ТЕРМОКОКС
ОПИСАНИЕ
экологически безопасной технологии получения энергии и переработки угля в дорогостоящие продукты.
В основу данного бизнес проекта положена концепция
комплексного производства энергии и дефицитных коксовых продуктов
металлургического назначения из дешевых энергетических углей с использованием
новой технологии переработки TERMOKOKS, которая отличается низкими
капиталоемкостью и эксплуатационными затратами, а так же обеспечивает высокий
уровень экологической безопасности.
Запасы коксующихся углей в мире значительно истощены и их
стоимость непрерывно растет. Значительное увеличение производства кокса в мире
маловероятно, так как традиционное коксовое производство требует значительных
инвестиций и экологически опасно. Отличительной чертой технологии TERMOKOKS
является ранее недоступная в других методах возможность переработки
некоксующихся углей, экологическая безопасность и экономическая эффективность.
Исходным сырьем являются уголь и воздух, а
получаемыми продуктами являются среднетемпературный кокс и не содержащий
смолистых и других вредных веществ горючий газ.
Среднетемпературный кокс является дефицитным продуктом и
экологически чистым бездымным топливом для коммунального использования,
металлургии и различных технологий. Цена такого продукта на европейском рынке
(Германия, Норвегия, Англия и др.) составляет 150-200EUR./т., при текущей
исходной стоимости угля в 50 – 70 EUR/т (октябрь 2005 г.).
Газ может сжигаться в газовой турбине, паровом или
водогрейном котле для получения электрической и (или) тепловой энергии,
применяться как топливо, например, при обжиге кирпича, а также использоваться в
качестве сырьевого источника водорода для топливных элементов. Удельные вредные
выбросы при сжигании этого газа ниже, чем при использовании природного газа.
За счет эффекта комплексной переработки и производства
нескольких продуктов – среднетемпературного кокса и горючего газа, реализация
более дорогого продукта – кокса – может компенсировать большую часть затрат.
Поэтому себестоимость производимой тепловой энергии снижается и фактически
становится вне конкуренции по сравнению с производством энергии из любых других
видов топлива.
Технология TERMOKOKS позволяет значительно сократить зависимость
производства энергии от одного вида топлива. Простота транспортировки,
невысокие цены и доступность исходного сырья – угля позволяют существенно
снизить риски, вызываемые экономическими и политическими событиями.
TERMOKOKS является
легко масштабируемой технологией, что позволяет реализовать ее поэтапно, либо
рассредоточивая производства небольшой мощности непосредственно у потребителей
тепла.
Технология TERMOKOKS
позволяет перерабатывать энергетические угли различных марок – бурые,
длиннопламенные, газовые. При использовании технологии, меняя только
технологические параметры, можно регулировать выход конечных продуктов.
Инвестиции в создание проекта
комплексной переработки угля являются высокодоходными, имеют низкие риски и
великолепные экономические показатели:
|
|
|
|
Внутренняя
норма доходности проекта (internal rate of return) IRR
|
43%
|
|
Период
окупаемости, лет (payback period) PB
|
1.8 – 1.9
|
|
|
|
Перспективы использования
угля
Доля угля в мировом топливно-экономическом балансе составляет 30%, причем
в США эта доля – 50%, в Китае – 70%, в Германии – 55 %, в Японии, где своего
угля вообще нет, – более 20%, в России, обладающей колоссальными угольными
ресурсами – только 18%. Доля угля в странах Балтии еще более ничтожна.
Такая диспропорция сложилась в 60-е годы, когда началась добыча дешевого
природного газа, запасы которого были переоценены. На "газовую иглу"
были посажены все страны Восточного блока и бывшего СССР.
В XXI веке роль угля в энергетическом балансе большинства стран будет
возрастать. Это обусловлено как ростом издержек на добычу нефти и газа, так и
неизбежной перспективой их исчерпания в текущем столетии. Запасы угля на
порядок и более превышают запасы углеводородов, и угля в мире хватит и на 3-е
тысячелетие.
Одно из основных преимуществ технологии TERMOKOKS - возможность гибко
диверсифицировать источники получения тепла и не зависеть от поставок только
одного вида топлива и его стоимости.
