Теоретическое обоснование и разработка рациональных технологий обогащения угольных топлив на основе энергетического подхода тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.13, доктор технических наук Линёв, Борис Иванович

• Линёв, Борис Иванович
• доктор технических наук
• 2003

Оглавление диссертации доктор технических наук Линёв, Борис Иванович

ВВЕДЕНИЕ щ 1 ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ УГЛЕЙ

2.1 Определение энергетической ценности угольного топлива.

2.2 Обоснование и выбор характеристик и свойств энергетических углей, отражающих технологическую и теплотехническую ценность углей.

2.3 Характеристика энергетических углей по марочному составу

2.4 Структура распределения энергетических углей основных угольных бассейнов РФ по маркам.

3. ХАРАКТЕРИСТИКИ И СВОЙСТВА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УГЛЕЙ ОСНОВНЫХ УГОЛЬНЫХ БАССЕЙНОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ.

3.1 Характеристика природных и технологических показателей исследуемых углей.

3.1.1 Анализ статистических характеристик физических свойств углей.

3.1.2 Анализ статистических характеристик технологических свойств углей.

3.1.3 Анализ статистических характеристик химического состава.

3.1.4 Анализ статистических характеристик энергетических свойств углей.

3.2 Качественная характеристика энергетических углей основных угольных бассейнов РФ.

3.2.1 Корреляционный анализ взаимосвязи энергетических характеристик углей.

4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОГНОЗА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УГЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОЦЕДУР МНОГОМЕРНОГО НЕЛИНЕЙНОГО РЕГРЕССИОННОГО АНАЛИЗА.:.

4.1 Разработка модели для прогноза низшей теплоты сгорания на . рабочее состояние топлива энергетических углей.

4.2 Разработка модели для прогноза теплоты сгорания сухого беззольного состояния топлива энергетических углей.

4.2.1. Моделирование связи отражательной способности угля с его физико-технологическими свойствами и химическим составом.

4.3 Разработка моделей для прогноза энергетических характеристик углей конкретных марок.

4.3.1 Разработка моделей для прогноза низшей теплоты , сгорания на рабочее состояние углей конкретных марок.

4.3.1.1 Модель для прогноза низшей теплоты сгорания на рабочее состояние топлива углей марки Д.

4.3.1.2 Модель для прогноза низшей теплоты сгорания на рабочее состояние топлива углей марки СС.

4.3.1.3 Модель для прогноза низшей теплоты сгорания на рабочее состояние топлива углей марки Ж.

4.3.1.4 Модель для прогноза низшей теплоты сгорания на рабочее состояние топлива углей марки К.

4.3.2 Разработка моделей для прогноза теплоты сгорания на сухое беззольное состояние топлива углей конкретных марок

4.3.2.1 Модель для прогноза теплоты сгорания сухого беззольного топлива углей марки Д.

4.3.2.2 Модель для прогноза теплоты сгорания сухого беззольного топлива углей марки СС.

4.3.2.3 Модель для прогноза теплоты сгорания сухого беззольного топлива углей марки Ж.

4.3.2.4 Модель для прогноза теплоты сгорания сухого беззольного топлива углей марки К.

5. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ОБОГАТИМОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

•Ь УГЛЕЙ.

5.1 Анализ статистических характеристик критериев Т обогатимости углей.

5.2 Корреляционный анализ взаимосвязи критериев обогатимости углей с выходом и зольностью фракции по плотности.

5.3 Классификация углей по категориям сложности облагораживания.

5.4 Исследование влияния выхода и зольности фракций плотности разделения менее 1500 на показатель предельной обогатимости углей.

5.5 Предельная обогатимость энергетических углей различных марок

6. ЭКВИВАЛЕНТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ ЭНЕРЕГЕТИЧЕСКИХ УГЛЕЙ.

6.1 Исследование связи критериев обогатимости углей с эквивалентом их энергетической ценности.

6.2 Взаимосвязь критериев обогатимости углей с их энергетическими характеристиками.

6.3 Эквивалент энергетической ценности угля.

6.4 Классификация углей по эквиваленту энергетической ценности Эц.

6.5 Оценка обогатимости энергетических углей по энергосодержанию продуктов.

7. ИССЛЕДОВАНИЕ И СОЗДАНИЕ ПРОГРЕССИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ И ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЕЙ В ТОПЛИВО ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ.

7.1 Общие принципы и основные положения обогащения энергетических углей.

7.1.1 Утилизация бурых углей.

7.1.2. Утилизация энергетических каменных углей и антрацитов.

7.2 Разработка способа определения теоретического баланса продуктов обогащения и теплоты сгорания углей.

7.3 Методология исследования и расчета данных для разработки вариантов технологических схем обогащения с учетом энергосодержания продуктов.

7.4 Проектно-компоновочные решения и технологические схемы обогащения энергетических углей.

7.4.1 Технологии переработки энергетических углей, имеющих сбыт в виде сырья валовой добычи.

7.4.2 Технологии переработки энергетических углей, не имеющих сбыта в сыром виде.

7.4.2.1.Технологии переработки с выделением необогащенного отсева.

7.4.2.2. Технологии обогащения с переработкой всех классов крупности.

7.4.3. Технологии глубокого обогащения с целью производства топлива для прогрессивной экологически чистой энергетики.

7.5. Шлакующие и загрязняющие свойства углей

8. РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ ОСНОВ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБОГАЩЕНИЯ НОВОГО УРОВНЯ.

8.1 Основные предпосылки формирования новых технологий обогащения энергетических углей.

8.2 Практическая реализация элементов высокоэффективных технологий обогащения энергетических углей.

8.3 Приоритетные направления и технические решения создания прогрессивных технологий обогащения энергетических углей

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теоретическое обоснование и разработка рациональных технологий обогащения угольных топлив на основе энергетического подхода»

Концепция энергетической политики России в качестве стратегической задачи развития ТЭК предусматривает повышение эффективности производства электрической энергии на базе органических энергоносителей, причем, основной эффект ожидается получать не за счет наращивания их добычи, а путем внедрения высокоточных технологий их сжигания, способных сместить сложившиеся сырьевые приоритеты.

Очевидная перспективность угля определяется как его количеством, так и достаточно широким и относительно равномерным распределением по всей территории России. Необходимость в интересах обеспечения стабильности и независимости экономики России от иностранных источников энергополучения заставляет обратить особое внимание на разработку принципиально новой высокоэффективной системы углепользования, которая как это теперь уже видно должна строиться на получении и использовании высококачественных угольных продуктов. Исходя из этого, просматривается четкая зависимость между угледобывающими предприятиями, перерабатывающими уголь и его использующими системами, объединенная на каждом этапе требованием максимального обеспечения высокого качества угля. Поскольку упущения в качестве на любом этапе сопряжено с негативным, часто невосполнимым за счет других, ущербом для углепользователя.

В связи с этим возникает потребность в разработке новых подходов, позволяющих объективно оценивать угольную продукцию и технологию ее производства с позиций ее конечных потребительских свойств, которыми для энергетических углей является прежде всего его энергонасыщенность. Таким' образом, появляется возможность оценить с позиций потребления угольную залежь, способ ее разработки, результативность обогащения и эффективность использования.

В данной диссертационной работе такой подход реализован для теоретического обоснования и разработки рациональных технологий обогащения углей, используемых для энергетических целей.

Работа выполнялась в соответствии с заданиями государственных научно-технических программ «Экологически чистая энергетика» и «Недра России».

Основной целью работы является теоретическое обоснование и разработка методологии комплексной классификации энергетических углей по их обогатимости и энергетической ценности, отражающей механизм изменения энергетического состояния углей в процессах переработки и обогащения угольных смесей, и на ее основе - создание прогрессивных технологий переработки и обогащения углей в топливо для эффективной энергетики.

Основная идея работы заключается в установлении закономерностей влияния на обогатимость и энергетическую ценность совокупности физических, технологических свойств и химического состава горючей массы энергетических углей, разработка комплексного критерия их энергетической ценности, позволяющего ранжировать энергетические угли по обогатимости и энергетической ценности и определять глубину их обогащения; с использованием «энергетических кривых обогатимости» обосновывать ^ технологии обогащения углей и их переработки в энергонасыщенное топливо.

Задачи исследований:

- разработать новый энергетический подход к оценке обогатимости углей, отражающий механизм изменения энергетического состояния углей в процессах переработки и разделения угольных смесей;

- исследовать применимость энергетических критериев оценки углей к описанию характеристик топлив, определяющих обогатимость;

- изучить степень и форму связи показателей энергетической ценности топлив с основными физическими, технологическими свойствами и химическим составом горючей массы энергетических углей;.

- классифицировать угли по основным энергетическим показателям и обогатимости, позволяющим осуществить их ранжирование по энергетической ценности;

- предложить новый подход к формированию технологических схем для групп углей, однородных по энергетической обогатимости;

- разработать концепцию рационального обогащения и использования энергетических углей;

- обосновать прогрессивные технологии переработки рядовых углей в обогащенное топливо для эффективной угольной энергетики;

- определить прогрессивные направления внедрения технологий и их аппаратурного оформления с целью модернизации системы углепользования России.

Методы исследований. Многообразие и синергизм факторов, характеризующих энергетическую ценность и обогатимость углей в условиях отсутствия возможности использования каких-либо детерминированных закономерностей, описывающих всю совокупность физико-технологических свойств и состава угля, обусловили применение в работе методов системного анализа, математической статистики, а также анализа и обобщения результатов лабораторных и промышленных испытаний технологий обогащения и сжигания энергетических углей.

При разработке показателей энергетической обогатимости использовался классический набор методов гранулометрического, фракционного и калориметрического анализов углей и продуктов обогащения.

На защиту выносятся следующие основные научные положения, разработанные лично автором:

1. Соответствие гистограмм распределения определяющих характеристик углей двум видам теоретических функций распределения: распределение значений физических и технологических свойств — логарифмически-нормальному, а характеристик химического состава горной массы, в основном, распределению Вейбулла.

2. Методология получения универсальных для всех марок энергетических углей, уравнений, позволяющих рассчитывать основную квалификационную QsdafH потребительскую Qjr, энергетические характеристики углей по известным значениям их физико-технологических свойств и характеристик: плотности, показателю отражательной способности витринита, зольности, влажности и содержанию углерода в горючей массе угля.

3. Способ выбора и обоснование точечных показателей обогатимости энергетических углей, совокупность которых однозначно характеризует их предельную обогатимость. Классификация по этой группе критериев Т всех энергетических углей на три категории обогатимости — благоприятную, сложную и особо сложную.

4. Обобщенный критерий «эквивалент энергетической ценности» рабочего топлива, позволяющий оценивать энергетический уголь в совокупности, как по обогатимости, так и по энергетичности.

5. «Энергетические кривые обогатимости», позволяющие рассчитывать теоретический баланс распределения энергосодержания исходного угля по продуктам обогащения.

6. Энергетический подход к разработке рациональных технологий обогащения углей различной категории сложности.

7. Принципиальные технологические схемы, аппаратурное оформление и индикаторы плотности разделения продуктов для различных типов углей.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Впервые установлено соответствие экспериментальных распределений значений физических и технологических свойств углей логарифмически нормальному закону распределения, а основных характеристик химического состава горючей массы — распределению Вейбулла. Полученные численные значения параметров каждого из распределений позволяют теоретически предсказать вероятность соответствия углей конкретных шахтопластов действующих или вовлекаемых в переработку новых угольных месторождений углям с определенным набором их свойств.

