РОЗРОБКА ПІЛОТНОЇ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОТРИМАННЯ РОЗЧИНУ ГУМАТІВ З БУРОГО ВУГІЛЛЯ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0821.2025.01.06Ключові слова:
буре вугілля, гумінові кислоти, гумати, гідрокавітатор, гідрокавітаційна активаціяАнотація
Буре вугілля є однією з найпоширеніших корисних копалин України. Розвідані запаси вугілля складають близько 3 млрд т. Глибина залягання вугілля не перевищує кількох десятків метрів, що суттєво полегшує його видобування. Основним недоліком українського бурого вугілля є його підвищена вологість (більш ніж 50 %) та зольність (20-30 %). Це робить нерентабельним енергетичне використання вугілля, зокрема, його газифікацію. Водночас, вугілля Дніпровського буровугільного басейну відрізняються високим вмістом гумінових кислот (близько 80% на органічну масу вугілля). Гумінові кислоти (ГК) – це фракція гумінових речовин, розчинна в слабких лужних розчинах, що є їх цінним компонентом. Отримані гумінові речовини можуть бути використані у сільському господарстві та хімічній промисловості. Вони забезпечують покращення якості ґрунту, збільшення врожаю та зниження використання хімічних добрив, що дозволяє зменшити вплив землеробства на довкілля. ГК також виконують важливі функції в промисловості та охороні навколишнього середовища. Особливе значення тут має очищення природних та стічних вод, а також рекультивація забрудненого ґрунту. Ефективність процесу виділення гумінових кислот з вугілля багато в чому визначається умовами контакту вугільних частинок з лужним розчином. Для вивчення процесу переробки бурого вугілля та досягнення максимального виділення розчинної частини запропоновано пілотну установку, основним апаратом якої є гідрокавітатор. Він забезпечує майже повне виділення гумінових речовин при незначному часі обробки. В статті приведені основні характеристики роботи окремих частин установки, визначені енергетичні витрати.
Посилання
Melnikov A., Miroshnychenko D., Karnozhytskyi P.P., Karnozhytskyi P.V. Sorption properties of brown coal processing products. Chem. Chem. Technol. 2024, vol. 18, no. 4, pp. 493–501. https://doi.org/10.23939/chcht18.04.493
Vorres K. S. Lignite and Brown Coal. In Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. John Wiley & Sons Inc, 2010. 29 p. https://doi.org/10.1002/0471238961.1209071422151818.a01
Svitlij Yu. G., Krut O. A., Bileckij V. S. Vitchiznyanij dosvid pererobki burogo vugillya na vodovugilne palivo // Energotehnologii i resursosberezhenie. 2013. T. 2. № 2. S. 5–10. URL: http:// nbuv. gov.ua/UJRN/ETRS_2013_2_3
Bileckij V. S. Vugillya bure // Velika ukrayinska enciklopediya. URL: https://vue.gov.ua/Vugillya_bure (data zvernennya: 03.03.2025).
Belov O., Shustov O., Adamchuk A., Hladun O. Complex Processing of Brown Coal in Ukraine: History, Experience, Practice, Prospects // Solid State Phenomena. 2018. Vol. 277. P. 251–268. https://doi.org/ 10.4028/ www.scientific. net/SSP.277.251
Smirnov V. O., Sergyeyev P. V., Bileckij V. S. Tehnologiya zbagachennya vugillya: navch. posibnik / Don. nac. tehn. un-t. – Doneck: Shidnij vidavnichij dim, 2011. – 474 s.
Sinicina A. O., Karnozhickij P. P. Bure vugillya – sirovina dlya otrimannya vodorozchinnih sorbentiv // Integrovani tehnologiyi ta energozberezhennya. 2023. T. 3. S. 67–77. https:// doi.org/10.20998/2078-5364.2023.3.06
Yashuk V. U., Koreckij A. P., Kovbasenko R. V., Dmitriyev O. P., Kovbasenko V. M. Guminovi rechovini – bezpechni regulyatori ekosistem. Kiyiv: Nacionalna akademiya agrarnih nauk Ukrayini, 2016. 89 s.