Обзор технологий
Угольная энергетика является наиболее "грязной" по
отношению к использованию других энергоносителей, а традиционное коксовое
производство – просто экологическая "бомба". Поэтому создание
экологически безопасных угольных технологий, позволяющих получать
конкурентоспособные продукты и генерировать электрическую и тепловую энергию,
является приоритетной задачей мировой энергетической стратегии.
Работы по созданию таких технологий (например, программа
Clean Coal ("Чистый уголь") в США) ведутся по нескольким
направлениям:
Снижение удельных выбросов в окружающую среду путем инвестирования в
природоохранные мероприятия. Это неизбежно ведет к увеличению капитальных
затрат.
Уменьшение удельного расхода топлива на единицу энергии или продукции.
Например, использование внутрицикловой газификации угля с применением
парогазовых установок или повышение параметров пара в котлоагрегате. Это также
ведет к увеличению удельных капитальных затрат.
Создание эффективных угольных технологий с пониженной эмиссией вредных
веществ в пределах самого технологического цикла.
Если по первым двум
направлениям имеется существенный задел, то по третьему направлению к
настоящему времени не создано ни одной даже стендовой или опытно-промышленной
установки за исключением технологии TERMOKOKS, которая описывается в
данном проекте.
Предлагаемый процесс – технологическая революция в
использовании угля. В мировой практике нет аналогов, обеспечивающих низкую (на
порядки) эмиссию вредных веществ в пределах самого технологического цикла.
Технология TERMOKOKS прошла все стадии реализации, от
опытного производства до промышленных масштабов. На протяжении более 5 лет
отработаны все основные технические и технологические решения, проведены
исследования процесса на различных углях и наработаны промышленные и опытные
партии продукта, прошедшие испытания на предприятиях России и за рубежом.
В настоящее время технология TERMOKOKS готова для
крупномасштабного внедрения и тиражирования. При строительстве предприятия даже
на уровне опытной установки, оно экономически эффективно и способно поставлять
конкурентоспособную продукцию в промышленность, что уже доказано на практике.
Описание
технологии
TERMOKOKS
Технология TERMOKOKS
– получение среднетемпературного кокса из
неспекающихся углей, полностью лишена основных недостатков традиционных технологий
и позволяет получать качественные угольные продукты с минимальным ущербом для
окружающей среды.
В технологии использован качественно иной
принцип нагрева угля – автотермический, т.е. без внешнего теплоносителя. По
сути, речь идет о разновидности газификации твердого топлива на воздушном
дутье, при котором собственно газификации подвергаются летучие компоненты
угля, а твердый углерод – незначительно.
Способ основан на использовании нестационарного эффекта
"обратной тепловой волны" в слое газифицируемого угля. Суть этого
эффекта в том, что в угольной засыпке при определенных режимах подачи дутья
фронт горения может смещаться не только по ходу дутья, но и против потока. В
традиционных газификаторах, а равно и в слоевых топках, фронт горения
смещается по ходу дутья. Зона пиролиза в этом случае расположена за зоной
горения, поэтому продукты терморазложения загрязняют газ. Сажа, смолистые вещества,
канцерогены, фенолы и другие токсичные вещества, поступающие в атмосферу, –
это продукты термолиза органической массы угля. Когда же фронт горения
смещается навстречу дутью, зона пиролиза находится перед зоной горения.
Соответственно, продукты пиролиза попадают в зону горения и подвергаются
"огневому обезвреживанию", т.е. полностью расщепляются до СО, H2,
CO2 и H2O.
Суть предлагаемой технологии в следующем: слой угля в
аппарате шахтного типа зажигается сверху, а снизу подается воздух. Фронт
горения смещается сверху вниз навстречу дутью. Температура во фронте горения ~
900˚C. За фронтом горения остается углеродсодержащий остаток – среднетемпературный
кокс. На выходе из аппарата мы имеем горючий газ, содержащий СО, H2,
CH4 и балластные газы. Газ не содержит смолы, бензапирена и других
токсикантов.
