CC BY
27
© Г.Б. Волковский, 2012
УЛК 553.9:338 Г.Б. Волковский
УГОЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ -ОСНОВА РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОЙ И МИНЕРАЛЬНОЙ ЧАСТЕЙ УГЛЕЙ
Рассмотрены технологии, получившие широкое применение в промышленных условиях (обогащение по золе и коксование с целью производства кокса) и технологии нового поколения, техническая реализация которых доказана работой опытных и опытно-промышленных установок.
Ключевые слова: балансовые запасы углей, переработка углей, термобрикетирование углей.
настоящее время и в обозримой перспективе каменные и бурые угли будут занимать относительно большой удельный вес в топливных и сырьевых балансах отдельных отраслей национального хозяйства России. Такое утверждение базируется на положениях «Энергетической стратегии России на период до 2020 года», в которой предусматривается доведение добычи углей в конце прогнозируемого периода до 430 млн т.
Решение этой задачи вполне осуществимо, поскольку угольная промышленность располагает большими балансовыми запасами углей (202 млрд т) и высокой обеспеченностью ими (470 лет). Для сопоставления заметим, что этот показатель по газу равняется 65 и нефти 60 годам.
С этих позиций уголь следует рассматривать как условие энергетической безопасности страны в двадцать первом веке.
Бесспорным является также и то, что добываемый на предприятиях уголь не всегда отвечает требованиям потребителей по золе, влаге, сере и крупности, а его массовое сжигание как основное и необходимое направ-
ление его использования нельзя признать единственно возможным и вполне рациональным. Последнее подтверждается тем, что вещественный компонентный состав углей при наличии соответствующих технологий позволяет производить на их основе различные виды продукции топливного и нетопливного назначения.
В этой связи основной стратегической целью научных и проектных организаций ИГИ, ИОТТ, ИГД им. Скочинского и др. была и остается разработка научных концептуальных основ в области переработки (облагораживания) углей и утилизации угольных отходов. Они (основы) базируются на идее наиболее полного и рационального использования входящих в них компонентов путем создания новых технологий и процессов, организации производств по выработке из углей продукции топливного и нетопливного назначения.
Технический потенциал по переработке углей представлен в настоящее время технологиями, получившими широкое применение в промышленных условиях (обогащение по золе и коксование с целью производства кокса) и технологиями нового поколения, техническая реализация кото-
рых доказана работой опытных и опытно-промышленных установок.
Практическая значимость использования существующих и вновь разработанных технологий вполне очевидна. Вместе с тем, исходя из поставленной задачи, ниже тезисно рассматриваются только технологии нового поколения, объединенные в три группы по назначению получаемой продукции на их основе.
Первая группа технологий — технологии, обеспечивающие повышение качества угольной продукции, сжигание которой сопровождается повышением КПД энергетических установок и экономией топлива по сравнению с использованием для этой цели менее качественных рядовых углей. В перечень таких технологий необходимо включить окускование углей методом горячего брикетирования и термическое обогащение их по влаге.
Технология термобрикетирования углей разработана ИГИ, Сибгипро-шахт и предназначена для производства окускованного бездымного угольного топлива для потребителей со слоевой системой сжигания; энергетических установок КБХ, отопительных печей у населения и других топочных устройств небольшой мощности. Основной продукт - термобрикеты имеют более высокие качественные параметры по сравнению с
Таблица 1
углем, используемым для их производства (табл. 1).
Технология термического обогащения высоковлажных углей разработана ИГИ и Гипрошахт и предназначена для облагораживания углей по влаге (типа канско-ачинских) и основывается на принципе скоростной обработки мелкозернистого угля (класс 2—5 мм газовым теплоносителем в вихревой камере).
В результате термического облагораживания качественные параметры исходного угля и получаемого продукта (термоугля) изменяются следующим образом (табл. 2).
Вторая группа технологий — технологии, обеспечивающие производство продукции с новыми потребительскими свойствами. К таким технологиям следует отнести ожижение и газификацию углей с целью получения из них жидкого топлива для различных видов транспорта и энергетических установок и газообразного экологически чистого топлива для электростанций.
