CC BY
37
ТВОРЧЕСТВО природы и ТВОРЧЕСТВО ЧЕЛОВЕКА РАЗЛИЧАЕТСЯ ОТНОШЕНИЕМ КО ВРЕМЕНИ: ПРИРОДА СОЗДАЕТ НАСТОЯЩЕЕ, ЧЕЛОВЕК СОЗДАЕТ БУДУЩЕЕ.
МИХАИЛ Пришвин
рациональное использование твердых горючих ископаемых Беларуси
Поиск новых решений для частичной замены импортируемого углеводородного сырья местными видами топлива, разработка и внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий их добычи и переработки особенно актуальны сегодня (рис. 1). Беларусь имеет значительные запасы твердых горючих ископаемых: торфа, бурых углей, горючих сланцев, сапропелей, освоение которых может оказать существенное влияние на топливно-энергетический комплекс республики, а также на производство продуктов промышленного, сельскохозяйственного, химического и природоохранного назначения.
Иван Лиштван,
главный научный сотрудник Института природопользования НАН Беларуси, академик
Торф - традиционный для Беларуси сырьевой ресурс. Общая площадь торфяного фонда страны оценивается в 2,4 млн га, с геологическими запасами 4,2 млрд т, причем в его состав не вошли 523,8 тыс. га месторождений площадью менее 1 га (рис. 2).
Анализ значения торфа в экономике страны показывает, что наиболее полное его использование ведется в разрабатываемом и природоохранном фондах, в земельном же на целевое назначение идет лишь верхний (0,250,30 м) слой.
Предприятиями Минэнерго ежегодно добывается 2,7-2,8 млн т фрезерного торфа и 7-10 тыс. т кускового. Производится 1,1-1,2 млн т брикетов, 4-5 тыс. т грунтов, 25-27 тыс. т торфа верхового кипованного.
Для добычи данной продукции разрабатываются 42 торфяных месторождения, запасы торфа в которых оцениваются в 40,8 млн т. Из них 25,1 млн т пригодны для производства топлива, 5,7 млн т-для получения продукции сельскохозяйственного назначения (грунтов, компо-стов) и торфа верхового кипованного. Отведено во временное пользование 15,1 тыс. га торфяных месторождений, эксплуатируется 6,9 тыс. га. Эксплуатационные запасы торфа на невыработан-ных месторождениях общей площадью
34 тыс. га составляют 84,6 млн т при условной 40%-ной влажности. Как видно, площадь разрабатываемых месторождений - это незначительная часть от территории торфяных залежей в естественном состоянии (более 1 млн га).
В 2008 г. доля топливного торфа в энергетическом балансе республики составила 804,1 тыс. условного топлива, в 2009 г. -862 тыс. т.
Новую жизнь в развитие торфяной отрасли вдохнула Государственная программа «Торф», разработанная в 2007-2008 гг. и рассчитанная на период до 2020 г. (постановление Совета Министров Республики Беларусь от 29.01.2008 г. №94). В ее рамках запланировано техническое переоснащение и модернизация торфобрикетных заводов организаций Минэнерго, что позволит увеличить объем производства топливных брикетов до 1355 тыс. т в год. При этом в общем объеме котельно-печного топлива к 2020 г., по прогнозным оценкам, торфопродукты должны составить не менее 4,3%. Выпуск кускового торфа к 2015 г. будет доведен до 65 тыс. т за счет внедрения высокопроизводительного комплекса оборудования, а к 2020 г.-до 123 тыс. т.
Программой предусмотрено увеличение добычи торфа топливного в объеме до 1,4 млн т.у.т. к 2015 г. и до 1,5 млн т.у.т. - к 2020 г. Поскольку разрабатываемый торфяной фонд существенно выработан, увеличение добычи сырья возможно за счет интенсификации
производства и перераспределения запасов фондов, для чего необходимо выявить перспективные месторождения.
Институтом природопользования НАН Беларуси подготовлены методические рекомендации по оценке их современного состояния, уточнены критерии их распределения по целевым фондам для создания актуализированной схемы рационального использования и охраны торфяных ресурсов Республики Беларусь на период до 2020 г. Полученные в ходе исследования данные позволяют утверждать, что имеющиеся запасы при своевременном отводе новых земельных участков взамен выбывающих из эксплуатации могут увеличить рост доли торфа в топливном балансе страны до обозначенных выше показателей. Однако для этого нужно вдвое расширить эксплуатационные площади добычи сырья и осуществить ряд мероприятий по техническому переоснащению и модернизации производств.
