Вперше науково обгрунтовано склад паливної композиції й умови переробки сумішей твердих побутових відходів (ТПВ) і побічних продуктів коксохімічних заводів (КХЗ), які забезпечують підвищення екологічної безпеки процесу утилізації відходів за рахунок зниження кількісних показників викидів забруднювальних речовин у атмосферне повітря, а також зменшення частки фітотоксичної форми важких металів у твердому залишку спалення відходів. Вдосконалено теоретичні уявлення у галузі поводження з відходами виробництва та споживання у частині обгрунтування доцільності сумісної утилізації ТПВ і кам'яновугільних фусів як побічного продукту коксохімічних виробництв для одержання альтернативного палива. Вперше, на основі комплексного дослідження складу та властивостей паливних композицій ТПВ з відходами КХЗ встановлено, що застосування кам'яновугільних фусів у якості теплотворної домішки у суміші з побутовими відходами дозволяє підвищити теплоту згоряння та величину виходу летких речовин палива, зменшити вміст золи та вологи в порівнянні з безпосередньою термічною утилізацією ТПВ. Вперше розроблено імітаційну модель процесу термічної утилізації сумішей ТПВ з відходами КХЗ, що відрізняється від існуючих урахуванням стохастичності процесів емісії продуктів згоряння, і дозволяє оцінити стан забруднення атмосферного повітря в зоні впливу гіпотетичного підприємства зі спалення відходів.

  Скачати повний текст

Досліджено способи одержання вуглецевих наноструктур (ВНС) з твердих продуктів коксування вугілля електродуговим синтезом та ультразвуковим диспергуванням. Сформульовано й експериментально підтверджено гіпотезу щодо утворення ВНС у процесі коксування вугілля. Визначено, що початковою стадією зростання вуглецевих відкладень у коксових печах є утворення кластерів наночастинок на поверхні кладки коксових камер. З донецького вугілля та продуктів його коксування виділено ВНС, які розрізняються за типом і розмірами. З'ясовано, що ВНС, що містяться у продуктах коксування вугілля, не присутні первісно у вугіллі, а, отже, утворюються у коксовій камері та розподіляються потім у всіх продуктах коксування. Доведено, що ВНС утворюються переважно у підсклеповому просторі та на поверхні коксу. Встановлено можливість застосування твердих продуктів коксування (доменний і пековий кокс, відкладення піровуглецю) як анодів для одержання ВНС у плазмі електродугового розряду. Розроблено технологічну схему для промислової технології одержання ВНС з продуктів коксування.

  Скачати повний текст

Досліджено процес спікання попередньо ущільненого вугілля (УВ) та вугільних шихт (ВШ) для коксування з застосуванням технології трамбування вугільного завантаження. Проведено кількісну оцінку спікливості та спікливої здатності (СЗ) ущільненого вугілля (УВ) (шихт), розроблено новий метод прямого визначення даних характеристик вугілля (шихт). Визначено показники спікливості та СЗ вугілля різного ступеня метаморфізму як сировинної бази технології трамбування, а також критичні рівні показників для досліджених ущільнених шихт, нижче за яких не одержано кокс задовільної якості. Зазначено, що даний метод допомагає достовірно й оперативно прогнозувати якість коксу за показниками спікливості та СЗ ущільнених ВШ, а також робити оцінку та вибір спікливого вугілля різних марок для технології трамбування, що забезпечує одержання коксу з підвищеною механічною міцністю та низькою стиранністю. Проаналізовано вплив різних технологічних чинників на спікливість і СЗ УВ і ВШ. Визначено найбільш прийнятну неспікливу домішку - коксовий пил установки сухого гасіння коксу (УСГК) за допомогою розробленого методу неспікливих матеріалів (коксовий пил УСГК, коксовий дріб'язок, пил установки безпилової видачі коксу), які одержують у процесі промислового виробництва та сухого гасіння коксу з трамбованих ВШ.

