DOI: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2016.70858

Determination of reaction areas for the sulfur conversion during low-metamorphosed coal oxidative desulphurization

Сергій Вікторович Пиш’єв, Юрій Володимирович Присяжний, Марія Євгенівна Швед

Abstract


Taken into account the global trends of metallurgy, in order to save energy, new technologies in blast furnaces are actively developed in Ukraine, namely, substitution of natural gas for pulverized coal (PC). However, use of this technique is complicated by inconsistencies of characteristics of a large part of domestic coal with requirements that apply to PC raw materials, primarily because of the high sulfur content in it.

To solve this problem, it is proposed to use the method of coal oxidative desulphurization that consists in selective conversion of pyritic sulfur by vapor-air mixture. However, the content of sulfur in coal is not the only requirement, so the task of research is determination of process parameters that will enable to minimize the destruction and burning of organic carbon that occurs during its oxidative desulphurization.

Series of experiments on detailed determination of patterns for high-sulfur low-metamorphosed coal oxidative desulphurization to produce raw materials for PC are began in this article. The effect of linear velocity of the oxidant and the grain size of raw materials on the process is determined and the values of these factors when oxidative desulphurization isn’t limited to diffusion velocity of the oxidant to the coal grain surface are established. The dependence of the process stages from parameters of fluidized bed and mass transfer criteria of the reagent is shown.


Keywords


pulverized coal; coal; sulfur; linear velocity of the oxidant

References


Trushchina, G. S., Shipachev, M. S. (2011). Snachenie ugol'noi promyshchlennosti v rasvitii mirovoi energetiki. Ugol', 10, 40–42.

Yaroshevskyi, S. L. (2006). Pylovuhilne palyvo – realna i efektyvna alternatyva pryrodnomu hazu v metalurhii. Metal i lytvo Ukrainy, 3, 15–20.

Lohutova, T. H., Poltoratska, O. V. (2015). Innovatsiinyi ekonomichnyi resurs u metalurhiinii haluzi Ukrainy. Innovatsiina ekonomika, 1, 18–23.

TU U 10.1-30962337-006:2009. Ugli kamennye dlia pyleugol'nogo vduvaniia v domennuiu pech'. (2012). Introduced: 09.08.2012. Donetsk: Donetskstandart metrologіia, 20.

BP Statistical Review of World Energy. (2015, June). Pureprint Group Limited, UK. Available: https://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/energy-economics/statistical-review-2015/bp-statistical-review-of-world-energy-2015-full-report.pdf

Saranchuk, V. Stan vuhlekhimii v Ukraini. Donetskyi Visnyk Naukovoho Tovarystva im. Shevchenka. Vol. III. Available: http://ruthenia.info/txt/donvisn/t3/02.html

Dolgii, V. Ya., Kaplanets, N. E., Shchvedik, P. P., Shchamalo, M. D., Dolaia, V. A., Lіsnikova, L. A. (2001). Kadastr ugol'nyh shchahtoplastov, predusmotrennyh k obrabotke shchahtami i rasresami Gosugleproma Ukrainy s harakteristikoi gorno-geologicheskih, gornotehnicheskih uslovii i pokasatelei kachestva uglei. Donetsk: DonUgI, 125.

Drosdnik, I. D., Starovoit, A. G., Gusak, V. G., Filatov, Yu. V., Emchenko, A. V.; In: Vasil'ev, Yu. S. (2011). Ugli dlia koksovaniia i pyleugol'nogo topliva. Kharkiv: IPTs «Kontrast», 188.

Pyshyev, S., Bilushchak, H., Gunka, V. (2012). Optimization of oxidation desulphurization of power-generating coal. Chemistry & Сhemical Technology, Vol. 6, № 1, 105–111.

Pyshyev, S., Gunka, V., Prysiazhnyi, Y., Shevchuk, K., Pattek-Janczyk, A. (2012). Study of oxidative desulphurization process of coal with different metamorphism degrees. Journal of Fuel Chemistry and Technology, Vol. 40, № 2, 129–137. doi:10.1016/s1872-5813(12)60009-7

Pyshyev, S. V. (2013). The technological basis of liquid and solid fuels oxidative cleaning. Lviv: Lviv Polytechnic National University, 42.

