почему то что чудесно не работает

в нашей стране

может надо бы мыслить
конкретно
во Сибири
конкретней вдвойне....

------------   ----------
http://proza.ru/2022/07/24/465

---------  --------

VIII Всероссийская конференция с международным участием«Горение твердого топлива»
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, 13–16 ноября2012 г.
 
66.1
УДК662.732; 665.7.032.54
ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО
НА ОСНОВЕ ЧАСТИЧНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ
УГЛЕЙ НИЗКОЙ СТЕПЕНИ МЕТАМОРФИЗМА
Михалев И.О., Исламов С.Р.
ООО«Сибтермо», г. Красноярск
Долгосрочная энергетическая стратегия России ориентирована на увели-чение доли твёрдого топлива в энергобалансе страны. При этом одной из важ-нейших проблем является совершенствование способов использования угля для
обеспечения более высоких уровней экологической безопасности и энергоэф-фективности по сравнению с классическими методами сжигания.
Традиционные методы сжигания угля по существу достигли своего преде-ла экономической и экологической эффективности. При действующей системе
ценообразования на энергетическую продукцию сроки окупаемости инвестиций
в типовые электростанции на угольном топливе приближаются к уровню20 лет.
Качественное изменение ситуации возможно только за счёт развития новых спо-собов энерготехнологического комбинирования[1]. По этой причине сегодня,
кроме  классической  схемы  когенерации,  многими  зарубежными  компаниями
разрабатываются оригинальные варианты три- и даже квадрогенерации.
В течение последнего десятилетия компания«Сибтермо» внедряет в прак-тику новую концепцию энерготехнологического использования углей, в первую
очередь, углей низкой степени метаморфизма(марки Б, Д). Ее суть заключается
в следующем: с точки зрения экономической и экологической эффективности
для газификации или сжигания целесообразно использовать главным образом
летучие компоненты угля, а твердый остаток с высоким содержанием углерода–
среднетемпературный кокс(термококс) – использовать как технологическое то-пливо с более высокой потребительской стоимостью, чем исходный уголь. В
рамках данной концепции компания«Сибтермо» разработала серию энерготех-нологических процессов комбинированного использования угля, объединенных
под общей торговой маркой«ТЕРМОКОКС»
ТМ
(табл. 1).
Технологической основой процессов«ТЕРМОКОКС» является частичная
газификация углей на воздушном дутье. В результате переработки исходный
уголь разделяется на два продукта: газообразное топливо и коксовый остаток
(термококс). Газовое топливо предназначается для сжигания на месте с получе-нием тепловой энергии, а термококс поставляется на рынок как специализиро-ванное топливо широкого спектра применения: для печей обжига цементного
клинкера и известняка, для печей спекания глинозема, для вдувания в доменные
печи, в качестве агломерационного топлива и т.п.  Термококс из низкозольных
канско-ачинских углей, кроме низкой себестоимости, обладает целым рядом по-ложительных физико-химических характеристик, важных для металлургии. В
частности, это высокая реакционная способность в процессах восстановления
металлов, благоприятный химический состав минеральной, органической части.
В условиях непрерывного роста цен на классический кокс огромный интерес
  66.2
представляет использование термококса в качестве металлургического топлива,
а также углеродного восстановителя в бездоменных технологиях прямого полу-чения железа.
Таблица1. Технологические процессы серии«ТЕРМОКОКС»
Технология  Целевые продукты  Стадия реализации
«ТЕРМОКОКС-С» –
частичная газификация в плот-ном слое, уголь2Б
Углеродные сорбен-ты, горючий газ
Промышленное предприятие, с
1996 г., ЗАО«Карбоника-Ф»,
г. Красноярск
«ТЕРМОКОКС-СГ» –
газификация угля в плотном
слое, уголь3Б
Горючий газ
Промышленная установка, с2009
г., ЗАО«Балахтинский хлеб»,
пгт. Балахта, Красноярский край
«ТЕРМОКОКС-О2» –частичная
газификация угля в плотном
слое с кислородным дутьём,
угли Б, Д
Термококс,
синтез-газ
Опытная установка, с2007 г.,
г. Красноярск
«ТЕРМОКОКС-КС» –
частичная газификация
угля в кипящем слое
Термококс, тепловая
энергия(пар, горячая
вода)
1) Опытно-промышленный
комплекс, с2007 г., ОАО«СУЭК»,
г. Шарыпово;
2) Модернизация действующей
ТЭЦ-2 в г. Улан-Батор, 2011-2012
гг.