  Скачати повний текст

Досліджено, що переважну долю у виробництві займає смола низького ступеня піролізованості. Вивчено можливі напрями модифікації властивостей в'яжучих пеків з метою нарощення вмісту високомолекулярних фракцій групового складу. Розроблено технологію термообробки пеку в присутності сульфату амонію для модернізації діючих установок з виробництва електродних пеків. Визначено технологію виробництва модифікуючої домішки на базі сульфованої антраценової фракції. Встановлено дослідницьку методику з визначення об'ємної частки мезофази в електродних пеках. Розглянуто технологію модифікації електродного пеку на базі низькопіролізованої кам'яновугільної смоли.

  Скачати повний текст

Висвітлено питання розвитку наукових основ забезпечення надійності роботи машин, агрегатів та обладнання виробничого комплексу з переробки твердих вуглецевих матеріалів у камерних печах на підставі системного підходу. Розроблено узагальнені математичні моделі надійності перспективних виробничих комплексів переробки твердих вуглецевих спікливих матеріалів у камерних печах. Встановлено закономірності зміни параметрів надійності. Розроблено математичні моделі утворення тріщин у кладці коксових печей, напружено-деформованого стану робочої маси, а також алгоритм розрахунку агрегатів безперервної дії для термічної переробки попередньо спресованих вуглецевих матеріалів.

  Скачати повний текст

Досліджено, що переважну долю у виробництві займає смола низького ступеня піролізованості. Вивчено можливі напрями модифікації властивостей в'яжучих пеків з метою нарощення вмісту високомолекулярних фракцій групового складу. Розроблено технологію термообробки пеку в присутності сульфату амонію для модернізації діючих установок з виробництва електродних пеків. Визначено технологію виробництва модифікуючої домішки на базі сульфованої антраценової фракції. Встановлено дослідницьку методику з визначення об'ємної частки мезофази в електродних пеках. Розглянуто технологію модифікації електродного пеку на базі низькопіролізованої кам'яновугільної смоли.

  Скачати повний текст

Розроблено комплексну технологію знешкодження екологічно-небезпечних рідких відходів коксохімічних виробництв (КВ). Проаналізовано особливості проходження процесів нейтралізації та біологічної очистки даних відходів. Доведено ефективність застосування нейтралізації як першої стадії знешкодження рідких токсичних відходів (РТВ) для зниження надзвичайно високих концентрацій аміаку, фенолів, піридину, солевмісту в РТВ, а також ефективність застосування біологічної доочистки для видалення амонію як другої стадії комплексної технології. Досліджено динаміку вмісту основних забруднювальних речовин та осадження продуктів реакцій залежно від зміни pH. Встановлено Anammox-процес в активних мулах очисних споруд України. Визначено оптимальні технологічні умови проходження даного процесу в РТВ КВ та ефективність його застосування для очистки РТВ від амонію. Доведено, що використання текстурованого волокнистого носія "ВІЯ" інтенсифікує Anammox-процес.

  Скачати повний текст

Проведено теоретичні й експериментальні дослідження процесів селективного вилучення ціаністого водню слабкими лужними содовими розчинами, впливу баластних сполук на абсорбцію та регенерацію кислих компонентів коксового газу. Запропоновано нові підходи щодо критерію розподілу потоків двоступеневої вакуум-карбонатної сіркоочистки. Розглянуто вплив баластних сполук на процес абсорбції, а також регенерації з застосуванням поняття іонної сили розчину. На підставі одержаних експериментальних даних з'ясовано, що за умов абсорбції ціаністого водню слабкими лужними розчинами вирішальну роль щодо селективності очистки ціаністого водню за присутності сірководню відіграє лужність розчину та менша pH розчину, за умов регенерації HCN вирішальну роль має pH розчину. Розроблено технологічний режим селективного уловлювання ціаністого водню, який впроваджено на ВАТ "АрселорМіттал Кривий Ріг". За цього річний економічний ефект становить 107 тис. грн. Для деціанізації барометричного конденсату та безпечної утилізації відпрацьованого розчину для установки ВАТ "АрселорМітал Кривий Ріг" Гіпрококсу розроблено технологічне завдання на проектування.