Prysiazhnyi, Y. V. (2012). Desulphurization and usage of medium-metamorphized black coal. Lviv: Lviv Polytechnic National University, 23.

GOST 11022-95. Toplivo tverdoe mineral'noe. Metody opredeleniia sol'nosti. (2006). Introduced: 1997-01-01. Kyiv: Gosstandart Ukrainy, 8.

GOST 11014-2002. Ugli burye, kamennye, antratsit i goriuchie slantsy. Uskorennyi metod opredeleniia vlagi. (2003). Introduced:2003-01-01. Moscow: Gosstandart Rossii, 7.

GOST 6382-2001. Toplivo tverdoe. Metod opredeleniia vyhoda letuchih veshestv. (2003). Introduced: 2003-01-01. Moscow: Isd-vo standartov, 16.

GOST 30404:2000. Toplivo tverdoe mineral'noe. Opredeleniia form sery. (2002). Introduced: 2002-12-18. Kyiv: Gosstandart Ukrainy, 19.

DSTU 3528:1997. Palyvo tverde mineralne. Vyznachennia vmistu zahalnoi sirky. Metod Eshka. (1997). Introduced: 1992-03-12. Kyiv: Derzhspozhyvchstandart Ukrainy, 27.

Skliar, M. G., Tiutiunnikov, Yu. B. (1985). Himiia tverdyh goriuchih iskopaemyh. Kyiv: Visha shchkola, 246.

Todes, O. M., Tsitovich, O. B. (1981). Apparaty s kipiashim sernistym sloem. Leningrad: Himiia, 296.

Baskakov, A. P., Lukachevskii, B. P., Muhlenov, I. P. et al.; In: Muhlenov, I. P., Sazhin, B. S., Frolov, V. F. (1986). Raschety apparatov kipiashego sloia. Leningrad: Himiia, 352.

Pavlov, K. F., Romankov, P. G., Noskov, A. A. (1987). Primery i sadachi po kursu protsessov i apparatov himicheskoi tehnologii. Ed. 10. Leningrad: Himiia, 572.

Vagraftik, N. B. (1972). Spravochnik po teplofisicheskim svoistvam gasov i zhidkostei. Ed. 2. Moscow: Nauka, 721.


GOST Style Citations


Трушина, Г. С. Значение угольной промышленности в развитии мировой энергетики [Текст] / Г. С. Трушина, М. С. Щипачев // Уголь. – 2011. – № 10. – С. 40–42.

Ярошевський, С. Л. Пиловугільне паливо – реальна і ефективна альтернатива природному газу в металургії [Текст] / С. Л. Ярошевський // Метал і литво України. – 2006. – № 3. – С. 15–20.

Логутова, Т. Г. Інноваційний економічний ресурс у металургійній галузі України [Текст] / Т. Г. Логутова, О. В. Полторацька // Інноваційна економіка. – 2015. – № 1. – С. 18–23.

ТУ У 10.1-30962337-006:2009. Угли каменные для пылеугольного вдувания в доменную печь [Текст]. – Введ. 09.08.2012. – Вид. офіц. – Д.: Донецькстандарт метрологія, 2012. – 20 с.

BP Statistical Review of World Energy [Electronic resource]. – Pureprint Group Limited, UK, June 2015. – Available at: \www/URL: https://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/energy-economics/statistical-review-2015/bp-statistical-review-of-world-energy-2015-full-report.pdf

Саранчук, В. Стан вуглехімії в Україні [Електронний ресурс] / В. Саранчук // Донецький Вісник Наукового Товариства ім. Шевченка. – Т. III. – Режим доступу: \www/URL: http://ruthenia.info/txt/donvisn/t3/02.html

Долгий, В. Я. Кадастр угольных шахтопластов, предусмотренных к обработке шахтами и разрезами Госуглепрома Украины с характеристикой горно-геологических, горнотехнических условий и показателей качества углей [Текст] / В. Я. Долгий, Н. Э. Капланец, П. П. Шведик, М. Д. Шамало, В. А. Долая, Л. А. Лісникова. – Д.: ДонУгИ, 2001. – 125 с.