Исторически первыми разработками  компании«Сибтермо» стали  про-цессы газификации угля в плотном слое(«ТЕРМОКОКС-С», «ТЕРМОКОКС-СГ») [2, 3]. Они осуществляются в аппаратах одинаковой конструкции, но при
различных режимных параметрах. Радикальное отличие от классического про-цесса слоевой газификации заключается в том, что в данном случае не образу-ются побочные продукты в виде конденсированных вредных веществ(смолы,
фусы, фенольные воды и т.п.). Причем они не уничтожаются в специальных уст-ройствах, а отсутствуют в принципе. Это условие изначально снимает проблему
утилизации отходов[4].
В процессах«ТЕРМОКОКС-С/СГ» используется схема газификации угля
с обращённым дутьём, в рамках которой окислитель и топливо подаются прямо-током, а первичное зажигание производится со стороны выхода продуктового
газа. В отличие от классической схемы с прямым дутьём, производимый в дан-ном  процессе  газ  не  содержит  конденсированных  продуктов  пиролиза  угля.
Кроме того, схема с обращённым дутьём позволяет осуществлять процесс гази-фикации с контролируемой степенью конверсии. Путем изменения режимных
параметров можно производить только генераторный газ или термококс и по-путный генераторный газ. Перечисленные технологические особенности обеспе-чивают высокий уровень экологической безопасности и экономической эффек-тивности процесса слоевой газификации с обращённым дутьём.
Общая схема слоевой газификации угля с обращённым дутьём показана на
рисунке(рис. 1).  В  построенных  до  настоящего  времени  установках  процесс
осуществляется при атмосферном давлении, однако нет никаких препятствий
для использования повышенного давления. В вертикальный реактор шахтного
типа загружается стационарный слой угля. Первичное зажигание осуществляет-
  66.3
ся сверху с помощью электрических нагревателей, установленных в крышке ап-парата. Дутьевой воздух подается снизу через колосниковую решетку, при этом
формируется  высокотемпературная  зона  физико-химических  превращений
(ФХП), которая перемещается по высоте слоя угля от участка зажигания на-встречу газовому потоку(волна ФХП). Возможен вариант исполнения реактора
с непрерывной подачей угля и выводом твёрдого продукта. В зависимости от
режимных параметров процесса осуществляется частичная газификация(карбо-низация) угля с получением термококса и горючего газа либо полная газифика-ция с получением в качестве полезного продукта переработки только горючего
газа, а также зольного остатка в качестве отхода.
Рис. 1. Схема процессов слоевой газификации угля с обращённым дутьём
«ТЕРМОКОКС-С/СГ»
Отдельного упоминания заслуживает специальная версия процесса гази-фикации бурого угля с обращённым дутьём, в которой в качестве дутья вместо
воздуха используется кислород[5], – процесс«ТЕРМОКОКС-O2». В этом случае
продуктами переработки угля, как и в процессе«ТЕРМОКОКС-С», являются
термококс и горючий газ, однако при сохранении общей схемы процесса(рис. 1)
скорость волны ФХП возрастает до10 раз с соответствующим повышением про-изводительности реактора. Производимый сырой газ по классическим техноло-гиям  легко  преобразуется  в  синтез-газ,  широко  используемый  в  химической
промышленности. Комбинированное производство термококса и синтез-газа де-лает данный технологический процесс с экономической точки зрения радикаль-но эффективнее, чем классические процессы газификации угля типа«Lurgi».
Первое промышленное предприятие на основе процесса«ТЕРМОКОКС-С» для производства буроугольного кокса и энергетического газа было построе-но компанией«Сибтермо» в1996 году в г. Красноярске. Это– завод активиро-ванных углей ЗАО«Сорбентуголь» мощностью около40 тыс. тонн угля в год(с
2000 года– ЗАО«Карбоника-Ф»). В2008 году был сдан в эксплуатацию демон-страционный цех завода по производству бытовых топливных брикетов из сред-
  66.4
нетемпературного кокса в Монголии. На основе процесса«ТЕРМОКОКС-СГ» с
2009 г. работает установка мощностью около4 МВт по газу для сушки зерна в
пгт. Балахта(Красноярский край).
Наиболее перспективным для промышленной теплоэнергетики является
процесс«ТЕРМОКОКС-КС» – комбинированная переработка угля в модифици-рованном котельном агрегате с топкой кипящего слоя(рис. 2) [6, 7]. В режиме
карбонизации уголь перерабатывается в газовое топливо и высокореакционный
коксовый остаток. Газовое топливо и небольшое количество пылевого уноса из
кипящего слоя дожигаются в надслоевом пространстве топочного объёма за счёт