2. Получены новые модели, позволяющие рассчитывать основные -квалификационную Qsdaf и потребительскую Q;r энергетические характеристики углей, универсальные для всех марок энергетических углей.

3. Разработана новая классификация энергетических углей по предельной обогатимости.

4. Теоретически обоснован новый комплексный критерий «Эквивалент энергетической ценности» рабочего топлива, позволяющий совокупно оценить как их обогатимость, так и энергетическую ценность, и теоретически обосновать необходимость обогащения разных по энергетической ценности углей по самостоятельным технологическим схемам обогащения.

5. Впервые предложены «Энергетические кривые обогатимости», позволяющие рассчитывать теоретический баланс распределения энергосодержания исходного угля по продуктам обогащения и плотность разделения по теплоте сгорания, приведенной на рабочее состояние.

Научное значение работы заключается в: научном обосновании технологических решений по обогащению энергетических углей, внедрение которых вносит значительный вклад в стратегию развития топливно-энергетического комплекса России;

- разработке новой методологии исследования и оценки обогащения энергетических углей по основной потребительской характеристике -энергосодержанию продуктов переработки;

- получении нового аналитического продукта в виде моделей, позволяющих прогнозировать значения теплот сгорания на сухое беззольное и рабочее состояния топлива по плотности угля, показателю отражения витринита, зольности, влажности и содержанию углерода в горючей массе;

- разработке и статистическом обосновании нового показателя - «эквивалента энергетической ценности», однозначно характеризующего энергетическую составляющую и обогатимость угля;

- разработке и обосновании новой классификации всего многообразия энергетических углей России по их предельной обогатимости с выделением трех групп: благоприятных по обогатимости, сложных и особо сложных;

- разработке и обосновании нового графоаналитического метода оценки результатов обогащения энергетических углей по кривым разделения: плотность - энергосодержание;

- разработке концепции глубокого обогащения энергетических углей.

Практическое значение работы:

- разработан метод исследования и расчета теоретического баланса продуктов обогащения энергетических углей по энергосодержанию фракций различной плотности разделения;

- на основании анализа сырьевой базы энергетических углей установлены группы углей различных марок, которые могут быть использованы либо как топливо в энергетике в виде усредненного сырья валовой добычи, либо малоэффективные в энергетике без обогащения. Для углей, подлежащих обогащению, обоснованы технологические схемы и компоновочные решения, обеспечивающие наиболее высокую результативность обогащения;

- разработаны рекомендации по параметрам технологий обогащения и оборудованию для реализации прогрессивных технологий глубокого обогащения сложных и особо сложных по энергетической обогатимости углей;

- разработана методика исследований и обработки результатов экспериментов и представления данных для выбора и обоснования технологии обогащения энергетических углей различных стадий метаморфизма;

- разработаны научно-методические положения по выбору и обоснованию рациональных технологий обогащения угольных топлив на основе энергетического подхода.

Результаты исследований и практические рекомендации работы используются при подготовке горных инженеров-технологов по специальности «Обогащение полезных ископаемых».

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- корректным использованием апробированных методов исследования системный анализ, математическая статистика) качественных характеристик энергетических углей;

- представительным объемом статистически обработанных экспериментальных данных, полученных при исследовании 86 различных угольных шахтопластов, разрезов и шахт;

- удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований влияния совокупности физических, физико-химических и технологических факторов энергетических углей на их энергетическую ценность (относительная погрешность до 10%); совпадением результатов статистической обработки расчетных данных с данными практики.

Реализация результатов работы. Основные положения работы использованы: при разработке эталонов ТЭО строительства предприятий по добыче и обогащению угля, утвержденных Минтопэнерго РФ; в проектах реконструкции углеобогатительных фабрик Кузнецкого и Ростовского угольных бассейнов; при конструировании и организации серийного производства функционального оборудования для переработки и обогащения энергетического угля.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на: II международной летней школе "Менеджмент в области экологически чистых угольных технологий" (г.Москва, МГУИЭ, 1997г.); Ученом Совете ННЦ ГП-ИГД им.А.А.Скочинского (г.Люберцы, 1998г.); III международной конференции "Горное оборудование, переработка минерального сырья, новые технологии, экология" (г.С.-Петербург, СПГГИ, 1998г.); XIII международном конгрессе по обогащению углей (г.Брисбен, Австралия, 1998г.); VII международном симпозиуме по переработке минерального сырья (Турция, Стамбул, 1998г.); международной научной конференции, посвященной 275-летию РАН (г.Звенигород, 1999г.); Плаксинских чтениях "Проблемы комплексной переработки минерального сырья и охраны окружающей среды"(г.Петрозаводск, 1998г.); Всемирном конгрессе по экологии в горном деле (г.Люберцы, ННЦГП-ИГД им. А.А.Скочинского, 1999г.); Всероссийской деловой встрече "Уголь в энергетической стратегии Российской федерации (г.Москва, МГГУ,1999г.); Неделе горняка (г.Москва, МГГУ, 2000, 2002, 2003гг.); конференции "0богащение-2000", посвященной 80-летию "Института Механобр" и кафедры ОПИ СПГТИ (г.С.-Петербург, 2000г.); Плаксинских юбилейных чтениях "Развитие идей И.Н.Плаксина в области обогащения полезных ископаемых и гидрометаллургии (г.Москва, 2000г.);международной конференции "Химия угля на рубеже тысячелетий" (г.Клязьма, 2000г.); расширенном НТС АО "Свердловскэнерго (г.Екатеринбург, 2000г.); XIV международном конгрессе по обогащению углей (ЮАР, Йоханнесбург, 2002г.); международной конференции, посвященной 75-летию ИГД им.А.А.Скочинского и 50-летию ИОТТ "Проблемы ускорения научно-технического прогресса в отраслях горного производства" (г.Люберцы, 2002г.); Ученом Совете ИОТТ (г.Люберцы, 2003 г.), заседании кафедры ОПИ МГГУ (г.Москва, 2003 г.)

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 39 печатных работ в периодических научных и научно-технических изданиях

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, девяти глав, заключения, содержит 66 рис., 101 таблицу, список литературы из 183 наименований и одно приложение.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному консультанту доктору технических наук, профессору, заслуженному деятелю науки РФ Дебердееву И.Х. за советы и консультации при подготовке диссертационной работы, а также коллегам по работе за помощь, оказанную при выполнении отдельных разделов диссертации, и, в частности, предложенной в работе методологии моделирования исследований взаимосвязей свойств и энергетических характеристик углей: к.т.н. Муклаковой А.Н., к.т.н. Давыдову М.В., инж. Благовой Г.И., инж. Самойловой Е.К., инж. Аникеевой Т.Н.

1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

Энергетическая стратегия России на период до 2020 года предусматривает наращивание добычи энергоносителей для обеспечения ежегодного прироста ВВП в объеме 5-5,5%. При этом закладывается прогрессирующий рост добычи и использования угля.

Ожидается, что к 2020 г производство угольного топлива по сравнению с 1999 г увеличится почти в два раза и достигнет 439 млн. т. [4,5].

Совершенно очевидно, что в условиях рыночной системы хозяйствования успешная реализация этой весьма важной задачи будет зависеть от экономической эффективности использования угольного топлива в производстве угольного киловатта.

В настоящее время угольная энергетика проигрывает в конкурентоспособности другим органическим энергоносителям, что является не только следствием неудовлетворительной ценовой политики и необоснованными тарифами на перевозку, но и низкой результативностью генерирования энергии на ТЭС, работающих по устаревшим технологиям на низкосортном угле валовой добычи [2,3].

Механическое наращивание добычи рядовых углей не в состоянии принципиально изменить рыночную конъюнктуру в пользу угля даже при корректировке цен на нефтегазовое топливо и некоторой нормализации тарифов, из-за чрезмерных затрат на транспортировку балластных примесей и нейтрализацию отрицательных последствий сжигания низкосортных топлив на окружающую среду.

Острейший дефицит инвестиций и инерционный характер развития угольных ТЭС препятствует быстрому переходу угольной энергетики на новую более эффективную структуру топливного баланса. Поэтому, ожидается, что по крайней мере до 2005 г, заметных изменений в конструкциях существующих ТЭС не произойдет [4,16].

В этих условиях качество углей способно решить многие экономические проблемы, так как топливная составляющая в себестоимости угольного киловатта весьма высока и достигает 80-90% (чем хуже топливо - тем выше). В ней скрыты весомые резервы экономии затрат, состоящие в снижении удельного расхода топлива, объемов перевозок, подготовке углей к сжиганию, расходов на экологию.

Угли России, применяемые в настоящее время для энергетических целей в промышленности и быту, существенно различаются по составу и качественным характеристикам, определяющим энергетическую, экологическую и экономическую эффективность их использования.

Зольность угольного топлива колеблется от 8,7% до 51,7%, влажность от 8,1 до 50,2%, теплота сгорания на рабочую массу от 7,95 до 25,12 МДж/кг.

Более 24% от общего объема энергетических углей потребляемых в настоящее время имеют зольность свыше 40%, теплоту сгорания ниже 12,56 МДж/кг - около 19%; 7 млн. т топлива отличаются содержанием серы свыше 3%. При существующих подходах, на перспективу не следует ожидать улучшения качества угля, так как основной прирост добычи энергетических углей планируется обеспечивать путем разработки месторождений углей более низких рангов открытым способом.

Углепользование России ориентировано на производство и потребление в промышленной энергетике угля-сырца, так называемого рядового угля [1, 124].

На рис. 1.1 показана фактическая структурная схема формирования товарной продукции угольной отрасли в 2000 г., которая в принципе не меняется уже много лет.

Как видно из 253,9 млн. т добытых углей 133,9 млн. т (52,7%) направляется прямо из карьера потребителю, в том числе весь бурый уголь.

В качестве топлива ТЭС используется также 40,7 млн. т промежуточных продуктов, характеризуемых высокой зольностью, неконтролируемостью свойств и по составу худших, чем исходный рядовой уголь.

Структура производства угольной продукции за 2000/1996 г.г. (в млн. т.)

ДОБЫЧА

253,9/242,7

КОКСУЮЩИЕСЯ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ

59,9/48,0

194,0/194,7

Каменный

Бурый

Рис. 1.1.

Добыто 253,9 млн.т в т.ч.: коксовый концентрат — 39,6; сортовое энергетическое топливо (быт и спец. нужды) — 19,7; топливо ТЭС - 174,7; отходы — 19,9.

Таким образом, 174,6 млн. т или 69,8% добычи (для примера в 1996 году это было 60,9%) формируется относительно произвольно и не подвергается облагораживанию. Следовательно, все энергетическое топливо ТЭС России формируется по остаточному принципу, не обогащается и не готовится применительно к требованиям потребителя.

Из части энергетических углей подвергшейся переработке выделено сортовое топливо, которое используется для экспорта, коммунально-бытовых нужд, АПК, металлургического производства и стройиндустрии.

В таблице 1.1 приведены данные по угольным ресурсам экономически развитых стран, среди которых США и Япония имеют угольную энергетику конкурентоспособную с нефтяной и газовой. Как видно для этого энергосодержание топлива в среднем должно достигать 26,9 МДж/кг -30,3 МДж/кг, допуская отклонения в Японии в интервале 25,1-35,5 МДж/кг и США от 22,4 до 31,4 МДЖ/кг.

