Эко-бюллетень ИнЭкААрхив№ 9 (68) > НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Водоугольное топливо - одно из перспективных направлений по утилизации шламов обогатительных фабрик

Мурко В.И.,
ГУП «НПЦ «Экотехника»,
Дурнин М.К.,
ЗАО «Южкузбассуголь»

В настоящее время проблема совершенствования топливно-энергетического баланса приобретает особую актуальность. Истощение эксплуатируемых газовых месторождений вопрос даже не десятков, а нескольких лет.

Обеспечение энергетической безопасности государства является главной целью этой проблемы. Несмотря на активное в последнее время лоббирование отдельными средствами массовой информации идей развития атомной энергетики, как панацеи энергетического кризиса, общемировая статистика в этой области показывает, что атомная энергетика дает только 20 % электроэнергии и доля ее снижается. Сегодня в странах с развитой экономикой более 50 % производства электроэнергии происходит за счет сжигания угольного топлива, а в Китае – стране с переходной экономикой – 72 %. В России при снижении добычи газа и увеличении производства электроэнергии доля угольного топлива в выработке электроэнергии поднялась с 29 % до 33 % в течение одного года.

Очевидно, что наметившаяся тенденция к росту объемов производства угля будет развиваться и далее. В ближайшее время угольное топливо станет основным энергоносителем.

Тем более актуальным становится вопрос более эффективного использования этого топлива, снижения отрицательного воздействия продуктов сгорания на окружающую среду, удешевления его стоимости.

Широкое внедрение разработанного в России нового вида жидкого топлива из угля – водоугольного топлива (ВУТ) может служить основой эффективной замены дорогостоящих дефицитных экологически чистых природных энергоносителей (природного газа и нефти) на многих ТЭЦ и ГРЭС с минимальными капитальными затратами и с сохранением на требуемом уровне вредных выбросов в атмосферу.

В середине 1970-1980 годов именно внедрение ресурсосберегающих, экологически чистых угольных технологий стало ответом развитых стран мира на нефтяной кризис.

Водоугольное топливо – стабильное, экологически чистое на всех стадиях производства и использования, пожаро- и взрывобезопасное топливо из угольных шламов с концентрацией твердых веществ не менее 60 %, воды – 39 % и органического пластификатора – 1 %.

Опыт эксплуатации опытно-промышленного углепровода Белово-Новосибирск, широкомасштабные промышленные испытания по замене мазута водоугольным топливом в зажигательных горнах агломашин на Абагурской ОАФ ОАО «КМК» (г. Новокузнецк), в котельных г.г Мыски, Белово и др. показали существенные технологические преимущества, высокую эффективность процесса горения ВУТ и надежную работу основного технологического оборудования. В таблице представлены результаты замеров вредных выбросов в атмосферу при сжигании ВУТ в сравнении с традиционными видами топлив.

Таблица
Наименование вредных выбросовНаименование объекта
ТЭЦ-5Абагурская ОАФКотельная в г. МыскиКотельная в г. Белово
Угольная пыль + мазутВУТ + угольная пыльмазутВУТ + мазутмазутВУТСлоевое сжигание угляВУТ
Оксиды азота (NOx), мг/м390466056,140,053,643,6435285
Оксиды серы (SO2), мг/м3171033820111292236,047,2нет данныхнет данных
Бенз(а)пирен, х109 мг/м30,0870,022нет данныхнет данныхнет данныхнет данныхнет данныхнет данных
Пыль, мг/м3639222755914нет данныхнет данных8245

Существенное снижение выбросов оксидов азота при сжигании ВУТ обусловлено более низкой температурой в зоне горения, не превышающей 1000-1250 °С. Применение низкосернистого угля (содержание серы не более 0,5 %) для приготовления ВУТ обеспечивает уменьшение образования сернистого ангидрида в дымовых газах. Кроме того, использование водоугольного топлива позволяет с большей эффективностью улавливать оксиды серы.

Особенности горения тонкораспыленных капель водоугольного топлива приводят к образованию высокопористых золовых частиц, плотность которых не превышает 350 кг/м3. Эффективность работы существующих систем пылеулавливания при сжигании ВУТ повышается по сравнению с пылеугольным сжиганием.

Твердая фракция продуктов сгорания – мелкодисперсная зола пользуется спросом в производстве строительных материалов, как связующее при изготовлении бетонов для неответственных конструкций, отделочных и иных стройматериалов. Так как при сжигании ВУТ происходит более полное сгорание, до 95-98 %, исходного топлива, объемы твердых продуктов сгорания многократно ниже, чем при сжигании традиционных углей. При этом КПД котлов возрастает до 80 % и мало зависит от их физического состояния, обеспечивая тем самым высокую экономичность работы котлов.

