16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/teploenergetika/15/166.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 06 (15) декабрь 2014 года

Оптимальная технология использования горючих сланцев

Главное Олег ПОТАПОВ, ОАО «ЭНИН»
Оптимальная технология использования горючих сланцев

По мере возрождения промышленного потенциала России будет изменяться топливный баланс. Вследствие постепенного исчерпания запасов нефти и газа возрастает роль углей и сланцев.

Вытеснение из топливного баланса нефти и газа приведет к распространению на технологии использования углей и сланцев экономических и экологических требований, предъявляемых к жидким и газообразным топливам. Решение этих проблем вызывает необходимость разработки и внедрения новых методов подготовки и сжигания твердых топлив.

Весьма перспективны для энергетики методы термической переработки твердых топлив, базирующиеся на энерготехнологическом их использовании. Подобные методы, разработанные в Энергетическом институте им. Г. М. Кржижановского (ОАО «ЭНИН»), основаны на том, что в угле и сланце, как и в нефти, содержатся ценные вещества, которые при сжигании теряются. В связи с этим к твердым видам топлива, по аналогии с нефтью, следует относиться не только как к топливу, но и как к сырью, содержащему ценные продукты или образующему их в процессе термодеструкции.

Существует несколько способов термической переработки твердых топлив (гидрогенизация, газификация и др.), но при всех их достоинствах ни один не имеет такой широкой номенклатуры получаемых продуктов, как пиролиз, применяемый в технологиях ЭНИН. Здесь уголь преобразуется в высококалорийное твердое, жидкое и газообразное топливо (сланец – в жидкое и газообразное топливо) и, кроме того, получаются продукты, которые из‑за их дефицитности приходится покупать за рубежом (фенолы и их производные, адсорбенты и др.).

В ЭНИН разработаны три метода термической переработки твердых топлив: процесс «Галотер» для переработки горючих сланцев, высокоскоростной пиролиз угля (ВСП) и термоконтактное коксование угля (ТККУ). Из этих методов процесс «Галотер», реализованный в установках с твердым теплоносителем (УТТ), стал технологией промышленного масштаба.

Технология переработки горючих сланцев была освоена в промышленном масштабе на установке, перерабатывающей 500  тонн сланца в сутки (УТТ-500), а затем – на установках, перерабатывающих 3000 тонн сланца в сутки (УТТ-3000). Созданные под научным руководством ЭНИН по проекту петербургского института «Атомэнергопроект» при участии петербургских институтов «Оргэнергострой», «Ленгипронефтехим» и других организаций, освоенные на Эстонской электростанции в 1981‑1984 годах, установки УТТ-3000 до сих пор остаются крупнейшими в мире по производительности и технологически наиболее эффективными. На основе данных многолетней эксплуатации установок УТТ-3000 российскими и эстонскими специалистами сделан вывод о соответствии этих установок экологическим требованиям. Экологическая совместимость установок УТТ-3000 с окружающей средой подтверждается состоянием растительного и животного мира в большом лесном массиве, окружающем Эстонскую электростанцию.

Главная характеристика технологии, реализованной в установках УТТ-3000, – возможность переработки мелкозернистых сланцев (фракционного состава от 0 до 13‑25 мм, количество которых в добыче составляет около 70 процентов), тогда как другие технологии предназначены для крупных фракций (25‑125 мм при использовании отечественных сланцевых генераторов типа «Кивитер» и 6,3‑70 мм для процесса «Петросикс» бразильской компании «Петробраз»).

В установках типа УТТ из сырья с теплотой сгорания 7,8‑8,4 МДж / кг получаются экологически чистые высококалорийные топлива – жидкое с теплотой сгорания 38‑40 МДж/кг и газообразное с теплотой сгорания 41‑42 МДж/кг. Установки типа УТТ могут применяться для сланцев не только любого фракционного состава, но и практически любой теплоты сгорания, в том числе и для низкокалорийных сланцев с теплотой сгорания до 2,9 МДж / кг (700 ккал/кг).

Помимо возможности переработки сырья любого фракционного состава и качества, а также высокой единичной производительности, установки типа УТТ имеют следующие преимущества:
• за счет разделения процессов пиролиза сланца (в реакторе барабанного типа) и приготовления твердого теплоносителя – золы (в технологической топке аэрофонтанного типа) в реактор поступают только твердые фазы (высушенный сланец и зола). Поэтому газ пиролиза не содержит ни кислорода, ни азота из атмосферного воздуха и благодаря этому имеет теплоту сгорания в два с половиной – три раза выше, чем в зарубежных установках. Так, при переработке сланца Прибалтийского месторождения в установках типа УТТ теплота сгорания газа пиролиза составляет 48,4 МДж/м3 (11 560 ккал/м3) или 42,2 МДж / кг (10 080 ккал / кг);
• получаемый из сланцев газ является товарным продуктом – топливом для газовых турбин, тогда как в большинстве зарубежных и отечественных установок для переработки сланцев значительная часть газа используется в технологии (подается в реактор);
• использование для пиролиза сланца золы, а не газа повышает КПД установок типа УТТ до 84‑89 процентов, тогда как у большинства зарубежных установок он не выше 65 процентов;
• за счет применения в установках принципиально новых решений вывода пыли из циклонов очистки парогазовой смеси их суммарная эффективность достигает 99,5 процента. Вследствие этого даже в тяжелых фракциях сланцевого масла содержание пыли не превышает 1‑1,5 процента;
• на установках УТТ-3000 Эстонской электростанции в течение нескольких лет перерабатывают изношенные автомобильные шины в смеси со сланцем. Технически возможна и подтверждена на практике переработка в установках типа УТТ грунтов, пропитанных нефтепродуктами в результате аварий на нефтеперерабатывающих заводах и при перевозке нефтепродуктов.

К сожалению, в силу экономических коллизий данная разработка не нашла должного распространения в нашей стране. Тем не менее автор надеется на реализацию этой технологии.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 06 (15) декабрь 2014 года:

    << | < 1
  • 1
  • > | >>