Таблица 1.1

Топливные энергетические ресурсы

Доля Добыча, Энергетическая Калорийный

Страна в балансе млн. т ценность, эквивалент топлив, % МДж/кг

РОССИЯ

1990 20,7 396,0 19,00 0,648

1995 18,3 267,5 18,5 0,631 2000 - 253,9 18,45 0,630

2010* - 320 18,3 0,625

2020* - 360,2 18,3 0,625

США 55,9 - 26,9 0,918

ГЕРМАНИЯ 55,1 - 27,7 0,945

ЯПОНИЯ 20,0 - 30,3 1,034

АВСТРАЛИЯ 88,0 - 24,0 0,819

КНР 59,0 - 19,7 0,672

ПОЛЬША

1995 91,0 134,4 24,9 0,850

2000 - 131,6 25,9 0,884

Для России длительный период оставалась, и все еще остается не решенной проблема: нужно ли уголь, поступающий на ТЭС обогащать? Если да, то до какой степени.

Существует два подхода. Согласно первому, обогащение угля неэкономично, поскольку современные котлы ТЭС могут использовать уголь с любым показателем качества, поэтому обогащение топлива не представляет собой необходимую стадию его переработки до сжигания на ТЭС.

Согласно второму - целесообразность обогащения оправдывается увеличением эффективности производства угольного кВт на ТЭС и зависит от многих конкретных факторов: зольности и сернистости, издержек на транспорт топлива и углеподготовку, нормативов охраны окружающей среды, производительности и готовности котлов и т.п.[120].

В общем виде ущерб от ухудшения качества энергетических углей поясняет схема на рис. 1.2. Считается, что поставка некачественных углей компенсируется скидкой с прейскурантной цены. При установлении прейскурантных цен по действующей методике должны приниматься во внимание затраты на хранение топлива, его подготовку и подачу; затраты на сжигание - включая расходы на повышенный износ оборудования, расходы по удалению, улавливанию и складированию продуктов сжигания; изменение удельных расходов топлива в натуральном выражении на единицу отпущенной энергии; уменьшение выработки энергии при ухудшении качества топлива в связи с падением производительности котлов; увеличение расхода энергии на собственные нужды (размол топлива, дутье, золоудаление, улавливание и нейтрализацию окислов и т.п.), затраты на обеспечение ПДВ.

В общем виде каждый процент золы низкосортного топлива это: потеря мощности на 0,1-0,15 КПД, необходимость в дополнительном топливе 0,5 г/кВт-ч тонны условного топлива, остановка дополнительно на 60 часов в год из-за ремонта оборудования, установка дополнительного оборудования (капитальные затраты), возрастание на 0,13% расхода электроэнергии на собственные нужды; увеличение на 0,6-1,5% расхода мазута на единицу сжигаемого топлива. Все это ложится тяжелым бременем на себестоимость производства киловатт-часа энергии, снижает конкурентоспособность "угольного киловатта". Поэтому энергетика не может мириться с такими убытками. Эти убытки могут быть исключены при обогащении угля.

Повышение качества топлива улучшает экономику угольной энергетики даже в случаях сжигания высококалорийных углей.

Факторы, влияющие на эффективность использования энергетических углей

Рис. 1.2.

Установлено, что в России недовыработка электроэнергии на ТЭС из-за плохого угля могла бы покрыть все расходы на обогащение даже без учета выигрыша от экологии [2].

Перевозка угля высокой зольности потребовала затрат электроэнергии около 2,0 млрд.кВт-ч, из них около 600 млн. кВт-ч на перевозку породы. Таким образом, только снижение зольности углей до 15-16% позволит высвободить 600-700 тысяч вагонов и получить экономию электроэнергии - около 300 млн. кВт-ч. Фактически экономия электроэнергии будет больше, т.к. уменьшение зольности приведет к росту теплоты сгорания топлива ориентировочно на 2,5-2,9 МДж/кг (600-700 ккал/кг) и, следовательно, к уменьшению потребности электростанций в угле примерно на 15%. К указанным величинам экономии следует добавить снижение расхода электроэнергии на пылеприготовление примерно на 1,3-1,5 млрд. кВт-ч в год. Таким образом, энергопотребление отрасли уменьшится почти на 2 млрд. кВт.

Кризис угольной энергетики частично возник в связи с неспособностью угольной промышленности производить топливо эффективное для генерирования тепловой и электрической энергии на современном технико-экономическом уровне, конкурентоспособное с другими энергоносителями по энергонасыщенности, удельному содержанию экологически неблагоприятных элементов и цене.

Во всем мире признано, что в сыром виде рядовой уголь не представляет собой товарный продукт. Производство электроэнергии на рядовом угле не эффективно из-за чрезмерных затрат ТЭС на собственные нужды и расходов на обеспечение требуемых ПДВ эмиссий.

Многочисленными исследованиями убедительно доказано преимущество использования обогащенных углей в энергетике. По данным исследований в США на экологически чистой ТЭЦ предельно допустимые выбросы загрязняющих веществ (ПДВ) могут обеспечиваться тремя способами: либо путем полной очистки эмиссий ТЭЦ, сжигающей рядовые угли по специальным технологиям, либо за счет использования глубокого обогащения или полного химического удаления из топлива загрязняющей неорганической части (рис. 1.3).

Эффективность u-vvi □ м

СП О СП СП О СП cd cm о

Очистка эмиссий Доля добавso2 частиц ления цены на 1 квт/ч

90 >90 > 100

60 90 17,1

90 95 97,1

Рис. 1.3. Экологически чистая электростанция

При сжигании угля в рядовом виде (рис. 1.3 А) дополнительные затраты на добавленную технологию очистки (строительные и эксплуатационные расходы) при расчете на единицу производимой энергии оказываются самыми высоким. Даже по технологии полного химического извлечения из топлива породы (метод «Гравимелт») (рис. 1.3 .В) они ниже, чем при сжигании необогащенного топлива. Технология глубокого обогащения энергетических углей с флотацией является наиболее предпочтительной, (рис. 1.3 Б) т.к. в этом случае увеличение затрат на квт/час произведенной энергии оказывается в 5 раз меньше, чем при сжигании рядовых углей на ТЭЦ с очисткой эмиссий.

Переключение электрических станций на обогащенный уголь позволяет решать не только экологические проблемы, но и положительно сказывается на эксплуатационных характеристиках станций, что хорошо видно на рис. 1.4 [ 164].

Переход на обогащенное топливо в 1982 г. привел к росту эффективности станции по мощности и готовности.

Год

Рис. 1.4

Уменьшение содержания шлаков в топливе позволило увеличить к.п.д. станции. По данным исследовательского института электрической энергии США (EPRY) увеличение эффективности ТЭС в связи с использованием обогащенного угля вместо рядового приводит к весьма положительным результатам по многим показателям (таблица 1.2) [164].

Таблица 1.2

Совершенствование работы котлов от применения обогащенного топлива показатель прирост,%

Мощность котлов 4-6

Коэффициент полезного действия (к.п.д.) 0,14-0,78

Эффективность котлов 0,15-0,60

Отвалы золо-шлаковые 18-33

Эрозия пылевых горелок 14-40

Эрозия конвекционных труб 40-70

Аналогичные данные получены другими исследователями. В среднем эффективность котла повышается на 1% на каждые 10% снижения золы [177].

Отмечается значительное снижение расходования электрической энергии на собственные нужды: на измельчение топлива, гидравлическое удаление шлаков, установку очистки дымовых газов и т.п.

Наши исследования по замещению на рефтинской ГРЭС проектного топлива рядовых углей зольностью Ad=41,7% марки СС Экибастузского разреза на угли аналогичной марки менее зольные рядовые (Ad=17,2%) и обогащенные (Ad=7,8%) показали, что при выработке одинакового количества электроэнергии 15617,82 млн. кВт-ч (фактически за 1999 г) возможная годовая экономия от замены на рядовые Кузнецкие угли Бачатского разреза с содержанием золы ниже на 24,5% и обогащенные — с Ad ниже на 33,9% составит на 476,3 и 583,6 млн. руб., соответственно, в условиях 2002 г.

Основной источник повышения эффективности связан с сокращением объемов поступающего топлива (табл. 1.3).

Как показали промышленные испытания для осуществления такой замены технология сжигания может быть реконструирована с небольшими затратами [54].

Таблица 1.3

Характеристика топливных затрат в условиях ГРЭС Рефтинская (2000г)

Показатели Поставки с разрезов

Экибастузкий рядовой Бачатский рядовой обогащенный

Марка углей ССР СССШ ССО

Зольность, % 41,7 17,2 7,8

Сернистость, % 0,7 0,3 0,3

Энергосодержание, МДж/кг 16,19 24,75 28,66

Потребность в угле, тыс. тнт 8980,0 5950,8 5100,2

Топливные затраты на производство электроэнергии \ млн. руб./год 2649,5 2173,2 2065,9 в т.ч. стоимость угля и мазута 2634,1 2168,9 2064,3 плата за выбросы шлака и золы 15,4 4,3 1,6

Экономия от замены топлива, - 476,3 583,6 млн. руб./год

Включают стоимость топлива и затраты на его доставку

Использование обогащенного угля вместо рядового позволяет потребителю топлива повысить эффективность сжигания угля, уменьшить выбросы продуктов загрязнения окружающей среды [6,122,125,126] и получить определенную экономическую эффективность. В то же время потребитель должен заплатить за обогащенное угольное топливо по увеличенной цене.

Очевидно, что только в условии того, когда общая экономическая эффективность использования обогащенного угля высока у потребителя, имеется мотив использования качественного топлива.

В этих условиях производитель сталкивается с проблемой принятия решения, какой уголь, как дорого его можно обогащать и до какого уровня.

Традиционно для ответа на этот вопрос угольщиками используется представление об обогатимости угля. При кажущейся очевидности этого понятия до настоящего времени не только не существует общепринятых методов ее определения, но и само понятие предполагает различное толкование.

На результативность обогащения, помимо характеристики угля, отождествляемой с сырьевой базой, оказывают влияние принципиальная технологическая схема, используемое технологическое оборудование и структура баланса продуктов переработки, наиболее рациональная для производства требуемой продукции [7,8,115,117,118,121].

В общем виде обогащение состоит в расщеплении рядового угля на целый ряд элементарных продуктов, представляющих постепенный переход от чистой органической массы (угля) к чистой породе.

Обычно для расщепления на элементы используется разница в плотностях угольной и породной составляющих.

Исходя из того, что никогда нельзя достигнуть идеального разделения вещества на элементы, чтобы среди элементарных продуктов не было переходных состояний, группируя элементарные продукты в конечные концентрат и отходы всегда принимается компромиссное решение, сколько угля направит в отходы. Отсюда, чем чище получают концентрат, тем его будет меньше, и тем большая часть угля будет уходить в отходы и наоборот.

Одним из способов увеличения выхода товарного продукта является образование концентрата второго сорта - промпродукта из наиболее возможного числа соответствующих элементарных продуктов.

Последующая переработка промежуточного продукта увеличивает выход крайних продуктов.

Таким образом, количественные определения обогащения имеют определяющее значение для любой формы оценки операции.

Впервые способ определения результатов обогащения в зависимости от выхода по удельным весам был разработан для угля Henry [90].

Предложенные им кривые X, Р, и v получили в последствии не совсем точное название кривых обогатимости. На самом деле они являются характерными кривыми конкретного угля, по которым можно судить о большой или меньшей затруднительности обогащения и только, имеющей кстати совершенно различную причину, связанную как с природой угля, так с его физическими свойствами и недостатками технологии обработки [9,10,128].