Научное обеспечение Государственной программы «Торф» ведется по таким направлениям, как: «Торфяные ресурсы и их рациональное использование», «Торф в решении топливно-энергетических проблем», «Торф в решении проблем сельского хозяйства», «Оценка воздействия разработки торфяных месторождений на окружающую среду» (всего 27 работ) и «Организация новых (альтернативных) производств по глубокой переработке торфа» (8 работ). На финансирование данных
работ требуется 40,8 млрд руб., в том числе 14,6 млрд руб. - для научного обеспечения и 26,2 млрд руб. - для организации новых (альтернативных) производств по глубокой переработке торфа.
Часть научно-исследовательских изысканий (порядка 14), на сумму 8,8 млрд руб., выполняется силами Института природопользования НАН Беларуси, РУП «Белниитоппроект» Министерства энергетики, РУП «Институт мелиорации» и «Институт почвоведения и агрохимии», Центрального ботанического сада НАН Беларуси и БГУ. Они направлены на подготовку технологического регламента выбора и определения перечня перспективных торфяных месторождений, оценку современного состояния и разработку схемы рационального использования ресурсов, схемы отвода и строительства сырьевых баз для добычи на период до 2020 г.; создание конструкторской документации и технологического регламента производства кускового торфа, внедрение ресурсосберегающей системы адаптированного сельскохозяйственного использования торфяных почвенных комплексов Полесья, составление схемы размещения первоочередных участков и организацию добычи и др.
Программой «Торф» предусмотрены строительство и введение в эксплуатацию ряда новых производств, в том числе по выпуску жидких комплексных микроудобрений для инкрустации семян и добавок к минеральным удобрениям, сапропелевых удобрений и кормовых добавок
27 25 23 21 19 17 15
2012
задание
ВСЕГО БЫЛО 5400 млн. т
Запасной фонд (103 млн т) 2%
Земельный фонд (1375 млн т) ■ 26%
Природоохранный фонд (771 млн т) 15%
Нераспределенный остаток (929 млн т) 18%
Пригодный для , разработки (550 млн т)
10%
Добыто (900 млн т) 17%
Осталось в залежи (400 млн т) 8%
фонд (323 млн т)
8%
Рис. 2. Торфяной фонд Республики Беларусь
Рис. 1. Доля потребления собственных энергоресурсов (в том числе возобновляемых источников энергии) в балансе энергоресурсов для производства тепловой и электрической энергии в 2005-2012 гг., %
I В МИРЕ НАУКИ |
(регуляторов роста, кормовых добавок и консервантов кормов), композиционных материалов спецназначения (для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, рекультивации загрязненных территорий), гранулированных удобрений с пролонгированным эффектом действия, мелиоративно-удобрительных материалов на основе торфа, сапропелей, торфяных активированных углей.
Новые задачи перед торфяной отраслью поставлены правительством страны в связи с потребностью в торфяном топливе новых цементных заводов. Учитывая это, а также необходимость обеспечения запросов всех пользователей республики в торфяной продукции в соответствии с имеющимися запасами торфа на действующих и предусмотренных к разработке месторождениях, требуется корректировка Государственной программы «Торф». К 2015 г. намечается строительство 3 новых брикетных заводов и увеличение мощности действующих цехов. Объем производства брикетов в 2015 г. оценивается в 1,723 млн т (2011 г. - 1,343 млн т). Однако и этого будет недостаточно для обеспечения в полной мере потребностей в топливе цементных заводов - дефицит составит около 767 тыс. т. Ликвидировать его возможно за счет изыскания для разработки новых торфяных месторождений и последующего строительства брикетных заводов.
