Сергей Эдуардович, доброе утро!
Мне Александр Георгиевич поручил заняться отчетом по проекту "Самрук-Казына", нужно его подвести под ТЗ.
Я подготовила табличку, прошу Вас её заполнить, нужны конкретные данные для отчета:
Основное содержание научно-исследовательских работ заключалось в следующем: Исследовать 3 пробы угля (проба «Склад», проба «ПЛ-300» и проба «за ММТ») и выполнить следующее:
Основной задачей исследования свойств углей Экибастузского угля разного помола было определить возможность наносить на частицы угля пленки веществ, которые могли бы изменять характеристики зажигания и горения таких частиц, а при транспортировке резко уменьшать генерации пыли ( при перевозке, пересыпке угля).
Работы поводились по идеологии ранее полученных патентов НГУ.
Новым был тип угля, полученный из Казахстана, с которым мы ранее не работали.
Задача создать полный научный отчет у нас не ставилась, так как работы проводились фактически в инициативном порядку НГУ.
Но некоторые результаты мы кратко изложим ниже.
Были подобраны ряд веществ, исходя из наших ранних работ. Которые должны были решить задачи, указанные выше.
Так как эти вещества еще не запатентованы (включая способ их нанесения), они будут иметь свой шифр для качественного описания их действия.
1- вещество ЕФ-1-З, наиболее оптимальное для получения минимального угла смачивания ( то есть получения тонкой пленки и быстрого ее затекания в щели угольных частиц). В ряде случаев температурный интервал разложения не достаточно высок для определенных задач с углем.
2 - ПТр-3-2 двух и трехвалентные соединения, отличаются высокой растворимостью, и наличием магнитных диполей, что позволяет использовать внешние магнитные поля для процесса нанесения пленки.
3 - ПLС – 2019 – А позволяет получать наиболее высокотемпературные пленки на угле.
4 – ЗРН – 12 – 2 - Наиболее дешевый реагент, выполняет части функции первого очистного слоя на угле, перед нанесением реагентов для создания нано-пленочки
Приведем таблицу критериев по исследованию этих веществ.
После таблицы в Приложениях некоторые результаты в основном в фотографиях.
№ Критерий Результат
1 Определить коэффициенты растекаемости растворов жидкого стекла с добавками на поверхности углей до дробления и после дробления угля. Коэффициенты растекания можно связать с краевым углом смачивания, который легко определяется экспериментально.
ЕФ-1-З - самое мощное средство для растекания и создания чистейшего крепкого зольного бетона (который иногда тоже используется в создании оболочки в больших по размерам частицам. Проба Склад. Также эффективно работает на уровне помола в ММТ, при соответствующем способе микровведении (в объем помола <<0.5% по массе).
ПТр-3-2 , испытан без и со смешиванием с ЕФ-1-3 в разных соотношениях. В оптимуме расход к массе угля ММТ помола менее << 0.03%.
ПLС – 2019 – А - практически не смачивает самостоятельно поверхность любого из трех типов помола Экибастузского угля. В ряде задач может является первичной загрузкой на ПЛ 300. Рекомендации – особенно оптимальный для пылеподавления совместно с ЕФ – 1 -3а
2 Определить коэффициента затекаемости жидкого стекла с добавками в трещины углей: в «старые», естественные после хранения, и в «новые», после высокодисперсного дробления. Основная задача испытываемых веществ – это в процессе перемещения, размола угольных частиц блокировать нано-пленкой не только новые поверхности, образующиеся при дроблении, но и затекать в новые щели. Это необходимо для температурного сдвига начала выделения летучих при процессах воспламенения. Наши рекомендации для фракции на ПЛ – 300, это ПLС – 2019 – А 10-15% и ЕФ-1-З 45-50%, остальное Н2О раствор с 9 <рH< 11 для стабилизации Са в минеральной фракции помола ММТ. Скорость затекания при этом составляет менее 0.3-0.6 секунд, что много меньше нахождения частиц в молотковой мельнице.