Разделение на отчетливые продукты (концентрат - отходы) происходит легко, если верхняя часть кривой X круто спускается и круто проломившись, получает пологое опускание в нижней части, чаще, однако, переход верхней части к нижней происходит плавно, что указывает на невозможность четкого разделения угля на 2 продукта. В особо трудных условиях вся кривая представляет плавную линию без четко выраженных точек перелома.

Три участка различной кривизны практически отождествляются с выходом концентрированной фракции, промежуточной (промпродуктовой) и отходами.

Для добываемых углей характер кривых во многом определяется технологией добычи, что вытекает из стратиграфии продуктовой толщи пласта.

Известная разница в качественной характеристике отдельного пласта по толщине, вызванная разубоженностью органической массы в контактных зонах угля и породе, способствует накоплению в пробе карбоминеритов выполаживающих кривую X [11, 12, 13, 91,130].

При изучении общей структуры угольного пласта измеряется его полная мощность, и состав продуктовой толщи подразделяется на чистый уголь, нечистый уголь (сростки, карбоминерит) и пустую породу. Нечистый уголь участвует в формировании переходной зоны кривой X.

Кроме угля из контактных зон в формировании нечистого угля участвуют прослои карбоминерита, встречающиеся непосредственно в угольной толще.

Подходя к оценке исходного угля как объекта обогащения с учетом многообразия факторов, влияющих на формирование их свойств, можно видеть, что только часть этой многокомпонентной смеси может быть эффективно использована для технологических и энергетических целей. Результативность ее выделения в процессе обогащения определяется потребительскими свойствами продукции и степенью совершенства технологии.

Вместе с тем данные о распределении золы и серы по классам крупности и фракциям плотности, лежащие в основе оценки обогатимости и принимаемые обычно за основу разработки технологии обогащения сами по себе не достаточны для установления рационального профиля проектируемой фабрики.

Разработано много подходов к оценке обогатимости исходного угля, в основе которых заложена известная корреляция зольности и плотности распределения [8,9,14-16,23-27,150]. Однако в основной массе они имеют локально прикладное значение и часто трактуются по-разному.

Прослеживаются два подхода к их назначению как средство оценки качества угля [25,26] или способности разделяться применительно к определенным технологиям и аппаратам [9,10,23,29,63,131].

Основные трудности при этом возникают не столько из-за геолого-генетических особенностей обогащаемого угля, сколько из-за условий формирования рабочих характеристик самого, так называемого рядового угля.

На практике большая часть исходной исследовательской информации связана с характеристиками пластовых проб, в то время как в действительности при обогащении участвуют так называемая "горная масса" весьма далекая даже по внешним данным, например, общей зольности, от реальных пластовых характеристик угля, формируемая на настоящее время по трудно прогнозируемым принципам.

Вторым важным технологическим фактором является принципиальное различие в составе и структуре угольной массы по обогатимости для крупных и тонких классов [32,34, 129].

Если крупные и средние классы угольной массы могут рассматриваться как относительно равномерные по составу (плотности) трехкомпонентные смеси, то, как показывают исследования статистическими методами, распределение мелких частиц по плотности существенно бимодально, что определяется глубоким их раскрытием.

Этим в частности объясняется невозможность описания распределения тонких частиц по плотности логнормальными распределениями или распределениями Вейбулла [35,126].

Известная условность заключается в самом подходе к обогатимости с низшей зольности продуктов, понятию вуалирующему физический смысл операции обогащения угля - повышение энергетической ценности.

В настоящее время накоплен значительный опыт прогнозирования показателей качества и выхода продуктов обогащения углей отдельных пластов или их участков по данным исследования месторождений [32,33,34, 141,144,146,151].

Установлено, что основа прогнозирования показателей заложена в геолого-генетической характеристике угля. Результаты, полученные на этой стадии, дополняются данными оптимизации пропорций объемов добычи различных пластов и допустимого разубоживания за счет присечек при разработке продуктовой толщи. С учетом всего этого можно оценить необходимую производственную мощность обогатительной фабрики и ее структуры, обеспечивающие выпуск товарной продукции, удовлетворяющей требования эффективного потребления.

Совершенно очевидно, что в энергетическом топливе покупатель приобретает не уголь, а энергию в нем заключенную. Для оценки топлива энергетику важны наряду с теплотой сгорания элементный анализ, наличие в нем балластных примесей (зола, влага), содержание летучих (показатель метаморфизма), размолоспособность, плавкость золы (химический состав), окисленность, содержание серы [36].

Краткий анализ проблемы угледобычи, обогащения и потребления энергетических углей ТЭС в России и в основных странах, ориентирующихся на угольную энергетику, показал что:

- энергетика Российской Федерации в целом ориентирована на выработку электроэнергии не из угля, а из жидких и газообразных топлив,

- на отечественных ТЭС, в основном, используются низкосортные и низкокалорийные энергетические угли, потребление которых становится неконкурентноспособным альтернативным видам органического топлива в силу их низкого энергосодержания, действующих тарифов на перевозку и неблагоприятного географического положения основных угольных бассейнов РФ,

- до сих пор отсутствует методология обоснования принципов, лежащих в основе оценки обогатимости энергетических углей по их энергетической ценности и необходимости ранжировки добываемых углей до разной глубины их обогащения,

- последнее делает затруднительным прогнозирование показателей качества и выхода продуктов обогащения энергетических углей отдельных пластов или их участков по данным исследования месторождений, что приводит к неопределенности при решении вопроса вовлечения таких месторождений в эксплуатацию с ориентацией на конкретного потребителя.

Складывается ситуация, при которой производитель оперирует при оценке результативности применяемых методов и технологии обогащения понятиями, не имеющими выхода на потребителя и наоборот. В последнее время это противоречие преодолевается путем использования в конечной оценке продукции представлений о теплотворной способности угольного топлива.

Можно предположить, что применение сквозных показателей оценки результативности обогащения и энергетического пользования может положительно сказаться на эффективности угольной энергетики.

Для решения этой проблемы необходимо разработать новый энергетический подход к оценке обогатимости углей, отражающей механизм изменения энергетического состояния углей в процессах переработки и разделения угольных смесей.

Исследовать применимость энергетических критериев оценки углей к описанию характеристик топлив, определяющих обогатимость.

Изучить степень корреляции и форму связи показателей энергетической ценности топлив с основными техническими и геолого-генетическими показателями углей по стадиям метаморфизма и балласт определяющим элементам.

Классифицировать угли по основным энергетическим показателям и обогатимости, позволяющим осуществить их ранжирование по энергетической ценности, включая экологическую составляющую.

Предложить новый подход к формированию технологических схем для групп углей, однородных по энергетической обогатимости.

Разработать концепцию рационального использования энергетических углей, определяющую:

- приоритеты развития основных сырьевых баз энергетических углей;

- принципиальное увеличение эффективности угольной энергетики путем замещения в топливном балансе ТЭЦ рядовых углей на обогащение;

- высокую конкурентоспособность угольного топлива по эффективности использования соизмеримую (за счет концентрации энергии) с другими органическими энергоносителями;

- технологию экологически чистых топливно-энергетических комплексов, работающих на угле.

Сложность и многообразие факторов, определяющих с одной стороны энергетическую ценность, а с другой - обогатимость энергетических углей требует системного подхода для оценки влияния на указанные характеристики энергетических углей их физических, физико-химических, технологических свойств и химического состава горючей массы угля [127,137].

С учетом современного состояния проблемы, не представляется возможным использование каких-либо детерминированных закономерностей, связывающих всю совокупность указанных факторов с энергосодержанием и обогатимостью энергетических углей.

Поэтому, для решения поставленных задач, в качестве основных, были выбраны хорошо разработанные методы математической статистики, позволяющие надежно оценивать различие в свойствах углей и устанавливать взаимосвязь таких свойств с энергетическими характеристиками и обогатимостью энергетических углей разного метаморфизма [63,64,134].

Заключение диссертации по теме «Обогащение полезных ископаемых», Линёв, Борис Иванович

Выводы по главе 7

На основании анализа приложения угля в современной энергетике показано, что для производства электрической и тепловой энергии он может быть конкурентоспособен только при эффективном сжигании в виде высокосортного топлива. Такое топливо должно отличаться высоким удельным энергосодержанием, иметь, как правило, низкую зольность и высокую стабильность по органической и минеральной составляющей.

Смоделированы варианты технологических схем для производства современного угольного топлива с концентрацией энергии не ниже 27 МДж/кг по базе бурых и каменных углей.

Применительно к решению целевой задачи оценки энергетической ценности углей и продуктов обогащения разработан способ определения теоретического баланса выхода продуктов обогащения с учетом их теплоты сгорания.

Разработан новый методический подход к концентрированию технологий обогащения энергетических углей максимально учитывающий природные и потребительские свойства энергетических углей.

С позиций нового подхода предложены проектно-компоновочные решения технологий облагораживания углей, имеющих сбыт в виде необогащенного топлива, частично обогащенного и полностью обогащенного, включая глубокую переработку всех классов крупности.

Выполнена комплексная оценка качественных показателей угольного топлива с учетом их золообразующих и шлакующих свойств.

8. РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ ОСНОВ ФОРМИРОВАНИЯ

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБОГАЩЕНИЯ

НОВОГО УРОВНЯ

8.1. Основные предпосылки формирования новых технологий

Теперь уже очевидно, что серьезный технический прогресс в угольной энергетике невозможен без применения в качестве топлива углей с высокими потребительскими свойствами. Угольный киловатт не может конкурировать с нефтяным и газовым в условиях сжигания рядовых углей валовой добычи и из-за низкой эффективности электрических и тепловых станций, работающих с низким к.п.д. и имеющих большие затраты на транспорт топлива на внутренние нужды и экологию.

В настоящее время потребитель стремится к модернизации производства с целью увеличения производительности ТЭС. Результат этого стремления выражается прежде всего в повышении требования к качественным показателям угольного топлива, готовности покупать топливо по более высокой цене.

Для угольщиков это стремление имеет вполне конкретное выражение. По данным института «Гипроуголь» реализация концентрата дает по сравнению с реализацией рядового угля его производителю более 80 р/т [117].

Основные предпосылки формирования новых технологий обогащения энергетических углей базируются на следующих положениях:

- производимое в России угольное топливо в виде рядовых углей и отсевов по своему составу: зольности, содержанию серы, непостоянной теплотворной способности не отвечает современным требованиям эффективного производства электрической энергии на базе угля и охраны окружающей среды. В исходном виде уголь-сырец валовой добычи не является продуктом для прямого использования. Очевидно, что любая технология применения угля лучше реализуется при минимальном содержании в нем породы;

- высокие тарифы на перевозку угольного топлива вызывают необходимость первичной концентрации энергии в угле до максимально возможной в процессе обогащения, особенно для части топлива подлежащей переброске, за границу региона добычи, как внутри страны так и за рубеж;

- рациональная технологическая схема обогащения позволяет производить кондиционное угольное топливо при минимальных затратах и реализовывать его по максимальным ценам, обеспечивающим высокий эффект производства электрической энергии у потребителя. Осуществление возможности управления ассортиментом и ценностью угольной продукции позволяет поднять рентабельность угольных предприятий;

- уменьшение зольности - важный фактор увеличения мощности электрических станций. Угли с низким содержанием золы выгоднее высокозольных при равной стоимости их в расчете на единицу теплосодержания. Стоимость перевозки топлива ежегодно растет, опережая стоимость угля. Поэтому более экономичны долгосрочные контракты на высококачественные угли. Отсюда необходимо разработать новые технологии транспортировки;

- общественное мнение плохо подготовлено к пониманию роли качества угля в создании экологически чистого производства электричества на угольных электростанциях, что сдерживает развитие углеобогащения, угнетает угольную промышленность;

Если исходить из современного состояния проблемы облагораживания энергетических углей, то достижение гарантированного успеха в декларируемых положениях требует трехуровнего подхода к развитию обогащения:

- первый связан с оптимизацией технологий существующих фабрик для максимального использования имеющегося потенциала обогащения;

- второй — с реконструкцией существующих мощностей и установкой более современного оборудования с целью повышения экономической эффективности обогащения в расчете на единицу затрачиваемых ресурсов; третий — с разработкой и внедрением принципиально новых методов и средств, как отечественных, так и мировых передовых технологий и оборудования.