Как первый этап в решении проблемы Совет Министров Республики Беларусь принял постановление «О некоторых вопросах добычи торфа и оптимизации системы особо охранных природных территорий». Этим
документом предусмотрено резервирование за государственными организациями, подчиненными Минэнерго, 8 месторождений, являющихся, по сути, резервными сырьевыми базами существующих тор-фопредприятий. В разное время они были изъяты из их эксплуатационных площадей с целью размещения особо охраняемых территорий. Площадь указанных месторождений составляет около 2% от площади особо охраняемых территорий, в границах которых расположены эти месторождения, то есть произойдет уменьшение особо охраняемых территорий на 2720 га (республиканский уровень) и 900 га (местный уровень). В настоящее время площадь особо охраняемых природных территорий Республики Беларусь 7,7% (около 1,54 млн га). Согласно проекту, эта площадь уменьшится на 0,04% и будет составлять 7,66%, а следовательно, не может повлиять негативно на ценные природные территории, обеспечивающие сохранение уникального для Европы биологического разнообразия, поддержание положительного углеродного баланса, смягчение температурных, гидрологических и других климатических аномалий, создающих высокое качество среды обитания человека в нашей стране и привлекательности ее для въездного туризма. В то же врем вывод перечисленных торфяных месторождений из особо охраняемых природных территорий и резервирование их для добычи торфа, по информации ГПО «Белтопгаз», позволит торфопредприятиям увеличить производство брикетов на 380 тыс. т и в ближайшие 20-30 лет получить доход в размере 150 млн евро и 864 млрд руб., значительно
продлит срок работы действующих предприятий и, соответственно, сохранить рабочие места. В настоящее время в отрасли трудится около 7 тыс. человек. В связи с этим весьма актуальным становится разработка в 2011-2013 гг. и внесение ее в установленном порядке в Совет Министров РБ новой Схемы рационального использования и охраны ресурсов торфа на период до 2020 г., что и предусмотрено Государственной программой «Торф». Срок действия Схемы 1991 г. закончился в 2010 г. Новая Схема исключает умозрительное толкование на уровне научно-популярных идей об исключительно высокой роли торфяных месторождений нашей страны, являющихся якобы «легкими Европы», в регулировании всех природно-климатических процессов в стране и Европе. Предварительно далеко не полный анализ торфяного фонда Республики Беларусь показал, что в настоящее время для развития торфяной отрасли и обеспечения потребности цементных заводов торфяным топливом в качестве первоочередных перспективных сырьевых баз пригодны 16 месторождений торфа с общими запасами 378,5 млн т. Для первоочередного использования рекомендовано 6 месторождений с общими запасами 78,55 млн т, находящихся, как правило, за пределами особо охраняемых природных территорий (ООПТ). Имеются также месторождения, расположенные в основном на ООПТ, с прогнозно оцениваемыми запасами торфа в 300 млн т. При этом следует подчеркнуть, что эти месторождения требуют уточнения запасов
и проведения новых геолого-разведочных изысканий, так как поисковые работы на них были проведены частично еще в довоенные годы или в период первых послевоенных пятилеток. Удивительно и другое: долгие годы торфяные ресурсы не относятся к сфере геолого-разведочных работ департамента по геологии Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды. Такие работы ныне осуществляет БелНИИтоппроект Минэнерго, и только при проектировании торфопредприятий или новых участков на торфяных месторождениях. Поэтому необходимо срочно провести соответствующие геолого-изыскательские работы по оценке, хотя бы прогнозной, запасов торфа с уточнением их действительной роли в природно-территориальных комплексах. Необходимо также как можно быстрее оценить перспективность использования торфяных месторождений с нераспределенными и пригодными для разработки запасами торфа, а это 1,479 млрд т. Следует также отметить, что ООПТ на торфяных месторождениях создавались вопреки нормам, запрещающим создание заповедников, заказников, памятников природы на территориях, расположенных на площадях с полезными ископаемыми, в данном случае - торфом.
Геолого-разведочные работы по уточнению запасов торфа на торфяных месторождениях необходимо включить в Государственную прогроамму освоения месторождений полезных ископаемых и развития минерально-сырьевой базы Республики Беларусь на 2011-2015 гг. и на период до 2020 г.
В целом принятие постановления Совета Министров Республики Беларусь «О некоторых вопросах добычи торфа и оптимизации системы особо охраняемых природных территорий» создаст условия для увеличения сырьевой базы государственных торфопредприятий на ближайшую перспективу.
ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ
Горючие сланцы - твердое горючее низкокалорийное ископаемое топливо, состоящее из минеральной и органической частей. Последняя составляет 10-30% от массы породы и называется керогеном. По степени углефикации сланцы занимают промежуточное положение между буроугольной и длиннопламенной стадиями катагенеза.
Прогнозные мировые ресурсы сланцев оцениваются в 930 трлн т, а потенциальные запасы заключенной в них сланцевой смолы (синтетической нефти) - в 53 трлн т, что во много раз превышает общие запасы нефти. К этому следует добавить, что многие породы могут содержать природный «сланцевый газ», мировые ресурсы которого оцениваются примерно в 200-460 трлн м3.