Разработанные процессы приготовления, хранения и транспортирования водоугольного топлива также обеспечивают его экологические преимущества.

Совмещение операций переработки угля (включая обогащение) и приготовления ВУТ на одном заводе рядом с угледобывающим предприятием позволяет существенно снизить загрязнение окружающей территории за счет исключения сброса тонких частиц угля в отстойники и накопительные площадки.

Хранение водоугольного топлива в закрытых емкостях и возможность транспортирования ВУТ по трубопроводам, в авто- и железнодорожных цистернах, в наливных судах исключают пыление и потери топлива. Полная пожаро- и взрывобезопасность не требует дополнительных мер предосторожности.

Разработанные бизнес-планы и рабочие проекты промышленных установок приготовления и сжигания ВУТ показывают, что срок окупаемости капитальных вложений составляет 1-1,5 года. Стоимость 1 т ВУТ при этом равна 200-250 руб. при низшей теплоте сгорания не менее 3500 ккал/кг.

На основании предложения НПЦ «Экотехника», имеющего опыт приготовления и сжигания ВУТ в котельных шахт «Тырганская», «Инская», Мысковского спецгормолзавода, Беловской ГРЭС и ТЭЦ-5 г. Новосибирск, технической дирекцией ОАО УК «Кузнецкуголь» принято решение о строительстве цеха подготовки водоугольного топлива на базе технологического комплекса ликвидируемой шахты «Зыряновская», производительностью 160 тысяч тонн ВУТ в год. В расположенной рядом котельной шахты «Кушеяковская» один из котлов КЕ-10/14С будет переоборудован для сжигания ВУТ.

Сырье для приготовления водоугольного топлива будет поступать с ЦОФ «Абашевская», расположенной в двух километрах от цеха подготовки ВУТ.

Обогатительные фабрики ОАО УК «Кузнецкуголь» – ЦОФ «Кузнецкая» и ЦОФ «Абашевская» характеризуются многотоннажным выходом шламов и других отходов углеобогащения. Годовой объем переработки рядовых углей только на ЦОФ «Абашевская» составляет 3100-3400 тыс. т. При этом выход шлама после пресс-фильтров составляет более 100 тыс. т в год, из которых примерно 50 тыс. т складируется в отстойники и отвалы и практически не используется. На начало 2001г. в отстойниках и отвалах скопилось около 3 млн. т шламов. Низшая теплота сгорания шламов при влажности 20-25 % – 3000-4000 ккал/кг. Фактически в отвалах находятся и ежедневно пополняются запасы добытого угля, которые не находят применения в настоящее время. В то же время фабрика несет убытки в виде платежей за загрязнение окружающей среды и вследствие необходимости использования концентрата в качестве топлива для котельной (8-9 тыс. т концентрата в год). По энергетическому потенциалу поток кусковых углесодержащих отходов и шламов превышает имеющиеся нужды в теплоте собственных предприятий и находящихся поблизости потребителей. Замена угля отходами углеобогащения экономически выгодна и перспективна. Потребителями этого вида топлива могут быть промышленные и коммунально-бытовые котельные и другие теплогенерирующие установки, использующие в качестве топлива дорогие и дефицитные марки углей, а также жидкое топливо. ВУТ может быть использовано в топках различных типов, в том числе для слоевого, факельного и факельно-слоевого сжигания как при полном переводе установки на сжигание ВУТ, так и при частичной замене твердого, жидкого или пылеугольного топлива.

Проект создания производства по приготовлению водоугольного топлива практически в центре промышленного района с развитой инфраструктурой транспортного сообщения, наличием трудовых ресурсов, источников сырья и близко расположенных потенциальных потребителей конечного продукта является экономически оправданным. Предварительные расчеты показывают, что при продажной цене ВУТ 150 руб. за тонну, первая очередь строительства окупается в течение одного-двух лет.

Перспективы дальнейшего развития использования водоугольного топлива весьма обширны. Применение ВУТ на железнодорожном транспорте, возрождение паровозной тяги, кажется архаизмом, но сравнение стоимости перевозок, с учетом вздорожания электроэнергии, экологической чистоты этого топлива и достижений теплотехники, доказывает реальность этого направления. Даже простое снижение потребления угля на 20 % и обеспечение при этом экологической безопасности при комплексном использовании продуктов сгорания доказывает необходимость серьезного подхода к этому вопросу.

 
ПОИСК ПО САЙТУ
© 2001-2017 ООО «ИнЭкА-консалтинг»
Контакты ИнЭкА:
+7 3843 720575
720579
720580
ineca@ineca.ru
создание сайтов