3 Провести огневые горелочные испытания углей с покрытиями и исследование кинетики образования оксидных наноплёнок, с целью определения коэффициентов и параметров, необходимых для построения численной модели по воспламенению и дегазации углей данного типа (на основе моделей, разработанных Пащенко С.Э. в период 1999-2004 гг, и соответствующих патентов НГУ2008-2019 гг.). Если проводить нанесение оболочки в молотковых мельницах, то ЖС вводится в молотильный объем в виде аэрозолей, который коагуляционно захватывается на поверхностях угольных частиц как в процессе дробления, так и позже. И дальше нам надо получить минимальный угол растекания, чтобы пленочка могла образовать максимально однородную оболочку вокруг угольной частицы. Которая и будет сдерживать выход летучих и влаги при прогреве частицы в факеле форсунки, тем самым изменяя качественно скорость воспламенения и процесса горения частицы в котле ТЭЦ.
На фото видно, как разгоряется частица угля в оболочке с меткой Na (желтый цвет) и растет ее диффузионная горящая оболочка. Был проведен анализ 150 траектория такого типа с разными оболочками. Результаты будут обобщены в отдельном отчете НГУ в 2021 году.
Исследование оболочек в температурах до 1200С с обдувом. Цель –промоделировать поведение оболочки на горящей частицы угля в котле ТЭЦ.
Найдено сочетание веществ для оболочки, которые решают это задачу Например, ПLС-2019-А плюс 7% ЗРН-12-2.
4 Разработать методику быстрого измерения ионности растворов угольно-зольного типа (10 измерений в минуту) для полевых измерений рН в будущих работах на угольных станциях разного типа (далее – Методика). Методика основывается на использование переносного ионнометра любого типа, при этом первичная калибровка осуществляется с помощью pH метра тоже полевого типа. А в дальнейшем измерение ионной проводимости сопровождается рН лакмусовыми полосками. При трех разовом измерении за 15 сек средняя воспроизводимость метода составляет лучше 10%. Особенно важна эта методика при работе с зольным остатком сгоревшего угля разного типа. Для больших пылеугольных котлов это практически определения растворимой фракции Са на разных этап производственной цепочки. (приложение -фото, графики).
Полевые приборы для определения
рН и ионности растворов для создания оболочек на частицах углей разного размера.
5 Подготовить описание методики для оформления заявки на патент. Черновик заявки на патент написан. Для дальнейшего продвижения заявки необходимо прямой финансирование затрат патентному отделу.
Прототип подготовленного патента.
Черновик патента.
Способ создания и использования золового раствора на базе золы от ТЭЦ на буром угле для проведения эпидемических работ по уничтожению вирусов в условиях пандемии.
Реферат
Изобретение относится к очистке и дезинфекции поверхностей и может быть использовано в быту, медицине и на производстве.
Особенно в условиях пандемии, когда надо проводить массовые эпидемические опыления больших поверхностейю. Способ заключается в противовирусной обработке золовым раствором поаерхностей, включая и маски – фильтры одноразового и многоразового использования. Изобретение обеспечивает эффективную очистку и воздуха, как за счет захвата аэрозоля и вирусов на капли распыла, так и за счет связывания аэрозолей и вирусов на поверхности, предотвращая их вторичный подъем. Отличительная черта метода - уничтожения структуры вируса (развал жировой прослойки склеивания функциональных блоков (реакция Шевреля)) за счет предлагаемой системы принудительного капсюлирования 100нм частиц вируса в высокощелочной – до 13рН, растворе - оболочке.
Отличительная особенность прикладного аспекта предлагаемого способа является приготовления растворов из отходов производства ТЭЦ – золы. Прошедшей температуры 1200-1600С, и обладающая уникальными свойства для решения поставленной задачи.
Адаптировать методику отбора зольных частиц методами вакуумных отборников (патенты НГУ – Пащенко) для разных точек котла и фильтров. Разработка инструкции по применению методики. Методика создана. Инструкция написана. Имеется пять образцов вакуумных отборников, которые при условии финансирования могут быть переданы Заказчику. С параллельным обучением его персонала.
