипільська ТЕС), цементних заводів (ЗАТ «Івано-Франківськцемент»), що призначені для роботи на кам’яному вугіллі, не можуть працювати з додаванням фрезерного торфу вологістю вище 20 %, в той час, як електростанції компанії «Фортум» (Фінляндія) працюють на торфі вологістю до 55%.  Це саме стосується топок побутових споживачів: першим кроком реалізації палива має бути оцінка його придатності вимогам споживача.

 

2.Транспортабельність палив.  Реальна вартість 1 МДж енергії, що міститься в паливі, з урахуванням витрат на перевезення

Поняття транспортабельності палив має декілька аспектів: фізичну витривалість палив (приміром, кусковий торф може подрібнитись, фрезерний – намокнути), безпеку транспорту, економічність перевезень тощо.  Кожний з цих факторів потрібно брати до уваги при виборі палива.

Автором виконані розрахунки ціни 1 ГДж нижчої теплоти згорання