Васильев, Ю. С. Угли для коксования и пылеугольного топлива [Текст]: монография / И. Д. Дроздник, А. Г. Старовойт, В. Г. Гусак, Ю. В. Филатов, А. В. Емченко; под ред. Ю. С. Васильева. – Харьков: ИПЦ «Контраст», 2011. – 188 с.

Pyshyev, S. Optimization of oxidation desulphurization of power-generating coal [Text] / S. Pyshyev, H. Bilushchak, V. Gunka // Chemistry & Сhemical Technology. – 2012. – Vol. 6, № 1. – P. 105–111.

Pyshyev, S. Study of oxidative desulphurization process of coal with different metamorphism degrees [Text] / S. Pyshyev, V. Gunka, Y. Prysiazhnyi, K. Shevchuk, A. Pattek-Janczyk // Journal of Fuel Chemistry and Technology. – 2012. – Vol. 40, № 2. – Р. 129–137. doi:10.1016/s1872-5813(12)60009-7

Пиш’єв, С. В. Основи технології оксидаційного очищення рідких та твердих палив [Текст]: автореф. дис. докт. техн. наук: 05.17.07 / С. В. Пиш’єв; Національний університет «Львівська політехніка». – Львів, 2013. – 42 с.

Присяжний, Ю. В. Знесірчування та застосування кам’яного вугілля з середнім ступенем метаморфізму [Текст]: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.17.07 / Ю. В. Присяжний; Національний університет «Львівська політехніка». – Львів, 2012. – 23 c.

ГОСТ 11022-95. Топливо твердое минеральное. Методы определения зольности [Текст]. – Изд. офиц. – Введ. 1997-01-01. – К.: Госстандарт Украины, 2006. – 8 с.

ГОСТ 11014-2002. Угли бурые, каменные, антрацит и горючие сланцы. Ускоренный метод определения влаги [Текст]. – Изд. офиц. – Введ. 2003-01-01. – М.: Госстандарт России, 2003. – 7 с.

ГОСТ 6382-2001. Топливо твердое. Метод определения выхода летучих веществ [Текст]. – Изд. офиц. – Введ. 2003-01-01. – М.: Изд-во стандартов, 2003. – 16 с.

ГОСТ 30404:2000. Топливо твердое минеральное. Определения форм серы [Текст]. – Изд. офиц. – Введ. 2002-12-18. – К.: Госстандарт Украины, 2002. – 19 с.

ДСТУ 3528:1997. Паливо тверде мінеральне. Визначення вмісту загальної сірки. Метод Ешка [Текст]. – Вид. офіц. – Введ. 1992-03-12. – К.: Держспоживчстандарт України, 1997. – 27 с.

Скляр, М. Г. Химия твердых горючих ископаемых [Текст] / М. Г. Скляр, Ю. Б. Тютюнников. – К.: Вища школа, 1985. – 246 с.

Тодес, О. М. Аппараты с кипящим зернистым слоем [Текст] / О. М. Тодес, О. Б. Цитович. – Л.: Химия,1981. – 296 с.

Баскаков, А. П. Расчеты аппаратов кипящего слоя [Текст]: справочник / А. П. Баскаков, Б. П. Лукачевский, И. П. Мухленов и др.; под ред. И. П. Мухленова, Б. С. Сажина, В. Ф. Фролова. – Л.: Химия, 1986. – 352 с.

Павлов, К. Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии [Текст] / К. Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков. – 10-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1987. – 572 с.

Ваграфтик, Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей [Текст] / Н. Б. Ваграфтик. – 2-е изд., доп. и перераб. – М.: Наука, 1972. – 721 с.







Copyright (c) 2016 Сергій Вікторович Пиш’єв, Юрій Володимирович Присяжний, Марія Євгенівна Швед

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN (print) 2226-3780, ISSN (on-line) 2312-8372