7 Разработать рекомендации по применению полученных результатов в полномасштабных производственных условиях на ТЭЦ-2 совместно с Заказчиком для ТЭЦ-2 (Алма-Ата, РК).
Разработаны рекомендации исходя из характеристик ТЭЦ-5 города Новосибирска. Для ТЭЦ-2 Алматы работа по согласованию с заказчиком параметров котлов еще не начата.
НГУ опробовал около 10 разных головок распыла раствора на уголь для создания пленки с нужными характеристиками.. И сейчас имеет конкретные рекомендации в зависимости от поставленной задачи по углю с пленкой.
Расширенный материал по пунктам.
Критерий 1 - Определить коэффициенты растекаемости растворов жидкого стекла с добавками на поверхности углей до дробления и после дробления угля.
- Привести не смачиваемость золы коэффициенты, и для углей их сделать
- Фото с краевыми углами смачивания – обобщить много есть, смотреть в неразобранных, в отчетах, и в Фейсбуке
- взять еще из наших старых патентов
-
Критерий 2
Работа с щелями углей разного размера, включая введения смесей разных веществ. Задача для 1230 см куска каменного угля, полностью закрыть щели и контролировать это по выделению метанов. Отметим, что в каменный углях задача решается проще, чем в бурых углях Экибастузского месторождения.
Критерий 3
Второй важнейший параметр для оптимизации создания оболочки – это определение коэффициентов растекания ЖС с добавками на пылеугольных частицах микронного размера (от 0.1 и до 150 мкм). Если проводить нанесение оболочки в молотковых мельницах, то ЖС вводится в молотильный объем в виде аэрозолей, который коагуляционно захватывается на поверхностях угольных частиц как в процессе дробления, так и позже. И дальше нам надо получить минимальный угол растекания, чтобы пленочка могла образовать максимально однородную оболочку вокруг угольной частицы. Которая и будет сдерживать выход летучих и влаги при прогреве частицы в факеле форсунки, тем самым изменяя качественно скорость воспламенения и процесса горения частицы в котле ТЭЦ.
Второй важнейший параметр для оптимизации создания оболочки – это определение коэффициентов растекания ЖС с добавками на пылеугольных частицах микронного размера (от 0.1 и до 150 мкм). Если проводить нанесение оболочки в молотковых мельницах, то ЖС вводится в молотильный объем в виде аэрозолей, который коагуляционно захватывается на поверхностях угольных частиц как в процессе дробления, так и позже. И дальше нам надо получить минимальный угол растекания, чтобы пленочка могла образовать максимально однородную оболочку вокруг угольной частицы. Которая и будет сдерживать выход летучих и влаги при прогреве частицы в факеле форсунки, тем самым изменяя качественно скорость воспламенения и процесса горения частицы в котле ТЭЦ.
Критерий 4
Разработать методику быстрого измерения ионности растворов угольно-зольного типа (10 измерений в минуту) для полевых измерений рН в будущих работах на угольных станциях разного типа (далее – Методика).
Методика основывается на использование переносного ионнометра любого типа, при этом первичная калибровка осуществляется с помощью pH метра тоже полевого типа. А в дальнейшем измерение ионной проводимости сопровождается рН лакмусовыми полосками. При трех разовом измерении за 15 сек средняя воспроизводимость метода составляет лучше 10%. Особенно важна эта методика при работе с зольным остатком сгоревшего угля разного типа. Для больших пылеугольных котлов это практически определения растворимой фракции Са на разных этап производственной цепочки. (фото, графики).
Критерий 4
Критерий 7
Разработать рекомендации по применению полученных результатов в полномасштабных производственных условиях на ТЭЦ-2 совместно с Заказчиком для ТЭЦ-2 (Алма-Ата, РК).
ЗРН-12- 2 (фото внизу) позволяет создавать пленки на влажных углях толщиной от 30нм и до 3-5 мкм). Имеет четкое взаимодействие с атмосферной влагой и СО2, что позволяет регулировать скорость роста и пористость пленки только из вещества ЗРН-12- 2.