вторичного дутья. Котельный агрегат, сохраняя паспортные энергетические ха-рактеристики,  имеет улучшенные экологические показатели по газовым выбро-сам, а вместо золошлаковых отходов производит второй ценный продукт– тер-мококс.
Рис. 2. Схема процесса карбонизации угля в псевдоожиженном слое«ТЕРМОКОКС-КС»
Последнее условие качественным образом изменяет экономические пока-затели энерготехнологического производства на базе угольной котельной или
ТЭЦ.  При этом технология не накладывает специальных ограничений на влаж-ность и зольность исходного угля. В кипящем слое одновременно с термической
переработкой угля осуществляется сепарация пустой породы, что обеспечивает
возможность получения твёрдого топлива с теплотой сгорания значительно бо-лее6000 ккал/кг. Поэтому для целого ряда углей процесс«ТЕРМОКОКС-КС»
можно рассматривать как новый способ гравитационно-термического обогаще-ния.
К  настоящему  времени  эта  технология  прошла  стадию  опытно-промышленной апробации. Первый энерготехнологический котёл успешно экс-плуатируется на разрезе«Берёзовский-1» (ОАО«СУЭК-Красноярск) с2007 го-да. Он сохранил паспортную производительность по тепловой энергии(горячей
воде) и дополнительно производит около2,5 т/ч среднетемпературного кокса из
угля марки2Б Берёзовского разреза, который после брикетирования поставляет-ся на металлургические предприятия в качестве заменителя классического кокса.
В частности, к настоящему времени выполнена серия успешных промышленных
тестов  по  использованию  брикетированного  термококса  на  ферросплавных
предприятиях Урала. Этот продукт обладает рядом исключительно выгодных
  66.5
свойств для электротермической металлургии–  высокая реакционная способ-ность и высокое электрическое сопротивление, кратно превосходящие по вели-чине аналогичные показатели классического кокса.
Мелкозернистый буроугольный кокс прошел успешное тестирование как
углеродный восстановитель в технологии прямого восстановления железаiTmk3
японской фирмыKobe Steel.
В ближайшее время будет завершена модификация двух котлов БКЗ-75 по
технологии«ТЕРМОКОКС-КС» на ТЭЦ-2 г. Улан-Батора(Монголия) и строи-тельство брикетного комплекса по производству210 тыс. т/год бездымного бы-тового топлива.
В заключение необходимо затронуть проблемы, препятствующие более
активному внедрению эффективных процессов серии ТЕРМОКОКС.  Отчасти
они обусловлены повторяющимися кризисными явлениями в экономике. Одной
из главных причин является низкая инвестиционная активность по отношению к
инновационным  технологиям  в  базовых  отраслях  промышленности.  Отрица-тельную роль играет сложившаяся тарифная политика в области производства
тепловой и электрической энергии, которая, по сути, противодействует сниже-нию себестоимости энергетических продуктов и, в первую очередь, в жилищно-коммунальном секторе. Ежегодный прирост тарифов в разных регионах состав-ляет15-25%. В сложившихся экономических условиях производители по естест-венным соображениям просто отторгают новые технологии, направленные на
производство дешевых энергетических продуктов.
Литература
1.  Исламов, С.Р. Энерготехнологическая переработка угля/ С.Р. Исламов// Красно-ярск: «Поликор», 2010. – 224 с.
2.  Евразийский патент007798. МПК С10В49/10 Способ слоевой газификации угля/
С.Р.  Исламов,  С.Г.  Степанов,  А.Б.  Морозов(РФ). –  №200801920; Заявлено
25.10.2005; Опубл. 27.02.2007, Бюл. ЕАПО1.
3.  Евразийский патент008111 МПК С10B 47/04, С10В53/08, С10J 3/20 Устройство
для  переработки  твердого  топлива/  С.Р. Исламов,  С.Г. Степанов,  А.Б. Морозов
(РФ). – №200501921; Заявлено25.10.2005; Опубл. 27.04.2007, Бюл. ЕАПО2.
4.  Исламов, С.Р. О новой концепции использования угля/ С.Р. Исламов// Уголь. –
2007. – №5. – С. 67–69.
5.  Пат. 2345116 РФ. МПК С10B 57/00, С10J 3.02 Способ получения кокса и синтез-газа при переработке угля/ С.Р. Исламов, С.Г. Степанов, И.О. Михалев(РФ). – №
2007131530; Заявлено21.08.2007; Опубл. 27.01.2009, Бюл. 3.
6.  Пат. 2359006 РФ. МПК С10B 49/10 Способ переработки угля/ С.Р. Исламов, С.Г.
Степанов(РФ). – №2008117266; Заявлено05.05.2008; Опубл. 20.06.2009, Бюл. 17.
7.  Евразийский патент007801. МПК С10В49/10 Способ получения металлургическо-го среднетемпературного кокса/ С.Р. Исламов, С.Г. Степанов(РФ). – №200801917;
Заявлено25.10.2005; Опубл. 27.02.2007; Бюл. ЕАПО1.