Технология позволяет переработать каменный уголь в полиароматические углеводороды и смолы с выходом до 97,5%. Об исследовании, опубликованном в журнале Materials, сообщает пресс-служба Красноярского научного центра СО РАН.
Переработка — экологически приемлемая альтернатива традиционному сжиганию угля. Вместо выбросов получается сырье для производства углеродного волокна, электродного кокса и других востребованных материалов.
Метод основан на растворении угля в жидкостях при температуре около 380 °C. В качестве растворителей используются каменноугольная смола, нефтяной газойль и их смеси. Процесс проходит без катализаторов и водорода: это делает технологию простой и экономичной.
Выбранный растворитель влияет на свойства полученного продукта, прежде всего на степень ароматичности — структуру молекул. Чем она выше, тем выше термостойкость и химическая устойчивость полученных материалов, что важно для производства углеродных композитов.
Образцы переработанного угля. Фото предоставлено пресс-службой Красноярского научного центра СО РАН
При использовании каменноугольной смолы получается материал с высокой ароматичностью, повышенной термостойкостью и химической устойчивостью — качествами, необходимыми для углеродных композитов. Такой продукт подходит для производства игольчатого кокса, используемого в мощных электродах, аккумуляторах и ядерной энергетике. Продукт на основе нефтяного растворителя подходит для получения углеродного волокна.
Технология обеспечивает резкое снижение содержания опасных соединений в полученных веществах. Концентрация опасного канцерогена бензопирена оказалась значительно ниже, чем в традиционном каменноугольном пеке. При этом увеличение времени растворения снижает уровень вредных веществ.
Технология практически безотходная: доля остаточных веществ не превышает 8%, независимо от типа растворителя. Это снижает объем отходов и уменьшает экологическую нагрузку.
Разработка решает актуальную проблему химической промышленности. Производство каменноугольной смолы сокращается из-за снижения спроса на металлургический кокс, а переработка тяжелой высокосернистой нефти становится менее рентабельной. Новый подход может компенсировать дефицит сырья.