Задачи первого и второго уровня имеют вполне современную материальную базу [159, 170,171].

Проведенная оценка технического уровня для отечественного обогатительного оборудования по переработке энергетических углей позволяет отнести к группе А (технически соответствующей мировому уровню) все виды технологического оборудования для основных переделов) [118, 119]:

Углеподготовки (грохоты ГИЛ, ГИСЛ), гравитационного обогащения (отсадочные машины ОМ, тяжелосредные сепараторы СКВП, СТК и 3-х продуктовые гидроциклоны), флотации (машины серии ФМ — широколопастные); операций обезвоживания и сгущения (центрифуги ФНВ, ФВВ, дисковые вакуум-фильтры, камерные и ленточные фильтр-прессы, сгустители с взвешенным слоем осадка), классификационные по тонким классам (гидроциклоны, грохоты), дробления.

Наличие современной материальной базы снижает риск в практике осуществления новых технологий обогащения энергетических углей [167].

8.2. Практическая реализация элементов высокоэффективных технологий обогащения энергетических углей

Как было показано, в основе формирования высокоэффективных рациональных технологических схем обогащения заложены с одной стороны характеристики добываемых углей наиболее ясно представленные их геолого-петрографическими данными, техническим и элементным анализом, химическим составом золы, результатами фракционного и гранулометрического составов, а с другой стороны - требования потребителей к качеству продуктов обогащения, обеспечивающие наибольшую эффективность их переработки. Особое значение для прогнозирования технологических схем обогащения имеет содержание и состав карбоминеритов, распределение энергии по фракциям различной плотности.

Выполненное в работе исследование этих зависимостей в совокупности позволило разработать концепцию обогащения энергетических углей (рис. ).

Принципиально новый подход заключается в применении не традиционных плотностей разделения, разграничивающих для энергетических углей плотность органической массы менее 1500 кг/м ,

1 л карбоминеритов 1400 — 2000 кг/м и отходов более 2000 кг/м .

Новая концепция легла в основу разработки стратегической программы развития угольной промышленности и использовалась при формировании Федеральной целевой программы энергоэффективной экономики на 2002 — 2005 г.г. и на перспективу до 2010 г. в части развития угольной промышленности (договор с Минтопэнерго РФ № 01501806001 от 01.01.97г.).

Разработанный новый методологический подход к комплексной оценке результативности обогащения энергетических углей различной сложности: благоприятных, сложных и особосложных реализован в проекте ГНТП «Недра России» при разработке и создании высокоэффективной техники и экологически чистой технологии получения обогащения твердого топлива из низкосортных углей (Проект 4.1.0.ГНТП Миннауки. Отчет № Гос. регистрации 01.9.70009397 за 1997 г.); в работах ЗАО ФПК Инвест ТЭК при моделировании вариантов технологических цепей аппаратов процессов глубокого обогащения (договор № 131833 от 08.04.2002 г.), а также НТГА с целью оценки текущего уровня обогащения и определения приоритетных направлений научно-технического прогресса в области производства высококачественной угольной продукции (договор № 2002-02-55 от 01.03.2002 г.)

Концентрат

ИСХОДНОЕ

ИЗБИРАТЕЛЬНОЕ ДРОБЛЕНИЕ

КЛАССИФИКАЦИЯ

ОБОГАЩЕНИЕ

Микст

Промпродукт ± ДРОБЛЕНИЕ

ОБОГАЩЕНИЕ

Отходы

ОБОГАЩЕНИЕ

Концентрат I

Концентрат II

Рис. 8.1. Концепция обогащения энергетических углей

Эффективность нового подхода к конструированию технологий глубокого обогащения показана на примере переработки углей на разрезах Красногорский, Бачатский и Кедровский. Новая технология позволила повысить энергосодержание обогащенных топлив до 25% от первоначального. Такая технология позволяет снизить влияние производственной деятельности обогатительной фабрики на окружающую среду путем минимизации объемов использования экологически неблагоприятных, например, сушки [172, 173].

Основные технические решения работы нашли реализацию на почве действующих предприятиях ЦОФ «Кузбасская», ОФ «Листвянская», ОФ разреза Томусинский, ОФ разреза «Сибиргинский», а также использована Новосибирским Горным институтом по проектированию предприятий угольной промышленности Российской Федерации (Гипроуголь) при проектировании строящихся обогатительных фабрик нового поколения ОФ ш.им.С.М.Кирова, ОФ шахты «Обуховская», второй очереди ЦОФ «Кузбасская», ОФ разреза «Бачатский», при разработке проектов реконструкции [180].

Выполненные исследования предопределили разработку ТУ и создание новых образцов техники наиболее полно отвечающих требованиям интенсивной технологии обогащения.

Применительно к условиям высокой эффективности ведения процесса обогащения под руководством автора разработаны образцы новой техники, техническая документация на серийное производство которой передана заводам изготовителям:

1. ЗАО «Спецтехномаш» (Контракт на использование технической документации № 1 от 02.03.1992 г.)

- грохоты инерционные легкого типа ГИЛ-32У, ГИЛ-42У, ГИЛ-52У;

- грохоты инерционные самобалансные типа ГИСЛ-42К, ГИСЛ-62К, ГИСТ-72АК, ГИСЛ-82АК;

- грохот цилиндрический типа ГЦ-3 (ГЦЛ-3);

- дробилки грохоты барабанные типа ДГБ 30 х 45, ДГД 35 х 70А;

- сепараторы колесные тяжелосредные типа СКВП-20К, СКВП-32К, СТК-12;

- сепараторы пневматического типа СП-106У, СП-112У;

- машина отсадочная беспоршневая типа МОЗ18У;

- машины флотационные типа ФМ-8Б, ФМ-16Б;

- автоматизированные брикетные вальцевые комплексы типа АБВК-50, БК-50;

2. ПО «Коломенский завод тяжелого станкостроения» (Контракт на использование технической документации № 635 от 09.08.1995 г.)

- грохоты инерционные легкого типа ГИЛ-32К, ГИЛ-42К, ГИЛ-52К;

- грохоты инерционные самобалансные типа ГИСЛ-42К, ГИСЛ-62УК, ГИСЛ-72АК, ГИСЛ-82АК, ГИСЛ-41, ГИСЛ-61;

- сепараторы колесные тяжелосредные типа СКВП-20К, СКВП-32К, СТК-20, СТК-32;

- фильтр-пресс камерный типа ФПКМ-1;

- автоматизированный брикетный вальцевый комплекс типа АБВК-10;

- сгуститель взвешенного слоя типа СВГ-5,2;

3. АО «Рудгормаш» (Контракт на использование технической документации от 31.08.1994 г.)

- сепараторы для регенерации магнетитовой суспензии типа ЭБМ 80/170 П, ЭБМ 90/250.

4. АО «Пензхиммаш» (договор № 53/3 от 08.08.1988 г.)

- центрифуги фильтрующие типа ФВВ-100У-01, ФВИ-1001К-02, ФВВ-112У, ФГВ-115У-01, ФГВ-132У-02, ФГИ-1151Л-01, ФВШ-1000, ФГВ-150У-01;

- центрифуга осадительного типа ОГШ-1,12;

5. ОАО «Юргинский машиностроительный завод ((Контракт на использование технической документации № 11-00 от 29.11.2000 г.)

- машина отсадочная беспоршневая типа МО-318У;

- грохот инерционный самобалансный типа ГИСЛ-62УК;

8.3. Приоритетные направления и технические решения создания прогрессивных технологий обогащения энергетических углей

Энергетический подход к оценке обогатимости углей путем деления на три категории ценности углей благоприятные (Эц > 8,5), сложные (6<ЭЦ< 8,5) и особосложные (Эц < 6) практически обуславливает три похода к формированию технологий обогащения, когда энергетическая ценность добываемых углей достаточно высока, и они нуждаются не столько в облагораживании путем усреднения по органической и зольной составляющим, когда высокий энергетический потенциал топлива достигается путем элементарного (иногда частичного) обогащения и когда обогащение неизбежно.

В этом случае наибольший технико-экономический эффект достигается с реализацией по операциям традиционных технологий следующих новаций:

Подготовка к обогащению:

- раздельная селективная добыча углей и разубоженной горной массы для последующего раздельного их обогащения;

- предварительное отделение крупной породы;

- дробление крупных классов, в случае сложных классов углей до 150 (100) мм и особо сложных - 80(50)мм;

- складирование и усреднение угля как исходного для обогащения (возможно по маркам);

- классификация на машинные классы, включая операции обеспыливания или дешламации;

- распределение по аккумулирующим бункерам;

Переработка крупнозернистых продуктов

- разделение исходного угля на крупный уголь и микст по плотности о не ниже 1500 кг/м ;

- разделение микста на промпродукт и крупную породу по плотности не ниже 2000 кг/м3;

- проверка на операцию додрабливания промпродукта;

Переработка продуктов средней крупности

- разделение в отсадочных машинах по плотности 2000 кг/м3 с получением беспородной массы;

- механическое обезвоживание и сушка;

Переработка мелкозернистых продуктов

- разделение класса 0,5(0,2) — 3(2) мм на спиральных сепараторах по плотности 2000 кг/м3;

- обезвоживание концентратов на дуговых ситах и сушка в осадительно фильтрующих центрифугах;

- обезвоживание породы на высокочастотных грохотах;

Переработка тонких продуктов

- первичные и вторичные шламы подвергаются переработке в случае особо сложных углей применяется флотация, для сложных возможно использование их без обогащения;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации на основании выполненных автором теоретических и технико-экспериментальных исследований разработан комплекс научно-инженерных решений, позволяющих существенно повысить эффективность углепользования за счет производства и использования в угольной энергетике обогащенных топлив. Разработаны новые рациональные технологии и оборудование для обогащения энергетических каменных углей всего метаморфического ряда от длиннопламенных до антрацитов.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработан новый методологический подход к комплексной оценке энергетической ценности углей, основанный на представлениях о взаимосвязи наиболее контрастных энергетических характеристик, отражающих предельное энергосодержание углей: высшей теплоты сгорания на сухое беззольное состояние (Qsdaf) и низшей теплоты сгорания топлива приведенной на рабочее состояние (СЮ, со всей совокупностью физических, технологических и химических характеристик горной массы.

Методом статистического моделирования получен новый аналитический продукт в виде простых достоверных моделей, позволяющих прогнозировать с 10% относительной погрешностью значения Qsdaf и Q;r по плотности углей, показателю отражения витринита, зольности, влажности и содержанию углерода в горючей массе.

2. Обоснована группа взаимосвязанных точечных критериев обогатимости аналогичных Т-критерию В.А.Топоркова, однозначно характеризующих энергетические угли по предельной обогатимости (Тк), качеству и содержанию определяющей фракции плотностью менее 1500 кг/м3.