Залежи горючих сланцев Беларуси сосредоточены в Припятском сланцевом бассейне, на площади около 20 тыс. км2. Общие прогнозные запасы оценены в 8,3 млрд т, реальные промышленные -около 3,6 млрд т. Глубина залегания пластов колеблется от 50 до 600 м и более, мощность - от 0,1 до 3,7 м. Основное количество горючих сланцев сосредоточено на двух месторождениях -Любанском (0,9 млрд т) и Туровском (2,7 млрд т). Последнее представляет существенный интерес из-за большей мощности основного пласта и меньших глубин залегания. Их разработка возможна только шахтным способом.
Наиболее эффективной и освоенной в промышленном масштабе является технология термической переработки на установке с твердым теплоносителем (УТТ), в основу которой положен созданный в России метод пиролиза - «Галотер». Его суть в том, что раздробленный до определенного размера и высушенный сланец смешивается с высокотемпературным (800-850 °С)
теплоносителем, которым выступает собственная зола сланца, и подается во вращающийся реактор пиролиза. Здесь сланец нагревается при отсутствии кислорода до температуры 460-490 °С, и из него выделяется парогазовая смесь, содержащая пары углеводородов, неконденсирующиеся газы. Смесь отводится в конденсационное устройство, где пары углеводородов конденсируются, образуя сланцевую смолу с теплотой сгорания от 25 до 38 МДж/кг в зависимости от качества сланца.
Дизельная фракция сланцевой смолы и неконденсирующийся полукоксовый газ пригодны в качестве газотурбинного и котельного топлива. Коксозольный остаток отводится из реактора пиролиза в аэрофонтанную топку, где его органические составляющие дожигаются в потоке воздуха. Выделившееся при этом тепло используют для нагрева золы-теплоносителя и производства пара в котле-утилизаторе. Пар расходуется на собственные технологические нужды и для получения электроэнергии.
Эта технология наиболее эффективна для белорусских горючих сланцев, поскольку позволяет выделять сланцевые смолы и полукоксовый газ, а более глубокая их переработка обеспечивает производство котельного и газотурбинного топлива, сырья для химической индустрии. В качестве последнего пригодны компоненты, полученные в результате пиролиза газового бензина: легкие ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол, сольвент), олефиносодержащие технологические газы (этилен, пропилен и др.), а также продукты очистки подсмольных вод (фенолы, кетоны, основания и кислоты). В случае фракционирования сланцевого масла дополнительно может применяться легкая его фракция для извлечения нормальных (прямоцепо-чечных) олефиновых углеводородов и синтеза высококачественных поверхностно-активных или моющих веществ.
Задействовав эту технологию при переработке 1 млн т/год выход продуктов из сланцев Туровского месторождения составит: смолы - около 65 тыс. т, газового бензина - 9,6-10,6 тыс. т, газа - 36-58 млн м3, пирогенетической воды - 21-29 тыс. т и золы - 740-800 тыс. т.
I В МИРЕ НАУКИ |
Эффективность термохимической переработки сланцев можно повысить за счет их совместной переработки с торфом, сапропелем, бурыми углями или полимерными отходами (изношенные автопокрышки, полиэтилен и др.), что увеличит выход целевых продуктов и, соответственно, снизит их себестоимость.
Высокая зольность сланца приводит к образованию при его сжигании большого объема золы, или коксозольных отходов, которые могут успешно применяться в сельском хозяйстве в качестве известкового удобрения, при строительстве автомобильных дорог. Цементные заводы используют мельчайшую фракцию летучей золы при производстве сланцезольного портландцемента высоких марок.
Вовлечение ресурсов месторождений горючих сланцев в промышленное освоение целесообразно только при условии полной утилизации зольных отходов при выпуске строительных материалов, в сельском хозяйстве, дорожном строительстве и других направлениях. Получать высококалорийные углеводороды из сланцев экономически выгодно при стоимости нефти свыше 100 долл. за баррель. В республике проводятся
значительные работы по добыче горючих сланцев, заказчиком которых определен концерн «Белнефтехим», создано ОАО «Горючие сланцы». Выполняется комплекс геолого-разведочных работ на Любонском месторождении. К сожалению, ОАО «Горючие сланцы» по формальным причинам не финансирует научно-исследовательские работы по совершенствованию технологических процессов, обеспечивающих повышение выхода «сланцевой нефти».
