Характеристика твёрдого остатка плазменной паровой газификации горючего сланца

Wr	Adаf	Vdaf	Cf	Нf	Stdaf	Ndaf	(О+Р) f
0,00	94,00	0,00	2,58	1,54	0,00	0,36	1,52

Следует отметить, что соотношение СО/Н₂ при значительном изменении энергозатрат изменяется незначительно (1,55-2,35).

Качественный анализ показал отсутствие оксидов азота в отходящих газах, что согласуется с термодинамическим равновесным состоянием системы С-Н-N-S-О.

Сера, содержащаяся в исходном сланце, переходит в газовую фазу в виде Н₂S.

Полный состав газовой фазы процесса плазмохимической газификации горючего сланца в водяном паре представлен в табл.4.8.

В результате выполненной работы был найден рабочий режим излагаемого процесса. При указанных в табл. 4.8 мощностях и расходных параметрах лучшие результаты по выходу синтез-газа (СО+Н₂) – 96 % и минимальных энергозатратах (1,99 кВт.ч/кг синтез-газа и 1-1,5 кВт.ч/кг сланца) были получены при расходе водяного пара 21 кг/ч. Степень превращения углерода сланца в процессе его переработки равна 95 %.

Распределение металлов в продуктах плазмохимической переработки горючих сланцев Джамского проявления

Шлак, полученный в результате плазмохимической обработки сланцев, представлял собой стекловидную крупнокусковую массу серо-чёрного цвета. Был проведен рентгенофлюоресцентный анализ этого продукта и исходных горючих сланцев на содержание ценных компонентов. Основные результаты этого анализа представлены в табл.4.11.

Несмотря на значительные отклонения в анализе, выявленные при расчёте степени концентрирования элементов и связанные, по-видимому, с различной чувствительностью анализа на индидидуальные элементы, полученные данные могут свидетельствовать о концентрировании ряда ценных элементов в шлаке.

При плазмохимической переработке горючих сланцев, где температура достигает 2800 К, состав газовой фазы представляют в основном синтез-газ с летучими оксидами рения. Схема установки плазмохимической переработки по газовому тракту включала циклон для улавливания пыли и специально предназначенный для извлечения рения адсорбер с насадкой.

Таблица 4.11

Содержание различных элементов в исходном сланце и степень их концентрирования в шлаке плазмохимической переработки (мас.%)

Элемент	Содержание элементов, мас.%
	Исходный сланец	Шлак плазмохимической переработки	Степень концентрирования, %
U	0,025	0,035	40,00
Ti	0,257	0,385	49,81
Fe	3,692	5,938	60,83
Mn	0,008	0,015	87,50
Ni	0,008	0,010	66,67
Сu	0.003	0,008	166,67
Сr	0,006	0,010	66,67
Si	14,508	23,495	61,95
Р	0,450	0,680	51,11
Аl	4,712	8,316	76,49
К	1,071	2,418	125,77
Са	4,386	8,535	94,60

В табл. 4.12 представлены результаты по балансу распределения рения в предварительном эксперименте при плазмохимической переработке 10 кг горючих сланцев в окислительной атмосфере. Анализы образцов насадки и пыли проводили способом экстракционного концентрирования с индуктивно-связанной плазмой и нейтронно-активационным способом.

Был рассчитан баланс одного из самых труднолетучих и ценных компонентов горючих сланцев – урана.

Результаты по балансу распределения урана при переработке 800 кг исходных горючих сланцев представлены в табл. 4.13.

Таким образом, плазменная газификация сланцев Джамского проявления, показавшая, что его органическая часть в процессе газификации даёт высокий выход синтез-газа (96%), а минеральная часть превращается в твёрдый остаток с высоким концентрированием редких и рассеянных элементов, явилась ярким примером комплексной эффективной малоотходной технологии, соответствующей одному из основных требований современной химии.

Таблица 4.12