РАЗРАБОТКА И РАЗВИТИЕ ИННОВАЦИОННЫХ УГОЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СИБИРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ ИНДУСТРИАЛЬНОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

Статья посвящена юбилею кафедры теплоэнергетики и экологии (90 лет). Приводятся научные результаты, полученные в области инновационных угольных технологий, в том числе при участии сотрудников кафедры. Основные исследования выполнены в экспериментальной лаборатории, созданной при реализации проекта «Разработка технологии и создание пилотного образца автоматизированного энергогенерирующего комплекса, работающего на отходах углеобогащения». Разработаны технико-экономические обоснования создания миниТЭЦ на отходах углеобогащения обогатительных фабрик    АО «УК «Кузбассразрезуголь» и других угольных компаний, перевода угольных котлов котельных на водоугольное топливо и бизнес-план по созданию технологического комплекса по частичной замене пылеугольного топлива водоугольным топливом, приготовленным из угольных шламов ОФ, на теплоэнергетических объектах ЕВРАЗ ЗСМК. Представлены основные технологические направления, развиваемые Центром инновационных угольных технологий (ЦИУТ) СибГИУ в области углеобогащения и переработки угля, которые связаны с экологически безопасными способами утилизации тонкодисперсных угольных шламов с использованием технологий водоугольного топлива и окускования (брикетирования), дообогащения методом масляной грануляции, а также принципиально новые – ожижение угля путем экстремальных механохимических и электрофизических воздействий на водоугольную суспензию. Описаны результаты по разработке и созданию локальных энергоисточников путем использования газификации бурых и низкометаморфизированных каменных углей. Показана возможность экологически чистой утилизации золошлаковых отходов и породных отвалов обогатительных фабрик. Представлены разработки уникального оборудования ЦИУТ (бикамерная вибромельница, реактор-смеситель, фильтры грубой и тонкой очистки, насос-активатор, адиабатическая вихревая камера сжигания и др.) для приготовления и эффективного сжигания водоугольного топлива на основе угля и тонкодисперсных угольных шламов.

1. Перекрест Н.В., Затепякин О.А. Теоретические подходы к определению понятия устойчивого развития горнодобывающего предприятия. Вест-ник СибГИУ. 2023;1(43):116–126.

2. Zhang Yuxing, Xu Zhiqiang, Liu Dinghua, Chen Yang, Zhao Wei, Ren Guanlin. The influence of wa-ter occurrences in CWSs made of lignite and bitumi-nous coal on slurrying performances. Powder Tech-nology. 2022;398:117150.

3. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2022.117150

4. Kundu T., Das S.K., Biswal D.K., Angadi S.I. Mineral Beneficiation and Processing of Coal. Clean Coal Technologies. 2021;1–38. https://doi.org/10.1007/978-3-030-68502-7_1

5. Мурко В.И., Протопопов Е.В., Темлянцев М.В., Чаплыгин В.В., Литвинов Ю.А., Вол-ков М.А. Разработка и создание инноваци-онного научно-образовательного кластера по комплексному использованию угля и продуктов его переработки. В кн.: Системы автоматизации в образовании, науке и про-изводстве. AS'2019. Труды XII Всероссий-ской научно-практической конференции (с международным участием), Новокузнецк, 28–30 ноября 2019 года, под общ. ред. С.М. Кулакова, Л.П. Мышляева. Новокузнецк: Изд. Центр СибГИУ, 2019:48–53.

6. Мурко В.И., Федяев В.И., Карпенок В.И., Шаньшин А.Е., Мухтаров А.Т. О возмож-ности использования тонкодисперсных от-ходов углеобогащения ОФ «Энергетиче-ская» в качестве основы для котельного топлива. Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2020;13(6):667–668. EDN: MJCVGB.

7. https://doi.org/10.17516/1999-494X-0254

8. Вишняк В.В., Щеголев Е.К. Разработка тех-нологических решений локальных тепловых источников на основе слоевых газогенера-торов непрерывного действия. В кн.: Куз-басс: образование, наука, инновации. Мате-риалы XI Инновационного конвента, Кеме-рово, 08 февраля 2023 года. Кемерово: Ке-меровский государственный университет, 2023:17–19.