  Скачати повний текст

Сформульовано нові положення щодо факту - добра коксівна здатність за обмеженої спікливості зумовлюється наявністю у структурі низьковідновленого вугілля відносно стабільних киснево(азот)вміщувальних фрагментів, розпад яких під час коксування супроводжується створенням поздовжнього та поперечного зшиття вуглецевих сіток, які зміцнюють структуру коксу. Сформульовано нові положення щодо різних механізмів перетворення надмолекулярної структури вугілля у процесі коксування, а саме: площинного у добре спікливого відновленого та об'ємного - у обмежено спікливого низьковідновленого вугілля. Науково обгрунтовано доцільність зарахування вугілля шахти "Красноармійська-Західна N1" дло марки КЖ генетичного типу "а" щодо відновленості. Розроблено та рекомендовано для промислового використання марочні склади шихт, які містять тільки низьковідновлене вугілля Донбасу, а також шихт на підставі вугілля шахти КЗ-1, що містить вугільні компоненти, імпортовані з Росії, США, Австралії.

  Скачати повний текст

Розроблено технології з використання біологічно очищених стічних вод коксохімічного виробництва для підживлення систем оборотного охолоджувального водопостачання. Запропоновано метод запобігання карбонатним відкладенням, заснований на конкуруванні біологічних процесів нітрифікації в оборотних системах за лужність оборотної води з процесами накипоутворення. Новедено рекомендації й алгоритм розрахунку усіх якісних і кількісних характеристик використання біологічно очищених стічних вод для підживлення систем оборотного водопостачання. Визначено економічну ефективність використання біологічно очищених стічних вод для підживлення систем оборотного водопостачання ВАТ "Ясинівський коксохімічний завод".

  Скачати повний текст

Розроблено метод оцінювання рівня технічного стану стикувальних вузлів коксових батарей. Досліджено питання щодо прогнозування їх довговічності на стадії проектування. Для оцінювання надійності стикувальних вузлів запропоновано критерії порушення функціонування та герметичності. За методами теорії подібностій аналізу розмірностей комплексні критерії враховують параметри технічного стану вузлів, а також функції, що відображають ступінь впливу експлуатаційних і конструктивних чинників на процес розгерметизації та втрати функціональних властивостей стикувальними елементами. Розроблено математичну модель напружено-деформованого та температурного стану стикувальних вузлів, на базі якої визначено межові значення критеріальних функцій для кожного елементу та з'єднання стикувальних вузлів, за яких є гарантованою безвідмовна робота елементів. Визначено періоди безвідмовної роботи елементів даних вузлів. Розроблено рекомендації щодо проведення ремонтно-відновлювальних робіт, а також технічні рішення стосовно підвищення надійності придверної зони коксових печей.

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичні та технологічні засади одержання полімерної сірки з натрію тіосульфату - відходу промислового виробництва. Виявлено технологічні закономірності процесів одержання полімерної сірки. З'ясовано, що полімерна сірка, одержана з відхідних розчинів натрію тіосульфату за фізико-хімічними характеристиками не поступається полімерній сірці торгівельної марки "Krystex". Встановлено, що полімеризований хінгідрон, який знаходиться у відхідному розчні, за кислотного розкладу натрію тіосульфату стабілізує макромолекули полімерної сірки, що позитивно впливає на її якість. Виявлено вплив компонентів розчинів хінгідронного та содо-миш'якового методів очистки, а також температури, співвідношення реагентів на якість та вихід полімерної сірки. Встановлено, що натрій тіоцианат, який міститься у відхідних тіосульфатних розчинах, за кислотного розкладу утворює з нітратною та хлоридною кислотами сполуки, які в подальшому відділити від полімерної сірки практично неможливо, що обумовлює необхідність проведення його попереднього відділення. Виявлено, що найбільш ефективним методом розділення є кристалізаційний. Встановлено, що в процесі вулканізації каучуку полімерною сіркою, одержаною кислотним розкладом тіосульфатних розчинів, які містять полімеризований хінгідрон, утворююється високоякісна гума. Визначено технологічні режими процесів одержання полімерної сірки кислотним розкладом відхідних тіосульфатних розчниів промислового виробництва нітратною та хлоридною кислотами. Розроблено технологічні схеми даних процесів, показано їх економічну ефективність.