бурые угли
В Беларуси прогнозные запасы бурых углей составляют около 2 млрд т, разведанные (балансовые экономически целесообразные) - порядка 160 млн т, в перспективе около 250 млн т; детально разведанные к настоящему времени -100 млн т. Наиболее перспективными для промышленного освоения являются месторождения в западной части Гомельской области - Житковичское, Бри-невское и Тонежское. Средняя мощность пластов - 3-4 м, максимальная - 19,9 м, вскрыши - от 21 до 81 м. Влажность углей колеблется в пределах 38-68%, зольность - 8-42%, содержание гуминовых веществ составляет 61-68% и до 9% би-
тумов, выход летучих веществ - 55-64%. Низкое содержание серы (0,6-1,5%) позволяет отнести бурые угли к категории малосернистых. Низшая рабочая теплота сгорания составляет 1700-2000 ккал/ кг сухого вещества (табл. 1). Кроме указанных месторождений выявлено также Лельчицкое месторождение. Здесь угли по ряду свойств приближаются к каменным и пригодны для энергетического использования. В настоящее время ведется детальная разведка месторождения, однако оно слабо изучено, необходимы дополнительные поисково-оценочные работы и исследования.
По качественным показателям эти угли существенно отличаются от углей Жит-ковичского, Бриневского и Тонежского месторождений, а что касается теплоты сгорания, то лельчицкие угли по калорийности в 2 раза превышают бриневские.
Зола лельчицких углей на 80-90% представлена оксидами кремния, алюминия, кальция и железа. Золу от сжигания углей, по-видимому, целесообразно использовать в дорожном строительстве, при производстве стройматериалов, а также для выделения наиболее ценных микроэлементов. В этом направлении
Таблица 1. Перспективные технологии энерготехнологической переработки бурых углей Беларуси
Технология Продукт переработки Низшая теплота сгорания, Ккал/кг, кал/нм Выход, %
Сушка (снижение влажности с 55 до 40%) (\« < 40%) Мелкокусковое котельное топливо ~ 2500 80
Брикетирование угля и торфа (измельчение, сушка, прессование) Торфоугольный брикет 3700 ~ 60
Термическое разложение в плотном слое кускового угля Полукокс, кокс, котельное металлургическое топливо Смола Газ 0 0 0 000 000 СО СО СО ~ 50 12-15 20-25
Высокоскоростной пиролиз измельченного угля Газ Кокс Смола 3500-4000 7800-8500 8500 ~ 35 50 10-13
Процесс Фишера - Тропша Моторное и котельное жидкое топливо 10000 ~15
Гидрогенизация Моторное и котельное жидкое топливо 10000 30-40
Термическое растворение Моторное и котельное жидкое топливо 10000 30-40
Получение топливных суспензий Суспензионное котельное топливо (углемазутное) 7500-8500
Газификация угля на воздушном или паровоздушном дутье Газообразное котельное, технологическое топливо 1000-1500
Газификация угля на парокислородном дутье под давлением Газ - котельное и технологическое топливо 4000
Газификация буроугольного полукокса и кокса Синтез-газ (СО + Н2) 2700
Энерготехнологическая переработка Смола полукокс тепловая и электрическая энергия 9000 >8000 10-13 ~50
Получение водорода Водород 2600 12
эНЕРГОРЕСУРСы
бурый уголь
г
Производство композиционных гуминовых мелиорантов антропогенно-нарушенных почв (загрязненных радионуклидами и пустынных территорий)
Сырье для химического производства
Производство биологически активных препаратов
Производство
биологически активных
препаратов
Гуминовые сорбенты для очистки сточных вод от тяжелых металлов
Буроугольный воск (медицина,
литье моделей, антиадгезивы)
Углерод-минеральные сорбенты для очистки воздуха и сточных вод
Буроугольные щелочные суспензии: тампонажные и буровые растворы
I Ч
Регуляторы
роста растений
Биологически активные добавки к минеральным удобрениям
Комплексные
гумат-содержащие
микроудобрения
ш щ
Биологически активные гуми-новые добавки к кормам с/х животных
Ш Щ
Рис. 3. Технологии нетопливного использования бурых углей Беларуси
необходимо интенсифицировать научно-исследовательские работы.
Таким образом, бурые угли Лельчицкого месторождения можно рекомендовать для использования в качестве топлива в энергетике. Для термохимической переработки эти угли менее пригодны.
