Inventory number IRN Number of state registration
0219РК01143 BR05236359-OT-19 0118РК01071
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Промежуточный At a negotiated price Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 10
International publications: 16 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Number of books Appendicies Sources
1 21 65
Total number of pages Patents Illustrations
311 2 37
Amount of funding Code of the program Table
165375000 О.0833 12
Code of the program's task under which the job is done
01
Name of work
Научно–технологическое обеспечение переработки углей и производство продуктов углехимии высокого передела
Report title
Type of work Source of funding The product offerred for implementation
Applied research Технологическая документация,Технология,Метод, способ,Материалы,Стандарты, нормативы
Report authors
Ермағамбет Болат Төлеуханұлы , Касенова Жанар Муратбековна , Нургалиев Нуркен Утеуович , Казанкапова Майра Куттыбаевна , Касенов Булат Кунурович , Лямцева Варвара Анатольевна , Жаркенов Темирхан Токбаевич , Байлина Гульшат , Сайранбек Әсия , Женисова Акмарал Камзиевна , Наурызбаева Әсемай Тұрланқызы , Раушан Урлибай Калдыбеккызы , Кемелова Батима Айкановна , Хосетов Ерсейт Бегимович ,
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Товарищество с ограниченной ответственностью "Институт химии угля и технологии"
Abbreviated name of the service recipient ТОО "ИХУТ"
Abstract

Угли месторождения Казахстана (Сарыадыр Коржункольского бассейна, Шоптыколь (Майкубенского бассейна), Богатырь (Экибастузского бассейна), Каражыра (Восточно – Казахстанской обл.).

Қазақстан көмір кешендері Сарыадыр (Қоржынкөл бассейні, Шоптыкөл (Майкөбен бассейні), Богатыр (Екібастұз бассейні), Қаражыра (Шығыс Қазақстан облысы).

Разработать и внедрить технологии производства продуктов с высокой добавленной стоимостью путем глубокой переработки угля и золоотвалов.

Көмірді және күл төгінділерді терең өңдеу арқылы қосымша құны жоғары өнімдерді өндіру технологиясын әзірлеу және өндіріске енгізу.

Процессы газификации, пиролиза, карбонизации, активации, электрофизические принципы нагрева углей до температуры термодеструкции, получение синтетического газа путем газификации углей и в угольном пласте путем электрофизического воздействия; углеродных нанокомпозитных материалов из угля, сажи, УНТ и УНВ; нанокатализаторов из углеводородного сырья; редкоземельных металлов из угля; углеродных волокон из каменноугольной смолы.

Көмірді газдандыру,пиролиздеу, карбонизациялау, белсендіру, көмірді электрофизикалық принцип бойынша жылумен ыдырату температурасына дейін қыздыру, электрофизикалық әсермен көмірден және көмір қабатынан газдандыру әдісімен синтетикалық газ алу; көмір нанотүтікшелерін, күйе және көмірден көміртекті нанокомпозиттік материалдар алу; көмірсутегі шикізаттардан нанокатализаторлар; көмірден сирек жер металлдарын алу технологиясын жасау; тас көмір шайырынан көміртекті наноталшықтар алу.

Впервые нами сконструрирован, изготовлен, вмонтирован и испытан трехзонный газогенератор позволяющий получать горючий газ без смолы. Работа проведена в научно - производственном цехе Института. Впервые проведены полевые испытания на угольном разрезе Богатырь в Экибастузском угольном бассейна по подземной газификации каменного угля в угольном пласте (горизонт -80) электроимпульсным взрывом. Оптимизированы технологические параметры процессов пиролиза и карбонизации с целью производства жидких углеводородов, горючего газа, кокса, полукокса (бездымное топливо), брикетов, адсорбента, нанокомпозитных материалов на основе УНТ и УНВ, редкоземельных металлов. Определены активные свойства нанокатализаторов. Проведены испытания наноструктурированных катализаторов. Синтезированы нанофазные Со2О3-СеО2/СаА и CuO –ZnO/СаА катализаторы. Проведено исследование влияния технологических параметров и химических реагентов на получение диоксида кремния и металлосодержащего продукта из золы углей с применением математического планирования эксперимента со статистической обработкой результатов опытов. . Определены оптимальные параметры процесса получения данных продуктов.

Біз алғаш рет шайырсыз жанғыш газды алуға мүмкіндік беретін үшзонды газ генераторы құрастырылды, дайындалды, құрастырылды және сыналды. Жұмыс институттың ғылыми - өндірістік цехында жүргізілді. Бірінші рет Екібастұз көмір бассейнінде Богатырь көмір разрезінде көмір қабатындағы (көкжиек-80) электримпульстік жарылыспен тас көмірді жер астында газдандыру бойынша далалық сынақтар жүргізілді. Сұйық көмірсутектерді, жанғыш газды, коксты, жартылай коксты (түтінсіз отын), брикеттерді, адсорбентті, УНТ және УНВ негізіндегі нанокомпозитті материалдарды, сирек жер металдарын өндіру мақсатында пиролиз және карбонизациялау процестерінің технологиялық параметрлері оңтайландырылды. Нанокатализаторлардың белсенді қасиеттері анықталды. Наноқұрылымды катализаторларды сынау жүргізілді. Нанофазды со2о3-СеО2/СаА және CuO –ZnO/СаА катализаторлары синтезделген. Тәжірибе нәтижелерін статистикалық өңдеу арқылы экспериментті математикалық жоспарлауды қолдана отырып, көмір күлінен кремний диоксидін және құрамында металл бар өнімді алуға технологиялық параметрлер мен химиялық реагенттердің әсерін зерттеу жүргізілді. . Осы өнімдерді алу процесінің оңтайлы параметрлері анықталды.