  Скачати повний текст

Запропоновано механізм взаємодії вугілля з пластмасами, який полягає у впливі рідких продуктів, їх деструкції на макромолекулярну структуру органічної маси вугілля шляхом послаблення чи підсилювання невалентних зв'язків у ній за рахунок електронно-донорної активності ароматичних продуктів, або електронно-акцепторної активності аліфатичних ненасичених продуктів деструкції пластмас. Експериментально визначено кінематичну в'язкість сумішей вугілля та пластмас у системних одиницях, що дозволило порівняти їх в'язкість з в'язкістю відомих продуктів коксування вугілля. Установлено, що поліолефіни знижують текучість вугільної пластичної маси, а полімери ароматичної природи - збільшують, що доводить вплив пластмас різних видів на якість коксу. Сформульовано гіпотезу про хімічну схему сумісного піролізу вугілля та високомолекулярних сполук і показано, що ненасичені продукти термодеструкції високомолекулярних сполук, які є акцепторами водню, прискорюють реакції конденсації продуктів піролізу вугілля, а ароматичні продукти термодеструкції високомолекулярних сполук, які є донорами водню, уповільнюють ці реакції. Визначено, що хімічна взаємодія продуктів термодеструкції вугілля та пластмас забезпечує перехід частини вуглецю останніх у кокс. З'ясовано закономірність зміни властивостей пластмас від в'язко-пружних до пружно-крихких за їх термічної обробки на стадії підготовки відходів пластмас до коксування.

  Скачати повний текст

Розв'язано конкретну науково-практичну задачу покращання якості доменного коксу шляхом удосконалення теплового режиму коксування вугільної шихти. Для покращання прогріву довжини коксового пирогу розроблено метод розподілу теплоносія, який базується на усередненій оцінці ваги вугільної шихти на різних ділянках камери коксування. Розроблено імітаційно-комп'ютерну модель теплопереносу в опалювальних каналах коксових печей, що враховує склад теплоносія, конструктивні та технологічні фактори, а також рециркуляцію продуктів горіння. Установлено механізм появи відкладень у газопідводящій арматурі коксових печей з нижнім підводом, суть якого полягає у реалізації фазових переходів, що відбуваються у компонентах опалювального газу у зоні низьких температур. Для стабілізації режиму обігріву відносно часу розроблено нову конструкцію вузла нижнього підведення опалювального газу у вертикалі коксових печей. Впровадження оптимального розподілу коксового газу вздовж обігріваючих простінків батареї N1 КХВ ВАТ "МК "Азовсталь" за розробленим методом дозволило одержати додатковий прибуток 10,44 грн. на тонну сухого доменного коксу.