С использованием нового показателя выполнена классификация энергетических углей по их предельной обогатимости с выделением группы благоприятных по обогатимости углей со значениями Тк > 12,0, сложных, с 12,0 > Тк> 6,0 и особо сложных по обогатимости углей, с 6,0 > Тк> 1,0.

Установлено, что в сырьевой базе РФ относительная доля благоприятных по обогатимости энергетических углей мала и составляет менее 20 %. Угли данной категории сосредоточены в Кузнецком угольном бассейне. Все остальные энергетические угли являются либо сложными, либо особо сложными по предельной обогатимости.

3. Для классификации углей по их энергетичности разработан и статистически обоснован новый показатель — эквивалент энергетической ценности (Эц), однозначно характеризующий как относительную (к аналогу) энергетическую составляющую, так и обогатимость угля: Эц = Тк • Qjr / 29,3.

Степень предсказания относительной доли углей с заданным значением диапазона эквивалента энергетической ценности с использованием распределения Вейбулла, достаточно высока и может служить для прогноза вероятности появления углей с заданной обогатимостью и энергетической ценностью среди добываемых энергетических углей РФ.

Эквивалент энергетической ценности однозначно характеризует благоприятные по обогатимости высокоэнергетические угли с Эц > 10,0, сложные по обогатимости, низкоэнергетические угли с 6,0 < Эц < 8,5 и особо сложные по обогатимости низкоэнергетические угли с Эц < 3.

4. Обоснован новый подход к оценке результатов обогащения энергетических углей, заключающийся в построении кривых обогатимости, где качественной характеристикой фракций плотности выступает не их зольность, а энергосодержание, что позволяет рассчитывать теоретический баланс продуктов разделения по их теплотворной способности.

Полученные зависимости результатов обогащения по энергетической ценности продуктов позволяют рекомендовать в качестве индикаторов разделения при обогащении энергетических каменных углей использовать отличные от традиционной плотности - 1500 кг/м для легких фракций и 2000 кг/м для тяжелых, что делает возможным производить на экономически приемлемой основе топлива с теплотворной способностью не ниже 24 МДж/кг и зольностью до 12 %.

5. Предложена концепция обогащения энергетических углей. Конкретизация основополагающих принципов обогащения энергетических, углей различных стадий метаморфизма сделала возможным разработать предложения по созданию рациональных малооперационных технологий переработки, обеспечивающих производство для современной энергетики угольного топлива с высокими потребительскими характеристиками по качеству и стабильности.

Определены профили вариантов технологических цепей типичных процессов обогащения для категорий углей, имеющих сбыт в виде сырья валовой добычи и не имеющих сбыта без частичного, либо полного обогащения всех машинных классов.

Обоснованы конструктивные параметры технологии глубокого обогащения особо сложных энергетических углей.

6. Применительно к решению практических задач рационального обогащения углей разработана процедура оценки и обработки результатов исследования обогащения, увеличивающая на 25 - 30 % вероятность воспроизводства лабораторных результатов в масштабах промышленного производства, что позволяет увеличить инвестиционную привлекательность обогащения за счет сокращения сроков строительства и освоения новых предприятий.

7. Полученные в процессе исследования результаты в виде предложений и рекомендаций были реализованы в проектах реконструкции и строительства обогатительных фабрик в Кузбассе (4), Ростовском регионе (2) и Печорском бассейне (2).

Они также нашли применение при конструировании и организации серийного производства функционального оборудования для переработки и обогащения угля на заводах: Крастяжмаш, Рудгормаш, Коломенский ЗТС, Атоммаш и др.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Линёв, Борис Иванович, 2003 год

1. Евтушенко А.Е., Рубан А.Д., Дебердеев И.Х, Линев Б.И. Практические основы формирования новой системы углепользования России. // Энергетическая политика.— 1998. —№4-5.— С. 49—54.

2. Горшков А.С. Народнохозяйственный ущерб от ухудшения качества энергетических углей и эффективности их обогащения // Электрические станции. —1983. —№9. —С. 2—4.

3. Вдовченко B.C., Дик Э.П., Юшина Г.Д. Характеристика сжигаемого на ТЭС угля и золотошлаковых отходов // Теплоэнергетика. —1996. —№9.

4. Труды конференции "Уголь России Москва, Апрель 23—24, 2001. — 300 с.

5. Концепция реформирования электроэнергетики. /Доклад рабочей группы национального инвестиционного Совета. —Москва, Февраль, 2001. — С. 3-6.

6. Рубан А.Д., Гранин И.В., Линев Б.И., Дебердеев И.Х. Повышение надежности и эффективности Рефтинской ГРЭС за счет замещения экибастузских углей облагороженными кузнецкими углями //сб. НТС АО Свердловскэнерго. — Екатеринбург, 2000. —С. 71—75.

7. Опыт подготовки исходных данных для проектирования углеобогатительных фабрик: Обзор. / Коткин A.M., Золотко А.А., Сабельников Т.Ф.; ЦНИЭИуголь. М., 1981. — 46 с.

8. Фоменко Т.Г., Бутовецкий B.C., Погарцева Е.М. Технология обогащения углей. —М.: Недра, 1976. —384 с.

9. Чечотт Г.О. Обогащение полезных ископаемых — Петроград: Научно химико-техническое издательство, 1924. — 46 с.

10. Верховский И.М. Основы проектирования и оценка процессов обогащения полезных ископаемых. — М.: Углехимиздат, 1949. — 489 с.

11. Штрах Э., Маковски М.Т., Гейхмюллер М. И др. Петрология углей. -М.: Мир, 1978. -554с ископаемых. —М.: Недра, 1968. —215 с.

12. Клер Р.В. Изучение и геолого-экономическая оценка качества углей при геологоразведочных работах. — М.: Недра, 1975 — 319 с.

13. Юровский А.З. Минеральные компоненты твердых горючих ископаемых. — М.: Недра, 1968. —215 с.

14. Черненко Б.Г. Методика исследования углей на обогатимость и техника составления схем обогащения. — М.: Углетехиздат, 1950. —192 с.

15. Меллер Э.Ф. Теория исследования каменных углей на обогатимость.-ОНТИ Украины, 1935.-.,.

16. Фомин Я.Н. Оценка обогатимости углей и определение показателей обогащения // Уголь. —1948. — №5.

17. Линев Б.И. Методология прогноза технологии обогащения энергетических углей на основе их генетических и технологических свойств // Химия твердого топлива. —1999. —№4. —49 с.

18. Линев Б.И. Графоаналитический метод определения теоретического баланса продуктов обогащения энергетических углей по теплоте сгорания // Химия твердого топлива. —2000. —№5. —С.31—35.

19. Фоменко Т.Г., Бутовецкий B.C., Погарцева Е.М. Исследование углей на обогатимость. — М.: Недра, 1976. —265 с.

20. Баранов Л.А., Голубева А.А., Шлямович В.П. Критерий трудности разделения каменных углей // Сб. Обогащение и брикетирование углей. — ЦНИЭИуголь. —1961. —№20, — С.40—51.

21. Соколов В.Г. Оценка обогатимости углей и определение степени трудности обогащения // Кокс и химия. —1978. —№7. —С.8—10.

22. Курбатов В.П. К вопросу оценки степени трудности обогащения углей //

23. Беловолов В.В.,Зарубин Л.С., Иофа М.Б. К вопросу технологической оценки углей как сырья для обогащения // Кокс и химия. —1979. —№ 2. —С.5—8.

24. Прянишников В.К. Изменение плотности каменных углей в зависимости от петрографического состава, стадии метаморфизма и минерализации // Химия твердого топлива. —1969. —№1. —С.163—165.

25. Зайнудинов Ф.А., Исаева Н.Н., Гених Ф.Р. и др. Об оценке обогатимости углей // Кокс и химия. —1976. —№ 12. —С. 13—14.

26. Плотность разделения материала в гравитационных процессах обогащения / Егоров Н.С., Паршин О.П., Иофа М.Б. и др. // Труды ИГИ, т. XXIV, вып.2.- М.:Недра, 1968.

27. Дебердеев И.Х., Рудановская Л.А. Определение флотируемости углей // Кокс и химия. —1981. —№ 11. —С.9-11.

28. Волков Л.А., Муклакова А.Н. Влияние исходных свойств углей на флотируемость // Сб. Совершенствование техники и технологии обогащения углей. —М.: Недра, —1981. —С.74-77.

29. Кизельштейн Л.Я., Мостовой Т.П., Жак С.В. Оценка обогатимости ископаемых углей на стадии геологоразведочных работ. —М.: Недра, 1987.—120 с.

30. Земляков Б.А. Прогнозирование характеристик обогатимости угле й. — М.: Недра, 1978. — Юс.

31. Воронков В.П., Жуков П.П. Методы прогнозирования ситового и фракционного состава углей. —М.: Недра, 1977.

32. Коткин A.M., Ямпольский М.Н., Геращенко К.Д. Оценка обогатимости угля и эффективности процессов обогащения. — М.: Недра, 1982. —200 с.

33. Энергетическое топливо СССР (ископаемые угли, горючие сланцы, торф, мазут и природный газ): Справочник. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 184 с

34. Еремин И.В., Броновец Т.М. Марочный состав углей и их рациональное использование. —М.: Недра, 1994. —254 с.

35. Еремин И.В., Лебедев В.В., Цикарёв Д.А. Петрография и физические свойства углей. —М.: Недра, 1980. —263 с.

36. Геология месторождений угля и горючих сланцев : В 12 т. —М.: Государственное научно-техническое издательство по охране недр, 1962—1978.

37. Еремин И.В., Жаров М.Н. Угли как сырье для производства облагороженных, жидких и газообразных топлив // Химия твердого топлива. —1999. —№ 1.

38. Линев Б.И., Беловолов В.В., Голод С.Ц. Научно-технический подход к оценке качества энергетического топлива // Энергетическая политика. — 1999.—№1.

39. Хайтмюлер Р.И. Концепции высокоэффективной электростанции на буром и каменном угле в энергетике Германии // Менеджмент в области экологически чистых угольных технологий. — Москва 22-26 сентября, 1997,—27 с.

40. Состояние и развитие угольной промышленности зарубежных стран // ЦНИЭУголь.- М.: Информационные сб. —1994. —Вып.7-8, 9-10; —1995. —Вып.2, 3 и 5; —1996. —Вып. 1-6.

41. Воронин В.П. Уголь и его роль в производстве электроэнергии.// Труды международной конференции "Уголь России". — Москва 23-24 апреля, 2001.—с.41—50.

42. Физико-механические свойства пород и углей. Новосибирск, Сибирское отд. АН СССР.: Науч. Реф. Сб. —1972. —128 с.

43. Агроскин А.А. Физика угля. — М.: Недра, 1965.

44. Аммосов И.И. Петрографические особенности и свойства углей. — М.: Изд-во АН СССР, 1963. —380 с.

45. Волкова И.Б. Петрология углей СССР. — Ленинград: Недра, 1986. — 248 с.

46. Бубнов А.П., Коткин A.M. Юровский А.З., Ямпольский М.Н. Плотность и зольность как характеристики петрографического и минералогического состава // Химия твердого топлива. —1971. —№ 1. —С.3-12.

47. Панчуфин В.Н. и др. Зависимость между кажущейся плотностью и зольностью донецких углей // Уголь Украины —1967. —№10. —С.47-48.

48. Сарбеева Л.И. О восстановленности углей и типах витринита // Вопросы метаморфизма и эпигинеза вмещающих пород. —Л.: Недра, 1968. — С.34-45.