Maffia A., Oliva M., Marra F., Mallamaci C., Nardi S., Muscolo, A. Humic Substances: Bridging Ecology and Agriculture for a Greener Future. Agronomy 2025, vol. 15, no. 2, p. 410. doi: https://doi.org/10.3390/agronomy15020410
Shah M., Rodriguez-Couto S., Kumar V. New Trends in Removal of Heavy Metals from Industrial Wastewater. 1st Edition. Netherlands: Elsevier, 2021. 748 p. http://dx.doi.org/10.1016/C2019-0-04585-2
Lebedev V., Miroshnichenko D., Vytrykush N., Pyshyev S., Masikevych A., Filenko O., Tsereniuk O., Lysenko L. Novel biodegradable polymers modified by humic acids. Mater. Chem. Phys. 2023, vol. 313, p. 128778. https://doi.org/ 10.1016/j.matchemphys.2023.128778
Miroshnichenko D., Lebedeva K., Cherkashina A., Lebedev V., Tsereniuk O., Krygina N. Study of hybrid modification with humic acids of environmentally safe biodegradable hydrogel films based on hydroxypropyl methylcellulose. C. 2022, vol. 8, no. 4, p. 71. doi: 10.3390/c8040071
Mahler C. F., Svierzoski N. D. S., Bernardino C. A. Chemical Characteristics of Humic Substances in Nature. In Humic Substances. IntechOpen, 2021; pp. 139–153. https://doi.org/ 110.5772/intechopen.97414
Tipping E. Cation binding by humic substances. Cambridge Environmental Chemistry Series. No. 11. UK: Cambridge University Press, 2004. 434 p.
Pleten V. V. Gumati – novij metod u regulyuvanni produktivnosti // Naukovi zapiski CNTU. 2018. № 23. S. 164–168.
16. Rilskij O. F., Petrusha Yu. Yu., Dombrovskij K. O., Ohrimenko S.
G. Vpliv guminovih ta fulvovih kislot na zhivi organizmi ta perspektivi yih zastosuvannya v silskomu gospodarstvi, medicini ta veterinariyi // Agroekologichnij zhurnal. 2023. № 3. S. 143–153. https://doi.org/10.33730/2077-4893.3.2023.287774
Trohimenko G., Kibarov O. Rol fulvovih ta guminovih kislot u procesah biodegradaciyi zalishkiv gerbicidiv u grunti. V: Materiali XXIII Mizhnarodnoyi naukovo-praktichnoyi konferenciyi «Ekologiya. Lyudina. Suspilstvo» (7 grudnya 2023 r., m. Kiyiv). Kiyiv, 2023. S. 57–59. https://doi.org/10.20535/EHS2710- 3315.2023.29091218.
Kravchenko O., Miroshnychenko D., Karnozhytskyi P.P., Homan V., Karnozhytskyi P.V. (2024). Intensifying the process of extraction of humic acids from brown coal by using the hydrocavitation activation methodology. International Journal of Energy for a Clean Environment. Available online 19 September 2024. https://doi.org/ 10.1615/ InterJEnerCleanEnv. 2024053521
Desikan R., Thangavelu K., Uthandi S. Hydrodynamic Cavitation – A Promising Technology for Biomass Pretreatment. International Journal of Environmental Sciences & Natural Resources 2019, vol. 19, no. 2, 556015.https://doi.org/10.19080/IJESNR.2019.19.556015
Bis M., Montusiewicz A., Ozonek J., Pasieczna-Patkowska, S. Application of hydrodynamic cavitation to improve the biodegradability of mature landfill leachate. Ultrasonics Sonochemistry 2015, vol. 26, pp. 378–387. doi: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2015.03.003
Lebiocka M. Application of hydrodynamic cavitation to improve the biodegradability of municipal wastewater. Journal of Ecological Engineering. 2020, vol. 21, no. 6, pp. 155–160. https://doi.org/10.12911/22998993/123163
Kravchenko O. V., Suvorova I. G., Goman V. A., Musienko E. Yu., Danilenko A. M. Kompleks dlya provedeniya issledovanij processov proizvodstva, podgotovki i szhiganiya novyh vidov kompozicionnyh topliv // Modern Science: Researches, Ideas, Results, Technologies. 2013. T. 4, № SI.1. S. 150–160. URL: https://chiffa.org/ JournalEngine/engine/ index.php/ msj/ article/view/3 23
Han H., Liu A., Wang H. Effect of hydrodynamic cavitation assistance on different stages of coal flotation. Minerals. 2020, vol. 10, no. 3, pp. 221. https://doi.org/10.3390/min10030221
Nedbailo A., Ivanytsky G., Tselen B.Y., Radchenko N., Gozhenko L., Shchepkin V. Application of a pulsating dispersor as a hydrodynamic cavitation reactor for preparation of coal water fuel. Thermophysics and Thermal Power Engineering. 2023, vol. 45, no. 1, pp. 28–34. https://doi.org/10.31472/ttpe.1.2023.4
Kravchenko O., Suvorova I., Baranov I., Goman V. Hydrocavitational activation in the technologies of production and combustion of composite fuels. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies 2017, vol. 4(5(88)), pp. 33–42. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.108805
Suvorova I., Kravchenko O., Goman V., Baranov I. Criteria for Assessing the Energy-Ecological Effectiveness of using the Sludge of Waste Treatment Plants as Components of Liquid Composite Fuels. European Journal of Sustainable Development 2020, vol. 9(4), pp. 328–336. https://doi.org/10.14207/ejsd.2020.v9n4p328