На территории Лельчицкого региона запасы торфа составляют около 160 млн т, что, учитывая генетическое родство и близость качественных показателей этих видов твердого топлива, позволит организовать их совместное использование. Теплота сгорания фрезерного торфа (влажность 40%) составляет 2300-2500 ккал/кг (для сравнения: теплота сгорания торфоуголь-ных брикетов - 3800-4000 ккал/кг).
В табл. 1 представлены наиболее отработанные в настоящее время технологии для углей класса Б1.
Бурые угли Житковичского, Бриневского и Тонежского месторождений по своему составу относятся к гумусовым, так как основная часть их органической массы - гуминовые вещества. Поэтому эти угли могут рассматриваться как важный и перспективный источник биологически активных веществ для земледелия в виде стимуляторов роста растений, мелиорантов почв, органоминеральных удобрений, а также как сырье для получения угле-щелочных реагентов, применяемых при
бурении скважин, и других продуктов нетопливного назначения (рис. 3). Разработаны опытно-промышленные технологии получения таких продуктов из бурого угля и торфа.
Для организации производств по добыче бурых углей Житковичского, Бриневского и Тонежского месторождений предполагается следующая последоватеность работ с учетом готовности геолого-разведочных изысканий и отработанных технологий переработки:
• строительство карьера по добыче бурого угля на Житковичском месторождении, для которого есть материалы детальной разведки и проведен подсчет кондиционных запасов для производства угольных брикетов;
• производство угольных и торфоугольых брикетов на Житковичском торфобрикетном заводе после предварительного проектирования и строительства соответствующей линии по подготовке бурого угля и его прессования в брикеты. Последние пригодны для топлива на мини-ТЭЦ и как добавка
к горючим сланцам (до 30%) при их переработке на УТТ. Выход конечных продуктов пиролиза горючих сланцев («сланцевой нефти» и газа, химических продуктов) повышается на 30-40%;
• параллельно со строительством карьера и производством торфоугольных брикетов отрабатывать технологии глубокой перера-
ботки бурых углей с получением моторных топлив на основе конверсии синтез-газа.
Таким образом, предлагается следующее направление использования бурых углей:
• получение кускового топлива в виде угольных или торфоугольных брикетов с теплотой сгорания около 4000 ккал/кг для получения электрической и тепловой энергии;
• пиролиз брикетов совместно с горючими сланцами на УТТ с целью повышения эффективности переработки сланцев за счет увеличения выхода углеводородного жидкого и газообразного топлива с выработкой электрической энергии. С этой целью предлагается использовать бурый уголь, высушенный до влажности менее 10%, или в виде измельченного брикета. Так, пиролиз смеси, состоящей, например, на 70% из сланца и на 30%о из угля, позволит увеличить выход смолы приблизительно на 25%, а газа - на 40%, соответственно, выработка электроэнергии возрастет на 40-50% смола является сырьем для получения бензина и дизельного топлива;
• высокотемпературный скоростной пиролиз угля в подвижном слое с получением синтез-газа для производства эфиров, метанола, углеводородов;
• нетопливное использование с получением различных гуминовых препаратов и пр.
В настоящее время в концерне «Белнеф-техим» одобрено предложение о раз-
I В МИРЕ НАУКИ |
работке технико-экономического обоснования строительства карьера по добыче бурых углей и переработке их в угольные и торфобрикеты и продукты нетопливного назначения.
Анализ использования различных бурых углей в энергетике, включая патентный поиск, а также результаты экспериментальных наработок позволяют выделить перспективные технологии их переработки. Среди них - две для торфа, годные и для переработки бурого угля.
Одним из перспективных направлений его энергетического использования является переработка в жидкое топливо методом термического растворения - высокотемпературной экстракцией (ВТЭ). Его суть заключается в воздействии на уголь органических растворителей (антраценового масла, фракций первичных смол, фенолов, спиртов и других их смесей) при высоких температурах (350-450 °С) и давлениях (до 25 атм.). При этом органическая масса топлива на 70-90% переходит в жидкое состояние - экстракт (топливо типа мазута марки М-200), горючий газ и нерастворимый органоминеральный остаток. Экстракт можно использовать в качестве котельного топлива или перерабатывать в моторное топливо, горючий газ - для технологических целей; органоминеральный остаток пригоден для дорожного строительства.