Исследованы оптимальные условия (температура, объемная скорость реакции, давление, соотношение газов в исходной реакционной смеси) синтеза Фишера-Тропша и активность Со- и Cu-содержащих нанокатализаторов.

Фишер-Тропш синтезінің оңтайлы шарттары (температура, реакция жылдамдығы, қысым, бастапқы реакциялық қоспадағы газдардың арақатынасы) және құрамында нанокатализаторлардың Со - және Cu белсенділігі зерттелді.

Проведен монтаж, пусконаладка опытно-промышленной установки и впервые проведены испытаний технологии по подземной газификации в угольном пласте на разрезе «Богатырь», на горизонте – 80, участок №5, Технология внутрипластой газификации угольного пласта , основана на способе электроразрядного нагрева. С помощью данной технологии,получен синтез газ с высоким содержанием горючих компонентов: H2 – 40-70%, CO – 20-35%, CH4 – 7-15%. На опытно-полупромышленной установке в научно-опытном цеху на базе ТОО ИХУТ получены активированные адсорбенты на основе углей Казахстана, которые были апробированы для очистки сточных вод АО «Астана – Су Арнасы», также для очистки газовой фазы от кислых компонентов. В настоящее время полученный сорбенты проходит процедуру сертификации. Расчитан технико – экономический показатель получения адсорбента из углей Шоптыколь. На территории котельной в поселке «Акмол» (Акмолинская область) завершен монтаж и запуск уже полупромышленного импульсно- инерционной установки с производительностью 4 тонн/час (по сухому сырью), распределяющей золу на различные фракции (Акт испытания добавлен в Приложении Ц Отчета НИР). Отработаны технологические режимы продуктов из золы углей (золошлак Майкубенского бассейна, зола-унос с ГРЭС-2)

Тәжірибелік-өнеркәсіптік қондырғыны монтаждау, іске қосу жұмыстары жүргізілді және алғаш рет "Богатырь" қимасында, №5 учаскеде, көмір қабатының ішінде газдандыру технологиясы бойынша "Богатырь" қимасында көмір қабатында жерасты газдандыру технологиясына сынақ жүргізілді, электр зарядтау тәсіліне негізделген. Осы технологияның көмегімен құрамында жоғары жанғыш компоненттер бар газ синтезі алынды: H2 – 40-70%, CO – 20-35%, CH4 – 7-15%. Ғылыми-тәжірибелік цехтың тәжірибелік-жартылай өнеркәсіптік қондырғысында ИХУТ ЖШС базасында Қазақстан көмірі негізінде белсендірілген адсорбенттер алынды, олар "Астана – Су Арнасы" АҚ ағынды суларын тазарту үшін, сондай-ақ газ фазасын қышқыл компоненттерден тазарту үшін сынақтан өтті. Қазіргі уақытта алынған сорбенттер сертификаттау рәсімінен өтуде. Шөптікөл көмірінен адсорбентті алудың техникалық-экономикалық көрсеткіші есептелген. "Ақмол" кентіндегі қазандық аумағында (Ақмола облысы) күлді түрлі фракцияларға бөлетін өнімділігі сағатына 4 тонна (құрғақ шикізат бойынша) жартылай өнеркәсіптік импульстік - инерциялық қондырғыны монтаждау және іске қосу аяқталды (сынау актісі ҒЗЖ есебінің Ц қосымшасында қосылды). Көмірдің күлінен (Майкөбен бассейнінің күл-қоқысы, ГРЭС-2-ден күл-қоқысы)

Преимущества подземной конверсии: - без строительства шахт и извлечения породы на поверхность; - без громоздкого аппаратурного оформления; - возможность разрабатывать пласты малой мощности; - универсальность способа для различных месторождений и межэлектродных расстояний. Область применения: Угледобывающие предприятия, газохмия, использование синтез для для газификации населения, нужд предприятий и в быту. Экономическая эффективность разработанной технологий конкурентоспособна, так как до настоящего времени нет аналогичных производств. Внедрение в технологическую схему новых видов наносорбентов, УНТ, УНВ позволит снизить себестоимость готовых изделий. Налаженное производство углеродных адсорбентов, позволит обеспечить водное хозяйство, ЖКХ и воздушный бассейн РК - эффективными и недорогими сорбентами. Экологический эффект исследования заключается в создании экологически чистой технологии основанной на переработке вторичного сырья (каменноугольная смола и др. отходы угледобычи) для получения углеродных волокон и композитов на их основе. Создание данной технологии позволит решить экологический аспект утилизации данного типа отходов с получением экономически рентабельного продукта.