9. Wang N., Shen R., Wen Z., De Clercq D. Life cycle energy efficiency evaluation for coal de-velopment and utilization. Energy. 2019;179:1–11. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.04.111

10. Guo Pibin, Kong Juan, Guo Yanshan, Liu Xiuli. Identifying the influencing factors of the sustainable energy transitions in China. Journal of Cleaner Production. 2019 215:757–766. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.01.107

11. Баранова М.П. Трансформация органиче-ской массы низкосортных углей и отходов углеобогащения. В кн.: Енисейская тепло-физика. Тезисы докладов I Всероссийской научной конференции с международным участием, Красноярск, 28 – 31 марта 2023 года. Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2023:480–482. EDN PGWFVG

12. Zhang Y., Xu Z., Tu Y., Wang Y., Li J. Study on properties of coal-sludge-slurry prepared by sludge from coal chemical industry. Powder Technology. 2020;366:552–559.

13. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2020.03.005

14. Xiao J., Wang S., Duan X., Ye S., Wen J., Zhang Z. Rheological models for temperature and con-centration dependencies of coal water slurry. International Journal of Coal Preparation and Utilization. 2022;42(4):1185–1203.

15. https://doi.org/10.1080/19392699.2019.1696780

16. Глобина Е.А., Бобровников Н.С., Мурко В.И., Кулаковский А.С. Совершенствование тех-нологии обогащения угольных шламов с получением различных товарных продук-тов. В кн.: Инновационный конвент "Куз-басс: образование, наука, инновации". Ма-териалы XII Инновационного конвента, Ке-мерово, 08 февраля 2024 года. Кемерово: Кемеровский государственный университет, 2024:23–26. EDN: KIOTVN

17. Filippov S.P., Keiko A.V. Coal gasification: at the crossroad. technological factors. Thermal Engineering. 2021;68:209–220. https://doi.org/10.1134/S0040601521030046

18. Oh Gunung, Ra Ho Won, Yoon Sung Min, Mun Tae Young, Seo Myung Won, Lee Joe-Goo, Yoon Song Jun. Syngas production through gasification of coal water mixture and power generation on dual-fuel diesel engine. Journal of the Energy Institute. 2019;92(2): 265–274. https://doi.org/10.1016/j.joei.2018.01.009

19. Xin L., An M., Feng M., Li K., Cheng W., Liu W., Hu X., Wang Z., Han L. Study on pyrolysis characteristics of lump coal in the context of underground coal gasification. Energy. 2021;237:121626. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.121626

20. Вишняк В.В., Карпенок В.И., Мурко В.И. Обоснование создания локальных тепловых источников на основе угольных газогенера-торов непрерывного действия. В кн.: Ени-сейская теплофизика: Тезисы докладов I Всероссийской научной конференции с меж-дународным участием, Красноярск, 28 – 31 марта 2023 года / Отв. за выпуск Д.В. Платонов. Красноярск: Сибирский феде-ральный университет, 2023:29–31. EDN: TBILYW

21. Shadrin E.Yu., Anufriev I.S., Butakov E.B., Kopyev E.P., Alekseenko S.V., Maltsev L.I., Sharypov O.V. Coal-water slurry atomization in a new pneumatic nozzle and combustion in a low-power industrial burner. Fuel. 2021;303:121182. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121182

22. Nussupbekov R., Khassenov A.K., Kara-bekova D.ZH., Nussupbekov U.B., Stoev M., Bolatbekova M.M. Coal pulverization by elec-tric pulse method for water coal fuel. Bulletin of the Karaganda University. Physics Series. 2019;4(96):80–84. EDN XXGTGX. https://doi.org/10.31489/2019Ph4/80-84.

23. Qian X., Wang D., Wang J., Chen S. Re-source curse, environmental regulation and transformation of coal-mining cities in China. Resources Policy. 2019;74:101447.

24. https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2019.101447

25. Мурко В.И., Федяев В.И., Карпенок В.И., Вежан В.Г., Яо Л., Ли Д., Жень Л., Чжоу Г. Результаты обработки водоугольной суспен-зии насосом-активатором. В кн.: Углехимия и экология Кузбасса: XII Международный российско-казахстанский симпозиум. Сбор-ник тезисов докладов, Кемерово, 03 – 06 июля 2023 года. Кемерово: Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, 2023:64. EDN: DFPTWL