27.3. Промышленно-генетическая классификация горючих сланцев
Единая промышленно-генетическая классификация горючих сланцев была предложена Зелениным Н.И. и Озеровым И.М. Основными предпосылками разработки данной классификации послужили следующие исходные положения:
- показатели квалификационных параметров должны отражать генетические признаки, специфические свойства и качество, обеспечивающие достоверность промышленной оценки месторождений на любой стадии его изученности и разведанности;
- квалификационные параметры должны обеспечивать качественную характеристику содержания органического вещества и минеральной массы с целью выбора рационального направления промышленного использования сланцев;
- числовые значения показателей должны определяться общеизвестными стандартными методами, гарантирующими наибольшую точность определения.
В единой промышленно-генетической классификации (табл. 27.6) приняты следующие классификационные показатели.
Тип горючих сланцев авторы определяют по генетическому признаку: сапропелевый, сапропелево-гумусовый и гумусово-сапропелевый.
Класс – показатель теплоты сгорания сланца в пересчёте на сухое топливо Qbd, кДж/кг (ГОСТ 147-2013). Определяет перспективы промышленного использования сланца как топлива в энергетике.
Подкласс – показатель выхода смолы полукоксования TsKd, % (ГОСТ 3168-93). Определяет перспективы промышленного использования сланцев в качестве химико-технологического сырья.
Группа – показатель отношения выхода смолы полукоксования к теплоте сгорания. По мнению авторов именно это соотношение является устойчивым показателем, который зависит от характера функциональных групп гетероатомов и отражает состав, строение органического вещества сланцев.
Подгруппа – показатель петрографического состава органического вещества горючих сланцев. Устанавливает природу исходного вещества и степень его превращения, мацеральный состав и химические свойства керогена.
Вид – показатель химического состава золы сланцев (ГОСТ 10538-87), в частности содержания карбонатов щелочноземельных металлов, образующихся при сжигании и термической переработке сланцев. Показатель указывает направление использования зольных отходов.
Разновидность – показатель содержание общей серы на сухое состояние топлива Std, % (ГОСТ 8606-93). Повышенное содержание серы свидетельствует о наличии в сланце гумусового вещества.
Этими же авторами была разработана классификация, основанная на кодовой системе (табл. 27.7). По этой классификации оценка качества горючих сланцев различных месторождений основывается на трёх основных показателях: теплота сгорания, выход смолы полукоксования и содержание в золе окислов щелочноземельных металлов.
Таблица 27.6 – Единая промышленно-генетическая классификация горючих сланцев
| Классификацион-ный параметр | Генетический тип | ||
| Сапропелевый | Сапропелево-гумусовый | Гумусово-сапропелевый | |
| Класс, теплота сгорания, Qbd, кДж/кг | Высококалорий-ный, 12500 | Среднекалорий-ный, 8400-12500 | Слабокалорий-ный, 6300-8400 |
| Подкласс, TsKd, % | Высокосмоля-ной. Выход смо-лы на кероген более 50, на сла-нец – более 30 | Среднесмоля-ной. Выход смолы на керо-ген 40-50, на сланец – 10-30 | Малосмоляной. Выход смолы на кероген 30-40, на сланец – менее 10 |
| Группа*, TsKd/Qbd | Более 6 | 5-6 | Менее 5 |
| Подгруппа | Талломо-альгинитовый. Талломо-колло- альгинитовый | Талломо-альгинито-сапрогумо-сорбо-микстинитовый. Псевдовитринито- коллоальгини-товый | Витринито-сапро-гумосорбо-микстинитовый. Витринито-колло- альгинитовый |
| Вид | Карбонатный (CaO+MgO 20%), алюмосиликатно-карбонатный (CaO+MgO 10-20%) | Алюмосиликат-ный (CaO+MgO 10%) | Силикатный (SiO2+Al2O3 более 70%) |
| Разновидность, Std, % | Малосернистый, менее 2 | Среднесернистый, 2-4 | Многосернистый, более 4 |
| Основные направления промышленного использования | Химическое (газ, химические продукты), энергетическое (тепло- и электроэнергия, жидкое топливо), производство строительных и вяжущих материалов | Химическое (сернистые хими-ческие продукты, энергетическое (жидкое топливо) | |
* - отношение выхода смолы полукоксования на 4186 кДж/кг к теплоте сгорания горючего сланца
Согласно предлагаемой классификации класс обозначается первой цифрой в зависимости от теплоты сгорания.
Группа обозначается второй цифрой и зависит от величины отношения выхода смолы полукоксования к теплоте сгорания сланцев. Вид определяется процентным содержанием в золе CaO+MgO и обозначается буквой: а – алюмосиликатный (10%); б – карбонатно-алюмосиликатный (10-19%); в – карбонатный (20%).Таблица 27.7 – Классификационная таблица горючих сланцев
| Группа | Кодовые номера | ||||||
| TsKd/Qbd | цифра кода | ||||||
| 8 | 6 | 06 | 16 | 26 | 36 | 46 | 56 |
| 8-7 | 5 | 05 | 15 | 25 | 35 | 45 | 55 |
| 7-6 | 4 | 04 | 14 | 24 | 34 | 44 | 54 |
| 6-5 | 3 | 03 | 13 | 23 | 33 | 43 | 53 |
| 5-4 | 2 | 02 | 12 | 22 | 32 | 42 | 52 |
| 4 | 1 | 01 | 11 | 21 | 31 | 41 | 51 |
| Классы (цифра кода) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Qbd, ккал/кг | Менее 1500 | 1501-2000 | 2001-2500 | 2501-3000 | 3001-3500 | Более 3500 | |
Примеры кодирования горючих сланцев.
Пример 1. Прибалтийский сланец характеризуется следующими показателями:
- теплота сгорания Qbd = 3000 ккал/кг;
- выхода смолы полукоксования TsKd = 22%;
- отношение TsKd/Qbd = 7,3;
- содержание в золе CaO+MgO = 25%.
Кодовое число горючего сланца – 3.5в.
Перспектива использования – сланец технологический карбонатный.
Пример 2. Кашпирский сланец характеризуется следующими показателями:
- теплота сгорания Qbd = 2200 ккал/кг;
- выхода смолы полукоксования TsKd = 9%;
- отношение TsKd/Qbd = 4,1;
- содержание в золе CaO+MgO = 15%.
Кодовое число горючего сланца – 2.2б.
Перспектива использования – сланец энергетический карбонатно- алюмосиликатный.