49. Международная система кодификации углей среднего и высокого рангов. Издание ООН. В продаже под №R.88.P.E.16.

50. Еремин И.В., Броновец Т.М. О международной системе кодификации углей среднего и высокого рангов // Стандарты и качество. — 1991. —№ 11.—С.39-40.

51. Корякин Ю.В., Кокушкин А.А., Князев А.В. Опыт сжигания непроектных марок отечественных углей на котлах ТЭС Свердловскэнерго // Электрические станции. —1997. —№6. —С.2-9.

52. Прикладная статистика: исследование зависимостей.: Справочное издание. — М.: Финансы и статистика, —1985.

53. Неман В.Г. Решение научных инженерных и экономических задач с помощью 111111 Statgraphics. —М.: Память, 1993. —88 с.

54. Хастингс Н., Пикок Дж. Справочник по статистическим распределениям. — М.: Финансы и статистика, 1980.

55. Рубинштейн Ю.Б., Волков JI.A. Математические методы в обогащении полезных ископаемых. —М.: Недра, 1987. — 296 с.

56. Тихонов О.Н. Закономерности эффективного разделения минералов в процессах обогащения полезных ископаемых. —М.: Недра, 1984. —208 с.

57. Дрейпен Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. —М.: Статистика, 1973,—392 с.

58. Пирсол А., Бендат Дж. Измерение и анализ случайных величин. —М.: Мир, 1974. —463 с

59. Угли СССР.: Справочник. Изд.2. — М.: Недра, 1975. — 308 с.

60. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. Учебное пособие.

61. Штерн Р. Теория вероятностей. Математическая статистика.

62. Статистический контроль качества. — М.: Мир, 1970. —364 с.

63. Ахназарова Л.С., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. —М.: Высшая школа, 1978. —319 с.

64. Соколов В.Г. Кривые обогатимости углей. — М.: Госгортехиздат, 1962.

65. Коткин A.M., Рафалес Э.Э., Геращенко К.Д. Предварительная оценка обогатимости углей // Коксохимия. —1971. —№11. —С.4-6.

66. Щадов М.М., Винницкий К.Е., Дебердеев И.Х. Оценка роли качества в повышении эффективности энергетического использования углей открытого способа добычи // Уголь. —1997. —№ 1. —С. .

67. Концепция развития открытого способа добычи угля в Российской Федерации до 2010 г. — М: ЦНИЭИуголь. —1995. —135 с.

68. Корякин А.Т., Федотенко С.М., Протасов С.И. Формирование качества угля при открытой угледобыче — Кемерово: Филиал издательства Томского университета при Кемеровском университете. — 1991. —156 с.

69. Курленя М.В., Соболев А.Н., Фрейдина Е.В. Стратегия повышениякачества и конкурентоспособности углей при открытой разработке месторождений Кузнецкого бассейна // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых—1996. —№1. —С.50-62.

70. Технология производства брикетов из угля и продуктов его переработки/ Линев Б.И. // Сб. "Менеджмент в области экологически чистых угольных технологий". —М.: Новый век, 1998. —172 с.

71. Будаев С.С. Освоение технологии автоклавной обработки Канско-Ачинских бурых углей // Уголь. —1998. —№4. —С.50-52.

72. Будаев С.С., Александров И.В., Войтковский Ю.Б. и др. Влияние автоклавной обработки на физико-химические свойства бурых углей Канско-Ачинского бассейна // ХТТ. —1989. —№6. —С.97-104.

73. Будаев С.С., Линев Б.И., Чигрин С.В. Разработка техники и технологии брикетирования Канско-Ачинских бурых углей и освоение производства топливных брикетов // Уголь. — 2001. —№10. —С.51-56.

74. Линев Б.И. К вопросу разработки рациональных технологий обогащения угольного топлива на основе энергетического подхода // Уголь. —2001. — №10.—С.51-56.

75. Навроцкий Е. Графо-аналитический метод оценки работы гравитационных аппаратов. Пер. с польск. — М.: Недра, 1980. —253 с.

76. Геденрайх Г. Оценка промышленных результатов обогащения полезных ископаемых. Пер. с немецк. Под ред. Соколова. —М.: ГНТИЛ по горному делу, 1962.—198 с.

77. Материалы по обогатимости и качественной характеристике углей Кузнецкого бассейна / МУП, КузНИИуглеобогащение. —Прокопьевск, 1973.—85 с.

78. Базылев В.Г. Организация управления качеством угля и других полезных ископаемых на стадиях добычи и переработки: Автореферат дисс. д.т.н. / ВНИИКТЭП. М„ 1987. —48 с.

79. Лобкин В.М. Снижение зольности угля добываемого из комплексно-механизированных забоев в условиях интенсификации производства // Экономика угольной промышленности. Донецк. —1987. —163 с.

80. Клер В.Р., Дик Э.П. Изучение минеральных компонентов энергетических углей // Разведка и охрана недр. —1981. —№4, —С.32-35.

81. Курленя М.В., Маттис А.Р., Васильев Е.И. Промышленная оценка и прогноз ожидаемых последствий разработки открытым способом перспективных месторождений Кузбасса // Препринт № 45, Новосибирск: ИГД СРО РАН, 1994. — 48 с.

82. Жовтюк Г.В., Коткин A.M., Золотко А.А. Опыт совершенствования техники и технологии углеобогатительных фабрик Донецка: Обзор /ЦНИЭИуголь. М., 1988. —41 с.

83. Дебердеев И.Х., Линев Б.И., Сазыкин Г.П. Повышение эффективности углеобогатительных фабрик в условиях изменчивости сырьевой базы // Обогащение руд. С-т П., 2001. —№6. —С5-10.

84. Ценные и токсичные элементы в товарных углях России.: Справочник. — М.: Недра, 1996. —238 с.

85. Дебердеев И.Х., Линев Б.И., Сазыкин Г.П. К вопросу увеличения эксплуатационных характеристик углеобогатительных фабрик // Уголь. — 1999.—№3.

86. Справочник по обогащению углей / под редакцией Благова И.С. —М.: Недра, 1977, 553 с.

87. Бочков Ю.Н., Линев Б.И. Анализ источников и свойств жидких отходов углеобогащения с целью оптимизации водно-шламовых схем углеобогатительных фабрик России. // М., 1997. — 23 с. —Деп. в ННЦ Горного производства имени А.А.Скочинского 04.10.97. № 5604,.

88. Henry. Le larage des charbons. Reue Universell. 1904. Ser.4, vol.V, p.274.

89. Blagov I.S., Deberdeew J.Kh. The investigation of the effect of Natural Coal Properties on the floatatbility. // Proceedings. International Conference on Coal Science. —Pittsburgh, Pe USA, August 1983.

90. Molchanov A.Y., Deberdeev I.Kh, Linev B.I., Rubinstein J.B.The development of rational coal preparation flowsheets for power coals to increase utilization efficiency // XIII JCPC Proceedings. October 1998, Brisbane, Australia, Vol.1, p 25-32.

91. Linev B.I. New Approach to Determining Separation Density According to Heat Value in Power Generating Coal Preparation // Special issue for the XXI JMPC. 23-28.07.2000, Roma, Italy. P. 230-240.

92. Mannini A., Daniel M., Kirchner A. World coal-fied power stations, —IEA Coal Resesarch. September 1990. P.286.

93. Rammler E., RRSB-Verteilung und Weibull Verteilung // Neue Bergbautechnik, 6, N4, 1976. S.284-286.

94. Kroger C., Pohl A., Kuthe F. Uber die Isolierung der Steinkohlengefiigebestandteile aus Glanz-und Mattkohlen von Ruhrflosen // Gliickauf N 93, 1957. S.122-135.

95. Ruhrkohlen-Hanbuch / s.45, 53. Verlag Gliickauf, Essen, 1969, —s.495.

96. Gums W, Kirsh, Makowsky M.Th., Schlackenkunde, Verlag Springer, Berlin-Cottingen-Heidelberg, 1958, s.261.

97. Leonard J.W. Coal Preparation / Littleten. Colorado, 1991, — p.l 115.

98. Chadwick M.J. Enviromental Implications of Expanded coal Utilization // Pergamon Press, Oxford-Frankfurt, 1982, —p.277.

99. Reinhard Т.К. Charakteristik der Feinkohlen und ihrer aufbereitung mit Ruckset auf das grosste Ausbringen, Gliickauf, 1911. S. 221-228, 257-264.

100. Mayer Fr.W. Die Mittelurtkurve, eine neue Verwachsungskurve, Gliickauf, 1950. S.498-509.

101. Glad A.D. Process engineering evaluation of lignite upgrading technologies // CJM Bulletin, August, 1989. Vol.82. N 928. P.47-54.

102. Budaev S.S., Linev B.I., Niphontov Y.U., Development of technology of receiving improved fuel from coal slims and fine classes // XIII JCPC Proceedings, Brisbane, Australia, Okt.1998.-VII. P.723-726.

103. Osborn D.G. Coal Preparation Technology Graham and Trotman, London — Dordrecht-Boston, 1988. Vol. 2. P.601-1157.

104. Werbeek L., Gregory R.W. Power generation from coal what does it cost? JCEAS/E10 // September 1986, JEA Coal Research, London. 1986. P.49.

105. Deberdeev I. Kh., Linev B.I., Mochanov A.E., Puchkov M.M. Investigation and Development of methods improving efficiency of preparation of powergenerating coals of complex genetic origin // XIV ICPC, 2002, 11-15 March, Johannesburg, South Africa.

106. Linev B.I. Methodology of testing and initial data calculation for development of optimal versions of coal preparation flow sheets taking into account energy value // XIV ICPC, 11-15 March 2002, —Johannesburg, South Africa. 2002.

107. United Opens Weelmore N 8 Plant // Coal Age, November 1978. P.65-68.

108. Swanson A.R., Drummond R.B., Galvin K.P., Mullins P.J. Impact of coal variability on Plant operations and Design // XIII JCPC, 4-10 Oct. 1998. -Brisbane, Australia. Vol. II. P.895-905.

109. Vaninetti G.E. and Busch C.F. Mineral Analysis of Ash Data: A Utility . — 1976.—243 p.

110. Залкинд И.Я., Вдовченко B.C., Дик Э.П. Зола и шлаки в котельных топках. М: Энергоатомиздат. —1988. —79 с.

111. Минеральная часть топлив, шлакование, загрязнение и очистка котлов / Сб. Научн. трудов: Челябинск, 1992

112. Алехнович А.Н., Богомолов В.В., Гладков В.Е., Артемьева Н.В. Прогнозирование шлакующих и загрязняющих свойств углей // Электричекие станции. —1998. —№4. —С.2-6.

113. Техника и технология обогащения углей / Справочное руководство под ред. Чантурия В.А. и Молявко А.Р. —М.: Наука. —1995. —622 с.

114. Артемьева Н.В. Прогнозирование свойств шлаковых отложений углей и угольных смесей по результатам исследований на огневом стенде. Дис. кнд. техн. Наук. —М., 2002. —

115. Сазыкин Г.П., Синеокий Б.А. Ускорение проектирования и строительства требование времени // Горные машины и электромеханика. —3003. —№4. —С.41-42.

116. Линёв Б.И., Бобриков В.В. Приоритетные направления создания углеобогатительного оборудования нового поколения // Горные машины и электромеханика. —2000. —№ 4. —С. 15-18.

117. Линев Б.И. Полувековой юбилей института обогащения угля // Горные машины и автоматика. —2002. —№9. —С.2-7.

118. Глушков А.С. Технико-экономические показатели тепловых электростанций.—М.: Энергия, 1974.

