Свойства добытого угля со временем изменяются, что сильно влияет на качество угольного топлива, повышает себестоимость электроэнергии, приводит к дополнительному экологическому ущербу. К тому же, уголь иногда самовозгорается. Правильная оценка свойств угольного топлива, а также риска самовозгорания — лишь несколько прикладных аспектов работы, выполненной коллективом ученых из Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» под руководством профессора Светланы Эпштейн.

Ученые НИТУ «МИСиС» разработали новые подходы к изучению механизма окисления углей, которые могут существенно повлиять на угольную промышленность России, на ценообразование на рынке угля, а также на экологию угольных регионов. Один из подходов основан на применении в анализе образцов модифицированного метода термогравиметрии (термический анализ) на воздухе и в инертной среде. Полученные данные помогут правильно определять состояние углей при их добыче, хранении и применении, что повысит эффективность использования угольного топлива и тем самым снизит ущерб от его использования. Дело в том, что в зависимости от сроков и условий хранения количество получаемого тепла с тонны топлива может уменьшаться в среднем на 20% (для бурых углей), что серьёзно увеличивает расходы энергетиков и экологию регионов.

Научная статья с результатами исследований опубликована в авторитетном журнале Fuel, водящем в издательскую группу Elsevier.

Авторы статьи отмечают, что данная публикация – это только часть большой комплексной работы по изучению структуры, свойств и поведения углей в течение всего цикла: от добычи до использования.

«Наша лаборатория занимается исследованиями углей более десяти лет, – рассказывает руководитель работ, заведующая лабораторией «Физико-химия углей», профессор, доктор технических наук Светлана Эпштейн. – Основная идеология нашей работы заключается в разработке новых подходов к оценке структуры и качества ископаемых углей для поиска новых технологий их нетопливной переработки, новых методических подходов к оценке безопасности разработки, использования углей, а также к оценке возможных перспективных направлений использования углей (в частности, для получения из них новых материалов). Работы ведутся как по хозяйственным договорам, так и за счет госфинансирования. В частности, в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки» нами реализовано два проекта: по изучению влияния окисления углей на безопасность (с точки зрения самовозгорания) и по сохранности качественных показателей угольной продукции при хранении и транспортировке – проекты 14.B37.21.0655 и 14.575.21.0062. Это два прикладных аспекта нашей работы. Помимо этого в работах рассмотрены и новые фундаментальные научные подходы оценки склонности углей к окислению с использованием новых методов».

Уголь – пожалуй, самое неоднородное полезное ископаемое. К тому же, как показало исследование, за недели и месяцы (иногда до полугода), которые добытое топливо проводит на складах ТЭЦ между добычей и использованием, его характеристики меняются. Поэтому для компаний, закупающих уголь на рынке, правильная оценка товара с точки зрения его сохранности по склонности к окислению очень важна. Новые методы помогут разработать классификацию угольной продукции, что сделает рынок угля более цивилизованным и прозрачным.

«Исследования научно-учебной испытательной лаборатории «Физико-химия углей» имеют огромное значение для российской угольной промышленности, – прокомментировала работу ученых ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова. – На основе проведенных в лаборатории исследований уже разработаны более 25 национальных и межгосударственных стандартов в области твердого минерального топлива и активированных углей. Лаборатория «Физика-химия углей» под руководством профессора, доктора технических наук Светланы Эпштейн является одной из ведущих лабораторий университета, занимающихся темой управления отходами добычи и переработки минерального сырья, — в том числе по заказу ведущих угольных корпораций России».

Светлана Абрамовна Эпштейн

Справка: Эпштейн Светлана Абрамовна. Доктор технических наук, профессор. Заведующий научно-учебной испытательной лабораторией «Физико-химии углей» Горного института НИТУ «МИСиС». Закончила Днепропетровский химико-технологический институт (1983), защитила диссертацию на соискание степени кандидата химических наук в Институте горючих ископаемых (1993), доктор технических наук (2010). Область научных интересов: структура углей, самовозгорание углей, петрография, механические свойства углей.