Химия твердого топлива

Установлено влияние газовой среды при пробоподготовке, гранулометрического состава, продолжительности контакта с воздухом и стадии метаморфизма на процесс сорбции углями кислорода из воздушной среды. Показано, что проведение пробоподготовки в воздушной атмосфере приводит к первичному окислению реакционной поверхности углей, что вносит погрешность при последующем определении скорости сорбции кислорода. Мелкодисперсные угольные фракции (0–0.2 мм) с более развитой внешней поверхностью обладают повышенной активностью к поглощению кислорода. Скорость сорбции кислорода максимальна в начальный момент взаимодействия нативных углей с воздухом и снижается по мере продолжительности контакта. Наибольшей сорбционной активностью отличаются наименее метаморфизованные каменные угли марки Д с высоким содержанием реакционноспособных функциональных групп и развитой пористой структурой.

Проведено исследование активных углей полученных методом термохимической активации с NaOH из верхового торфа Европейского Севера России c различными видами предобработки (дебитуминизация и предпиролиз). По результатам низкотемпературной адсорбции азота, полученные активные угли относятся к адсорбентам, в структуре которых преобладают микропоры. Удельная поверхность пор углей достигает 2330 м²/г, суммарный объем пор – 1.44 см³/г. Установлено, что внедрение стадии предпиролиза позволяет существенно увеличить выход активных углей. Для исходного торфа рост составляет 28%, обезбитуминированного – 97%, а также существенно улучшить их сорбционные характеристики. Показано, что слаборазложившийся верховой торф Европейского Севера России может использоваться в качестве сырья для получения высокоэффективных углеродных микропористых адсорбентов.

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния начальной влажности хвои кедра на временные характеристики зажигания водоугольных суспензий на основе энергетического угля марки Д. В качестве ускоряющей процесс зажигания добавки использовалась биомасса (опавшая и свежесрезанная хвоя кедра). Проведен анализ влияния начальной влажности растительной добавки в составе водогольных суспензий на времена задержки зажигания. Установлено, что начальная влажность хвои кедра не оказывает значимого влияния на временные характеристики процесса зажигания топлива (различие не превышает 4%), но добавление хвои приводит к существенному снижению времен задержки зажигания (ВУС зажигается быстрее в среднем на 15%).

Приведены результаты получения карбида титана безвакуумным электродуговым методом с применением различного рода биоуглерода, полученного классическим пиролизом отходов биомассы, таких как цедра мандарина, цедра помело, банановая кожура, скорлупа кедровых орехов, скорлупа грецких орехов. Анализ рентгеновских дифрактограмм синтезированных материалов показал повторяемость эксперимента с получением дифракционных максимумов, указывающих на формирование кубической структуры карбида титана. Анализ термического окисления полученных порошков показал, что до 1000°С процесс протекает достаточно медленно, но с повышением температуры скорость окисления существенно увеличивается. Установлено, что при термическом нагреве в окислительной среде масса исследуемых порошков карбида титана, полученных с использованием различных видов углерода, увеличивается, что подтверждает термогравиметрический анализ.

Новейшие достижения современной химии предоставляют ученым-экологам способность идентифицировать и отслеживать разлитых остатков нефти в различных средах. Соединения, обычно используемые для идентификации источника разлитой нефти, называются биомаркерами, они универсальны в сырой нефти и нефтепродуктах и, как правило, более устойчивы к атмосферным воздействиям окружающей среды, чем большинство других составляющих нефтей. Распределение биомаркерных соединений уникально для каждой нефти. Индексы “отпечатков пальцев”, рассчитанные на основе нефтяных отпечатков, обеспечивают стабильный и полезный инструмент для определения соответствия или несоответствия различных остатков нефти, присутствующих в некоторых образцах окружающей среды. В представленной работе освещены основные биомаркеры нефти, их роль в процессах изучения нефти и ее месторождений, а также показаны результаты собственных исследований авторов статьи.

Выполнен анализ корреляционных связей между зольностью угля (A^d_ср) и содержаниями золообразующих элементов. Выявлены значимые положительные парные корреляции в накоплениях SiO₂, Al₂O₃, TiO₂ и каждого из них с зольностью A^d_ср (r^кр_0.05=0.23). В группе Fe₂O₃, MgO, CaO значимая положительная корреляция наблюдается между накоплениями только Fe₂O₃ и MgO, но каждый из них коррелирует с A^d_ср отрицательно. Проведен качественный анализ распределений петрохимических модулей (ГМ, АМ, ЖМ, ТМ) золы угля пласта 2.2-Улуг Межегейского месторождения. Гидролизатная деструкция минерального вещества угля в 94% изученной выборки (n = 70) представлена супергидролизатами (ГМ_мин 2.07, ГМ_макс 7.45), нормогидролизатами (ГМ_мин 0.86, ГМ_макс 1.95), гипогидролизатами (ГМ_мин 0.56, ГМ_макс 0.84). Совокупный анализ корреляционных связей зольности угля (A^d_ср) с содержаниями золообразующих элементов и петрохимических модулей золы позволил установить происхождение золообразующих элементов – зола-носитель Fe аквагенна, зола-носители Al, Ti аллотигенны.