Научные основы термических превращений, пиролиза и коксования ископаемых углей, получения углеродных наноматериалов, образования дисперсных частиц золы, разработка оптимальных процессов с детальным изучением состава продуктов в газовой, жидкой и твердой фазе современными физико-химическими методами. 2024-2025 гг.

РЕФЕРАТ Отчет 53 с., 17 рис., 9 табл., 31 ист., 1 приложение КАМЕННЫЙ УГОЛЬ, СЕРИСТЫЕ СОЕДИНЕНИЯ, ПИРОЛИЗ, ПОЛУКОКС, ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УГЛЯ, ПОКАЗАТЕЛЬ ОТРАЖЕНИЯ ВИТРИНИТА, ГЕОЛОГИЧЕСКА СВИТА, КОЛЬЧУГИНСКАЯ СЕРИЯ, БАЛАХОНСКАЯ СЕРИЯ. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: каменные угли Кузбасса различных стадий метаморфизма. ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Изучение содержания сернистых соединений в петрографических микрокомпонентах каменных углей Кузбасса и получение аналитических данных, отражающие изменения в составе серниАЛАХОНСКАЯ СЕРИЯ.стых соединений газовой и твердой фракции низкотемпературного пиролиза. Установление петрографических особенностей углей балахонской и кольчугинской серий. МЕТОДЫ И МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ: Методы определения разновидностей серы в углях, включающие использование широкой группы химических, физических и физико-химических методов исследования, позволяют определять концентрации как отдельных форм серы, так и их суммарное содержание. Методы петрографического анализа для определения особенности углей. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭТАПА 2024 ГОДА: Установлено, что сера в углях находится в четырех основных формах, а именно: органической (главным образом включает следующие формы: меркаптаны, дисульфиды, тиоэфиры, сульфоксиды, сульфоны, тиофены, сульфонаты и др.), сульфатной, сульфидной (пиритной, марказитной) и элементной. Методом РФЭС показано, что поверхность углей в основном представлена SO42-ионами и свободной серой. Показано, что основная часть серы располагается в более плотных минерализованных фракциях угля, т.е. или в самой золе, или в приграничном слое «минеральное включение – органическая масса угля». В менее плотных фракциях угля методом ЯМР-спектроскопии показано наличие более ароматических форм углерода. Разработана методика определения серистых соединений в газовой фазе при пиролизе углей. Существует корреляция между степенью метаморфизма угля и температуры с максимальным выходом сернистых соединений в газовой фазе. Основная часть серы, переходящей в газовую фазу, находится в более плотных минерализованных фракциях угля. Проведен пиролиз разных фракций угля. Показано, что сера, находящаяся в ОМУ, практически полостью остается в составе угля, что говорит о прочных связях с углеродным каркасом топлива. Этот вывод сделан на том, что содержание серы в менее плотных фракциях угля практически не изменяется, в то время, как для более плотных и минерализованных проб содержание серы уменьшается более чем в 4 раза. Возможно, существует минимальное пороговое значение содержания серы, ниже которого, при современном уровне развития технологий, не удастся очистить ископаемый уголь. Угли балахонской серии яснополосчатые, сложенные преимущественно матовым плотным веществом, на фоне которого контрастно выделяются блестящие полосы и линзы витрена различной толщины, а также включения ещё более матового фюзена. Угли кольчугинской серии по внешнему виду отличаются значительным блеском. Угольные пласты по строению разделяются на два типа. Первый сложен неяснополосчатым блестящим углём и имеет преобладающее распространение в углях этой серии. Второй содержит прослои и линзы матового угля, богатого фюзинитом, семивитринитом, а также дисперсно рассеянными минеральными примесями. По петрографическому составу угли кольчугинской серии представлены в основном блестящими и полублестящими литотипами, которые содержат главным образом микрокомпоненты группы витринита (в среднем по свитам 88-91 %) при меньшем значении инертинита (7-10 %), а угли балахонской серии – полублестящими и полуматовыми литотипами при заметно пониженном содержании витринита (в основном 35-90 %) и повышенном количестве инертинита (9-48 %). ВСЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЯВЛЯЮТСЯ НОВЫМИ.