  Скачати повний текст

Запропоновано шляхи оптимізації реакційної здатності коксу на базі удосконалення сировинної бази та технології коксування. Теоретично й експериментально обгрунтовано умови проведення випробування, що забезпечують скорочення тривалості та підвищення точності вимірювання реакційної здатності та термомеханічних властивостей коксу. Виконано метрологічну атестацію удосконаленої методики та апаратури. Встановлено, що під час випробування згідно з методами "NSC" та УХІНу газифікація коксу протікає в дифузійному режимі як і в доменній печі. Встановлено, що механізм руйнування коксу полягає, переважно, у стиранні поверхневих шарів, ослаблених дією термічних і хімічних чинників. На підставі аналізу даних моделей сформульовано практичні рекомендації щодо сировинної бази, що включає донецьке та імпортоване вуглля. Наведено пропозиції щодо застосування розроблених методики та моделей якості коксу під час формування сировинної бази виробництва коксу на Авдіївському, Запорізькому та Маріупольському КХЗ. Встановлено, що економічний ефект використання розробленої методики за умов ВАТ "Маркохім" та ВАТ МК "Азовсталь" складає 1,565 млн грн. Виявлено, що стоншення помелу, збільшення щільності шихти, введення до її складу обмаслюючих домішок, механічний тиск, підвищення ступеня готовності та застосування "сухого" гасіння коксу супроводжуються зниженням реакційної здатності та збільшенням термомеханічної міцності коксу. З'ясовано, що використання у складі шихти домішок (коксового дрібняку, високозольного промпродукту збагачення вугілля, червоного шламу), що не спікаються, супроводжується підвищенням реакційної здатності та зниженням термомеханічної міцності коксу.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Теоретично обгрунтовано вплив роздавлюючих навантажень на міцнісні характеристики коксу. Розроблено нову методику визначення термічної стійкості коксів. Показано співвідношення розробленого показника індексу роздавлювання зі стандартними методиками визначення якості коксу. Розроблено прогнозні рівняння, що дозволяють на базі показників якості вихідної шихти, умов підготовки та режиму коксування прогнозувати міцнісні характеристики одержуваних коксів. Розроблено й апробовано заходи та технологічні прийоми, що дозволяють одержати кокси з поліпшеними прогностичними характеристиками.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Сформульовано та кількісно описано основні закономірності метаморфізму як природного процесу, що формує хімічний і енергетичний потенціали палива, а також кінетичні моделі вуглефікації твердого палива, які забезпечують можливість науково-обгрунтованого вибору вугілля для складання шихти з метою одержання хімічних продуктів заданого складу. Визначено температурно-часові інтервали утворення основних первинних продуктів піролізу вугілля різного ступеня метаморфізу. З'ясовано, що рідкі продукти піролізу пластмас різних типів впливають на макроструктуру ОМВ і, тим самим, змінюють вихід і склад первинних продуктів коксування вугільних шихт. Експериментально показано, що парогазові хімічні продукти (ПГП) після утворення рухаються на "гарячу" та "холодну" сторони від пластичного шару. Обгрунтовано гіпотезу про вертикальний рух у завантаженні газоподібної фази, що утворюється і установлено переважну роль розпеченої "шапки" коксового пирога у вторинному піролізі. Для збільшення виходу та збереження первинного складу ПГП рекомендовано: екранування чи охолодження зводу камери коксування з метою зниження рівня радіаційного теплопереносу; зменшення часу перебування ПГП у підсклепінному просторі за рахунок збільшення висоти завантаження з урахуванням величини його усадки та зниження тиску на виході з камери, а також застосування декількох газозбірників; зменшення часу перебування з одночасним зниженням температури у підсклепінному просторі шляхом організації рециклу зворотного коксового газу; зниження рівня обігріву та встановлення оптимального розподілу температур за висотою камери; роздільний відбір основних ПГП з застосуванням не менше двох газозбірників. Сформульовано теоретичні представлення про механізм усадочних явищ, розроблено математичну модель обігріву промислової коксової печі для розрахунку температурних полів у завантаженні, що дозволяє визначити схему роздільного відбору різних ПГП. У межах системного підходу до аналізу коксохімічного виробництва розроблено метод розрахунку буферних систем для ефективної стабілізації параметрів технологічних потоків і, як наслідок виходу та складу хімічних продуктів коксування вугільних шихт.

  Скачати повний текст