Исследователи СО РАН выяснили, что облучение угля повышает степень его переработки

Исследователи СО РАН выяснили, что облучение угля повышает степень его переработки

При сжигании переработанного угля вместо природного значительно снижаются экологические риски

Специалисты трех российских институтов (Института химии твердого
тела и механохимии СО РАН — ИХТТМ СО РАН; Тувинского института
комплексного освоения природных ресурсов СО РАН — ТувИКОПР СО
РАН, Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН — ИЯФ СО
РАН) провели серию экспериментов по облучению образцов угля из
Каа-Хемского угольного месторождения (Республика Тыва) на
промышленном ускорителе электронов ИЛУ-6. Установлено, что
обработка позволяет значительно повысить степень переработки угля
в технологически значимые продукты, а также снизить экологические
риски при сжигании переработанного угля вместо природного,
сообщает пресс-служба ИЯФ СО РАН. Результаты опубликованы в
журнале «Химия в интересах
устойчивого развития»
.

Каменный уголь, как правило, включает в себя две основные
составляющие: жидкие углеводороды и минерализованную часть.
Количество извлекаемых из угля жидких углеводородов (пек) зависит
от разных факторов, основной из которых – степень углефикации
(метаморфичности): чем старше уголь, тем дольше длилось
воздействие повышенного давления и температуры, тем ниже будет
содержание экстрагируемых из угля компонентов. Команда российских
ученых провела серию экспериментов по облучению релятивистскими
электронами каменного угля среднеюрского возраста марки ГЖ
(газовый жирный) с Каа-Хемского месторождения, которое служит
основным поставщиком угля для отопления в Республике Тыва.

«Особенность тувинского угля в том, что в нем очень много жидких
углеводородов — пека, — рассказывает главный научный сотрудник,
заведующий лабораторией ИХТТМ СО РАН, доктор химических наук
Борис Толочко, — Существуют различные способы экстракции жидких
углеводородов из каменного угля, однако «выход» пека получается
небольшой. Одним из способов увеличения глубины переработки может
стать обработка угля электронами. Мы провели серию экспериментов
с использованием промышленного ускорителя ИЛУ-6 (ИЯФ СО РАН) и
установили, что из угля, подвергшегося электронной обработке
увеличивается выход жидких углеводородов на 40-60 %. Так
происходит потому что жидкие углеводороды химически связаны с
высокометаморфизованной частью угля, а электроны разрывают эти
связи. В будущем из выделенного пека можно будет получать масла,
пластмассы и горючие газы так же, как сейчас получают из нефти.
Облучение угля электронами позволяет получить ещё один продукт –
экологически чистый уголь, не выделяющий при сгорании сильнейшие
канцерогены – ароматические соединения, в изобилии присутствующие
в составе необработанного угля Каа-Хемского месторождения».

Облучение каменного угля – это не первый опыт обработки полезных
ископаемых в ИЯФ СО РАН. «Несколько лет назад мы вместе со
специалистами ИХТТМ СО РАН провели большую работу по изучению
влияния релятивистских электронов на нефть и тяжелые нефтяные
остатки, — рассказывает заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН,
кандидат технических наук Александр Брязгин. – В ходе
экспериментов было установлено, что пучок электронов, получаемый
на нашем ускорителе, инициирует процесс переработки тяжелой нефти
и гудрона в жидкие углеводороды и олефины. Кроме того, совместно
со специалистами Института горного дела СО РАН мы провели серию
экспериментов по облучению твердых остатков руд черных и цветных
металлов, которые плохо поддаются переработке. В результате было
установлено, что после воздействия радиации, измельчить такие
остатки становится намного проще – таким образом можно
значительно повысить коэффициент полезного использования сырья».

По словам Александра Брязгина, ИЯФ СО РАН занимается разработкой
и производством промышленных ускорителей уже более сорока лет. На
сегодняшний день это универсальный инструмент, который подходит
для проведения работ в самых разных областях науки и
производства.

Иллюстрация: Структура коксовых остатков угля, облученного
электронным пучком. Макросъемка. Фото: Солангы Ондар

Источник: www.inp.nsk.su

Источник: scientificrussia.ru