Технология переработки углей методом гидрогенизации разработана ИГИ, Сибгипрошахт, Тулагипрошахт, Грозгипронефтехим, ВНИИНефте-маш и предназначена для производства жидкого топлива и продукции: бензин, дизельное топливо, топливо Т-8в, бензол, толуол. Качество продукции соответствует ГОСТам.
Вил топлива Зольность, % Влажность, % Теплота сгорания, ккал/кг
Рядовой уголь 7,5 31,0 3750
Термобрикеты 9,4 2,0 6200
Таблица 2
Вил топлива Зольность, % Влажность, % Сера общая, % Выхол летучих, % Теплота сгорания, ккал/кг
Рядовой уголь 7,1 35 0,2 48,3 3660
Термоуголь 8,7 До 10 0,22 43,0 6130
Технология переработки углей методом газификации. Разработана ИГИ и предназначена для производства экологически чистого топлива из высокосернистых и высокозольных углей для тепловых электростанций. Выполненными опытами подтверждена техническая возможность получения экологически чистого газа энергетического назначения из подмосковных углей, имеющих высокое содержание серы (2—3,5 %), канско-ачинских, характеризующихся большой влажностью (35 %) и экибастуз-ских с зольностью до 50 %. Степень очистки газа от сернистых соединений составляет 95 % и от угольной пыли — 100 %.
Третья группа технологий, технологии, обеспечивающие переработку углей и отходов угольного производства в продукцию нетопливного назначения, пользующуюся большим спросом со стороны многих отраслей промышленности. В перечень таких видов продукции необходимо включить адсорбенты и коагулянты - очистители жидкостей и газов от вредных веществ; гуминовые удобрения (стимуляторы роста сельскохозяйственных растений); горный воск (составной компонент исходного сырья при производстве продукции во многих отраслях промышленности).
Краткие сведения о технологиях нового поколения приведены в табл. 3.
Таблица 3
Технический потенциал в области переработки углей и утилизации отходов угольного производства
Название технологий Вид получаемой продукции Потребители продукции Степень технической готовности Первоочередная задача
1 2 3 4 5
1. Технологии повышения качества угольной продукции
Термобрикетирование Окускованное топливо КБХ, население Опытная установка Корректировка имеющейся проектно-сметной документации
Термическое обогащение Мелкозернистое топливо Электростанции Опытная установка Разработка проектно-смет-ной документации на предприятие модульного типа. Строительство, демонстрация установки
2. Технологии производства продукции с новыми потребительскими свойствами
Гидрогенизация Жидкое топливо Все виды транспорта Опытный завод СТ-5 Корректировка имеющейся проектно-сметной документации на строительство промышленного предприятия
Газификация Газообразное топливо Электростанции Опытная установка Корректировка имеющейся проектно-сметной документации
3. Технологии производства продукции нетопливного назначения
Производстве горного воска Горный воск Отрасли промышленности Опытная установка Разработка проектно-сметной документации на строительство предприятия
Окончание табл. 3
Название технологий Вил получаемой продукции Потребители продукции Степень технической готовности Первоочередная задача
1 2 3 4 5
Производство гуми-новых удобрений Гуматы Сельское хозяйство Опытная установка
Производство адсорбентов Адсорбенты Отрасли промышленности, электростанции Опытная установка. Проекты
Производство кирпича Кирпич Строительные организации Промышленное производство
Производство агло-порита Аглопорит Строительные организации Опытная установка
Применение этих технологий приведет к следующим социально-экономическим последствиям (результатам): • повысится потребительская ценность углей и на этой основе возрастет стоимость реализуемой продукции и увеличится прибыль предприятий угольной промышленности;
• расширится сфера и направления использования углей, как наиболее распространенного вида энергетических ресурсов;
• снизятся объемы выбросов вредных веществ в окружающую среду. и
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -
Волковский Г.Б. — соискатель, Государственный научно-исследовательский институт горнохимического сырья.
ГИАБ-ДАЙДЖЕСТ -
В Хабаровском крае началось строительство горно-обогатительного комбината на золоторудном месторождении Белая Гора.
Общие резервы месторождения оцениваются более чем в 7 млн т руды с содержание золота на уровне 2-3 %. Планируется завершить работы к ноябрю 2012 г., а на проектную мощность в 1,5 млн т перерабатываемой золотоносной руды выйти к 2013 г.
По материалам журнала «Эксперт» (№ 46)