119. Методы определения и учета в ценообразовании энергетической ценности топлива. / Вып.8. —М.: НИИЦен, 1971.

120. Elmer С., Holt IR. Effect of Coal Quality on Maitenance Coste of Utility Plants / American Mining Congress Journal, May, 1982.

121. Verbeek Z., Gregory R.W. Power generation from coal what does it cost? IEA Coal Research, September, 1986, London.

122. Фрейдина E.B. О выборе показателя энергетической ценности углей // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. —1997. —№6.

123. Moljavko A.R., Rubinstein J.B., Deberdeew I. Kh., St. Hall. Methods and Benefits of Increasing Steam Coal Quality; Coal in a conpetitive Market, — 1995—June. Russian Academy of State Services.

124. Rammler RBSB-Verteilung und Weibull-Verteilung // Neue Bergbautechnik. 1976. - № 7. - C. 284-286.

125. Weyher L.H.E. Computer Assistance in the Analysis and Development of Coal Benefication Flow Sheets. // Minig Congress Journal. —1971. —№ 1. -C.38-46.

126. Абзиль И.Х., Кенинг В., Мерман П.Г. Предварительная характеристика показателей процесса обогатительной фабрики. Питтсбург, США, 1966. -С.137-139.

127. Абрамов В.Е., Азбель Е.И., Ефремова Н. И. Планирование эксперимента и прогнозирование качества сырья на горных предприятиях. Новосибирск: Наука, 1979. 301 с.

128. Петрографические особенности и свойства углей / И.И Аммосов., И.В. Еремин, Н.И. Бабинкова и др. М.: Изд-во АН СССР, 1963. — 223 с.

129. Барский JI.A. , Козин В.З. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. М.:Недра, 1978. —487 с.

130. Барышников Ф.А. Значение разности между выходом концентрата и извлечением золы и значение абсолютной степени обогащения как методов оценки обогатимости углей // Уголь. 1934. -№ 106. -С. 23-28.

131. Беккер М., Бете В.П., Кубитца К.Х. Технология, производственный опыт, затраты и прибыль от усреднения рядового угля.// VIII Международный конгресс по обогащению углей: Труды конгресса. Т. 1. -Донецк, 1980.-С.145-152.

132. Афини А., Эйзен С. Статистический анализ: подход с использованием ЭВМ. -М.: Мир, 1982. 324 с.

133. Бергер Г.С. Графический расчет процессов обогащения угля и других полезных ископаемых. М.: Углетехиздат, 1959. -123 с.

134. Нестеров Г.С. Технологическая оптимизация обогатительных фабрик. — М.: Недра, 1976.-120 с.

135. Голубков Е.П. Использование системного анализа в принятии плановых решений. М.: Экономика, 1982. - 346 с.

136. Гофман Э. Новый метод определения эффективности разделения // V Международный конгресс по обогащению углей. Труды конгресса: Сб. Научн.тр. М. Наука, 1964. С. 309-318.

137. Григорьев М.Ю., Подбельский Г.Н. Характеристика обогатимости углей Кузнецкого бассейна в зависимости от их генезиса // Кокс и химия. -1956. -№3.

138. Евстропов А.Н. Оптимальный гранулометрический состав энергетических углей Кузнецкого бассейна // Уголь. —1989. —№7. -С.49-51.

139. Жидко А.С. Определение теоретического выхода концентрата при обогащении углей // Проектирование предприятий коксохимической промышленности: Сб. научн. тр. / Гос. союзн. ин-т по поректир. метал, завод. -М.: Металлургиздат, 1979. —С. 100-106.

140. Жуков П.П. Оценка показателей гранулометрического и фракционного составов угля // Уголь. —1985. —№2. —С.59-61.

141. Лазорин А.И., Одновол Н.Н., Савченко К.К. Оценка точности прогнозирования качественных показателей продуктов обогащения угля // Обогащение полезных ископаемых: Сб. научн.тр. — М., 1984. -Вып. 33. — С.83-84.

142. Лаптев A.M., Федоров В.Н. Применение петрографического метода при определении фракционного состава каменных углей // Разведка и охрана недр. -1972.—№1. -С. 17-21.

143. Курбатов В.П., Барокий В.Д., Хворов В.В., Иденбаум В.Н. Определение максимального выхода концентрата при заданной зольности // Кокс и химия. —1978. — №3. — С. 4-8.

144. Лепейдж А.Дж., Сейджмен Дж.Б. Оптимизация обогащения угля, основанная на результатах предварительных исследований. // Труды VIII Международного конгресса по обогащению углей: Сб. научн. тр. -Донецк, 1979,—С.59-68.

145. Митрофанов С.И., Барский Л.А., Самыгин В.Д. Исследование полезных ископаемых на обогатимость. —М.: Недра, 1974. —352 с.

146. Павлович В.И., Фоменко Т.Г., Погарцева Е.М. Определение показателей обогащения углей. —М.: Недра, 1966. —140 с.

147. Прейгерзон Г.И. О классификации углей по обогатимости // Уголь -1948,—№5.

148. Прянишников В.К. Обогатимость каменных углей на основе углептрографических методов исследования. —М.: Недра, 1969. —89 с.

149. Ямпольский М.Н. Прогнозирование результатов разделения при обогащении угля И Кокс и химия. —1981. —№ 10. —С. 10-15.

150. Л.А. Барский, В.З. Козин. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. —М.: Недра, 1978. —481 с.

151. Линёв Б.И. Основные концепции создания обогатительных установок модульного типа /Научно-технический вестник ИОТТ // Люберцы: Изд-во ФГУП "Полиграф" ННЦ ГП-ИГД им.А.А.Скочинского. —1998. —№7. —С.87-92.

152. Бочков Ю.Н., Линёв Б.И. К вопросу классификации и унификации водно-шламовых схем углеобогатительных фабрик // Народное хозяйство республики Коми. —Сыктывкар-Воркута-Ухта, 1998. —т. 7. —№ 1.—С.210-212.

153. Моделирование вариантов технологической цепи аппаратов типовых процессов обогащения углей и обоснование их конструктивных параметров: Отчет о НИР / ИОТТ: № ГР 01200216725; Инв. №02200206760. Люберцы, 2002. -111 с.

154. Дебердеев И.Х., Линёв Б.И. Совершенствование технологии обогащения и переработки энергетических углей // Научно-технический вестник ИОТТ. —Люберцы: Изд-во ФГУДП "ПОЛИГРАФ" ННЦ ГП-ИГД им.А.А.Скочинского. —1998. —№ 7. — С.5-10.

155. Дебердеев И.Х., Линёв Б.И. К вопросу разработки концепции производства и использования угольного топлива // Уголь. —1998. — №1. — С.52-55.

156. Linev B.I., Rubinstein J.B., Hall S.T. Multisectional flotation column in coal preparation // Innovations in Mineral and Coal Processing / Rotterdam, 1998.-C.345-350.

157. Линёв Б.И., Давыдов М.В. Новое оборудование для эффективного дробления / Изд-во: ЗАО "Металлугриздат" // Кокс и химия. 1998. — № 8. —С.32-34.

158. Кассихин Г.А., Линёв Б.И., Дебердеев И.Х. Повышение эффективности топливно-энергетического комплекса России путем обогащения углей // Горный информационно-аналитический бюллетень. —М.: Из-во МГГУ. —1998. —№ 6. — С.135-145.

159. Бочков Ю.Н., Линёв Б.И. Совершенствование оборудования для замкнутых водно-шламовых систем углеобогатительных фабрик // Кокс и химия. —1998. —№ 10. —С.34-36.

160. Линёв Б.И., Калабухов М.Л., Давыдов М.В. Внедрение трёхпродуктовых тяжелосредных циклонов на углеобогатительных фабриках. // Кокс и химия. —1998. —№ 11. —С.4-6.

161. Kehoe D.B., Htrvol J.D., Evans R.J., Zevasseur A.A. Evaluating the Effects of Cleaned Coals in Utility Boiler. In Processing of the XIICPC. Oct. 22-25. 1990. Tokyo, Japan. P.246-252.

162. Болотов B.A., Бочков Ю.Н., Линёв Б.И., Панфилов Ф.А., Радушкевич В. Л. Создание нового оборудования для водно-шламовых схем углеобогатительных фабрик // Научно-технический вестник ИОТТ № 7, Люберцы, 1998.—С.80-86.

163. Линёв Б.И., Рубинштейн Ю.Б., Холл Ст. Многосекционные флотационные колонны в обогащении угля // VII Международный симпозиум по переработке минерального сырья, г. Стамбул, Турция. — 1998.—С.268-274.

164. Эталоны ТЭО строительства предприятий по добыче и обогащению угля (шахт, разрезов)/ Под научн.рук.В.М.Еремеева, Г.Л.Краснянского: В 2 т. —М.: Изд-во АГН, 1998. Т. I. —439 е., Т. II —271 с.

165. Линёв Б.И. Определение закономерностей влияния генетических и технологических свойств угля на его обогатимость и энергетическую ценность // Сб. трудов Международной научной конференции, посвященной 275-летию РАН, г. Звенигород, 1999. — С. 170-175.

166. Линёв Б.И., Калабухов М.Л., Давыдов М.В. Модернизация регенерационных сепараторов типа ЭБМ. Создание сепараторов на постоянных магнитах // Кокс и химия. —1999. — № 2. — С.6-8.

167. Линёв Б.И., Давыдов М.В. Калабухов М.Л. Параметрический ряд сепараторов типа СТК для углеобогатительных фабрик // Кокс и химия. —1999. —№ 4. — С. 40-41.

168. Линёв Б.И. Методология прогноза технологии обогащения энергетических углей на основе их генетических и технологических свойств // Химия твердого топлива. —1999. —№ 4. —С.43-49.

169. Линёв Б.И. Разработка рациональных технологий обогащения угольных топлив на основе энергетического подхода // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд-во Ml 1 У, —2003. — № 3. -С. 134-137.

170. Материалы по обогатимости и качественной характеристике углей Кузнецкого бассейна / Справочник, КузНИИУглеобогащениег. Прокопьевск, 1991г.

171. Роддатис К.Ф., Вдовченко B.C. О качестве твердого топлива для тепловых электростанций / Электрические станции, М.: Энергоатомиздат, —1988. —№1. —С.18-23.

172. Курбатов В.П. Научно-техническое направление повышения эффективности обогащения и использования коксующихся углей: Автореф. дис. на соискание степени д-ра техн.наук. М., 1984. —32 с.

173. Ghosh R.N., Ghose S., Mathur S.P. Benification of non coking coals for power generation in India. Processing of IX IPCPC. November 29, 1982. New

174. Буткин В.Д., Бруер Г.Г. Особенности добычи, транспортирования и переработки угля Канско-Ачинского бассейна / Труды IV Всесоюзного Совещания по химии и технологии твердого топлива, —М.,1982г, ИГИ.

175. Уилсон К.Л., Уголь мост в будущее./ Перевод с англ., —М.: Недра, 1985.—262 с.

176. Курбатов В.П., Утин В.Д. Обогащение крупного угля в магнетитовой суспензии // Кокс и химия. —1968. —№ 10. —С. 5-8.

177. Кузнецов К.К. Экономическая эффективность обогащения и рациональное использование энергетических углей // Уголь. —М., 1980 — N12.—С.13-17

178. Самылин НА., Кузнецова В.Я. Неравномерность качественных показателей исходного угля и ее влияние на процесс отсадки. / Кокс и химия. —1965. —№ 5. —С.13-18.