Жерасты конверсиясының артықшылықтары: - шахталар салынбай және жынысты жер бетіне алмай; - қатты аппаратурамен безендірусіз; - қуаты аз қабаттарды әзірлеу мүмкіндігі; - әр түрлі кен орындары мен электрод аралық қашықтықтарға арналған тәсілдердің әмбебаптығы. Қолдану саласы: көмір өндіруші кәсіпорындар, газохмия, халықты газдандыру үшін синтез қолдану, кәсіпорындардың мұқтаждықтары мен тұрмыста. Әзірленген технологиялардың экономикалық тиімділігі бәсекеге қабілетті, өйткені қазіргі уақытқа дейін ұқсас өндірістер жоқ. Технологиялық сызбаға наносорбенттердің жаңа түрлерін енгізу, УНТ, УНВ Дайын бұйымдардың өзіндік құнын төмендетуге мүмкіндік береді. Көміртекті адсорбенттердің жөнге салынған өндірісі су шаруашылығын, ТКШ мен ҚР әуе бассейнін тиімді және арзан сорбенттермен қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Зерттеудің экологиялық әсері қайталама шикізатты (тас көмір шайыры және т. б.) өңдеуге негізделген экологиялық таза технологияны құру болып табылады. көміртекті талшықтар мен олардың негізінде композиттер алуға арналған. Осы технологияны құру экономикалық рентабельді өнім ала отырып, қалдықтардың осы түрін кәдеге жаратудың экологиялық аспектісін шешуге мүмкіндік береді.

Углеродные композитные материалы можно использовать для выделения и очистки водорода из синтез-газа, выделения азота из воздуха; очистки воздуха от метана, монооксида и диоксида углерода; очистки сточных вод от токсичных примесей, изготовления суперконденсаторов для литий-ионных аккумуляторов и носителей для катализатора. Потенциальные области применения углеродных волокон: медицина, строительство, электроника, информатика, материаловедение, энергетика, космические технологии, машиностроение, биология, сельское хозяйство и экология. УНТ можно рассматривать как уникальную емкость для хранения веществ, находящихся в газообразном, жидком или даже в твердом состоянии. Разработанная технология переработки золы углей могжет быть внедрена на угольных месторождениях, золошлаковых отвалов ТЭЦ и ГРЭС. Получаемые продукты из золы углей (диоксид кремния и металлосодержащий продукт-глинозем) могут могут быть использованы в следующих отраслях промышленности: радиотехника и микроэлектроника; строительство; сантехническое оборудование; производство резины; пищевая промышленность; медицина; косметика; текстильная промышленность; ювелирные изделия; строительная индустрия (добавки в бетон, цемент, кирпичи и др.) и др.

Көміртекті композитті материалдарды синтез-газдан сутегіні бөлу және тазалау, ауадан азотты бөлу; ауаны метаннан, монооксидтен және көміртегі диоксидінен тазарту; Ағынды суларды уытты қоспалардан тазарту, литий-ионды аккумуляторлар үшін суперконденсаторлар және катализатор үшін тасығыштар дайындау үшін пайдалануға болады. Көміртекті талшықтарды қолданудың әлеуетті салалары: медицина, құрылыс, электроника, информатика, материалтану, энергетика, ғарыштық технологиялар, машина жасау, биология, ауыл шаруашылығы және экология. УНТ газ тәрізді, сұйық немесе тіпті қатты күйдегі заттарды сақтауға арналған бірегей сыйымдылық ретінде қарастыруға болады. Көмірдің күлін өңдеудің әзірленген технологиясы көмір кен орындарында, ЖЭО және ГРЭС күл-қож үйінділерінде енгізілуі мүмкін. Көмір күлінен алынатын өнімдер (кремний диоксиді және құрамында металл бар өнім-глинозем) өнеркәсіптің мынадай салаларында пайдаланылуы мүмкін: радиотехника және микроэлектроника; құрылыс; сантехникалық жабдықтар; резеңке өндірісі; Тамақ өнеркәсібі; медицина; косметика; тоқыма өнеркәсібі; зергерлік бұйымдар; құрылыс индустриясы (бетонға, цементке, кірпіштерге және т. б. қоспалар) және т. б.

UDC indices
662,76; 662,73; 552.52
International classifier codes
61.53.19; 61.31.40; 53.37.35; 61.74.29; 61.67.33;
Readiness of the development for implementation
Key words in Russian
уголь; газификация; газ; угольный пласт; нанокомпозиты; сажа; УНТ; УНВ; нанокатализаторы; редкометальные концентраты;
Key words in Kazakh
көмір; газдандыру; газ; көмір қатпары; нанокомпозит; күйе; КНТ; көміртекті наноталшық; нанокатализатор; сирек металды концентрат ;
Head of the organization Ермағамбет Болат Төлеуханұлы Доктор химических наук / профессор
Head of work Ермағамбет Болат Төлеуханұлы Доктор химических наук / профессор
Native executive in charge