Преимущества ВТЭ перед другими методами получения котельного или моторного топлива - в более высоком КПД (в 2 раза выше по сравнению с другими) и выходе основного продукта, а также более простой в эксплуатации технологической схемы.
В республике на уровне стендовых испытаний отработана технология переработки местных бурых углей методом высокоскоростного пиролиза с получением газообразных, жидких и твердых энергоносителей. Для этих целей создана и испытана непрерывно действующая экспериментальная установка по пиролизу бурых углей в подвижном слое с производительностью по сырью около 30 кг/час. На установке переработано 1500 кг бурых углей средней влажности 55% (675 кг абсолютно сухой массы). Получено полукокса 335 кг, из них 100 кг испытано в качестве газогенераторного топлива для получения
теплоносителя. Жидких продуктов, состоящих в основном из воды (влага угля и пирогенетическая вода), получено 160 кг. Выход газа (по разности) составил 300 нм3.
Высокозольные (более 30%) угли с высоким содержанием гуминовых веществ используют для получения продуктов нетопливного назначения (углерод-минеральные сорбенты для очистки сточных вод и газовых выбросов, стимуляторы роста и мелиоранты).
Таким образом, перспективна комплексная переработка углей в энергетике для прямого сжигания и термохимического производства продуктов нетопливного назначения. Можно рекомендовать и другие эффективные, но более сложные в осуществлении технологии: газификацию совместно с торфом на парокислородном дутье с получением синтез-газа (СО+Н2) заданного состава для последующей его конверсии в моторное топливо в процессе Фишера - Тропша, а также гидрогенизацию и высокотемпературную экстракцию совместно с горючими сланцами с получением высококалорийных моторных и котельных топлив.
сапропель
Сапропель - полезное ископаемое, залегающее на дне озер и под торфом. Объемы озерного - 2,8 млрд м3, торфяного - 1,2 млрд м3. Начиная с 1976 г. на сапропель разведано 670 озер, в том числе 70 детально, определен перечень из 148 перспективных месторождений во всех административных областях республики с общими ресурсами 615 млн м3. Широкая распространенность сапропелевого сырья, относительная простота добычи и переработки позволяют использовать его в земледелии, животноводстве, строительной индустрии, бальнеологии, косметике, геологоразведочном деле и других отраслях.
Научные исследования, расчеты энергоемкости и производства показывают целесообразность и перспективность сапропеля, залегающего под торфом, и торфосапропелевых смесей, которые можно добывать на выработанных торфяных месторождениях, что экономичнее, чем добыча сапропеля из озер. Выявлено 487 перспективных месторождений с залежа-
ми такого сырья, его запасы составляют 352 млн. т, из них около 100 млн т считаются извлекаемыми. В последние годы добыча сапропеля на торфоучастках превосходит его добычу из озер.
Кроме сырья для производства органо-минеральных удобрений карбонатный сапропель обладает радиопротекторными свойствами, а также служит эффективным средством известкования кислых почв. Весьма целесообразно применение сапропеля в качестве минерально-витаминной подкормки для сельскохозяйственных животных и птицы, а также в бальнеологии для грязелечения. На озерах Дикое, Судобль и Святое, расположенных соответственно в Гродненской, Минской и Гомельской областях, организована добыча сапропелевых лечебных грязей. Их потребителями являются более 40 лечебно-оздоровительных и санаторно-курортных отечественных учреждений. Крупнейший из них - Республиканский центр медицинской реабилитации и бальнеолечения.
Для бурения глубоких скважин Речицким тампонажным управлением РУП ПО «Белоруснефть» организовано производство компонентов для буровых растворов на основе сапропеля объемом 2,7-3 тыс. т в год.
Институт природопользования НАН Беларуси проводит поиск новых способов добычи сапропеля из малых озер и выбывших из эксплуатации торфяных месторождений. Предложены ресурсосберегающие технологии, основанные на принципах канатного крепирования и применения многоковшовых рабочих органов, реализованные на озерах Судобль и Святое. Предлагаемые технологии имеют ряд существенных преимуществ перед применявшимися ранее, что позволяет снизить эксплуатационные затраты.
Добыча сапропеля из озер способствует их оздоровлению и повышает рыбопродуктивность и привлекательность как объектов для экотуризма.
Таким образом, твердые горючие ископаемые представляют ценное энерготехнологическое сырье. Их добыча и переработка позволят получать многочисленную продукцию для энергетики, сельского хозяйства, ряда отраслей промышленности, здравоохранения и охраны окружающей среды.