Рис. 1. Схема процесса
"обратной тепловой волны"
Преимущества технологии TERMOKOKS
Технологический процесс TERMOKOKS имеет ряд преимуществ по сравнению с известными способами
процессами термической переработки угля:
1.
Энергоэффективность.
Все существующие технологии основаны на нагреве угля внешним
теплоносителем, тогда как в технологии TERMOKOKS процесс автотермичный.
Побочный продукт в технологии TERMOKOKS – горючий газ – пригоден для
генерации электрической и тепловой энергии как в традиционной схеме
"котел – паровая турбина", так и в парогазовых установках, имеющих
повышенный электрический КПД.
По энергетическому балансу до 60% теплоты
сгорания исходного угля содержится в коксе и до 40% – в горючем газе.
Поэтому для успешной реализации проекта необходимо наличие крупных
потребителей тепловой энергии с относительно равномерной круглогодичной
нагрузкой. Коэффициент полезного использования энергии угля составляет 96%.
1.
Экологическая
безопасность и безотходность.
В технологии TERMOKOKS все органические соединения
расщепляются и газифицируются внутри аппарата, и газ не содержит смолистых
веществ. Вследствие низкой скорости фильтрации нет выноса твердых частиц из
слоя, так как аппарат работает как зернистый фильтр. Горючий газ подается в
котел-утилизатор или может подаваться на газовую турбину без предварительной
очистки. При его сжигании удельные выбросы NOx, SOx,
CO и пыли ниже, чем у угольной котельной или ТЭЦ, ниже действующих
нормативов и на два порядка ниже, чем в коксохимическом производстве.
В технологии TERMOKOKS не используется вода для тушения кокса и не производится
конденсация продуктов термического разложения, следовательно, отсутствуют
технологические сточные воды.
Фусы, подсмольные воды, фенолы и прочие вредные примеси в
процессе не образуются.
В отличие от всех существующих технологий, в данном процессе
нет сброса газообразного теплоносителя в атмосферу и поэтому не требуется сооружение
дополнительных систем газоочистки и каталитического дожигания оксида углерода
(СО).
2.
Простота
аппаратурного оформления и одностадийность.
Стадии сушки, пиролиза, термического разложения летучих
веществ и охлаждения среднетемпературного кокса объединены в одном аппарате. Удельные капитальные затраты ниже,
чем в других технологиях.
3.
Высокая
маневренность технологического оборудования.
Например, цикл вывода коксовой батареи на стационарный
режим составляет 2-3 недели, газификатора – 1 час.
4.
Гибкость
технологии и производства.
Технология TERMOKOKS позволяет перерабатывать угли
различных марок, которые в основном используются в энергетике, для
получения дефицитных целевых продуктов, а также, изменяя только
технологические параметры, регулировать выход конечных продуктов в
зависимости от требований потребителей (выпускать среднетемпературный кокс или
сорбент, увеличивать выход горючего газа и т.д.).
5.
Надежность
оборудования.
Например, в котлах-утилизаторах, где сжигается попутный
газ, нет движущейся колосниковой решетки, системы золоудаления и исключено
шлакование поверхностей нагрева. При традиционном сжигании угля это наиболее
проблемные по надежности узлы.
6.
Возможность
эффективной реализации технологии в виде отдельных блоков небольшой
мощности.
Вышеизложенное позволяет оценить
технологию TERMOKOKS как прорыв в комплексном
использовании угля.
Рис.2. Энергетический баланс
технологического процесса

Фото. 1. Действующее производство
среднетемпературного кокса, блок газификаторов

Характеристики продуктов
Главный и самый дорогой продукт получаемый по технологии TERMOKOKS
– среднетемпературный кокс. Среднетемпературный кокс не является абсолютным
заменителем классического кокса, получаемого из коксующихся углей. Но он
применим в огромном сегменте рынка, и имеет большой спрос.
Стоимость газа и генерируемой при его сжигании энергии
существенно ниже, чем в традиционной энергетике благодаря тому, что большая
часть затрат покрывается реализацией второго продукта – кокса.
По технологии TERMOKOKS могут перерабатываться любые
неспекающиеся угли с широким спектром конечных твердых продуктов:
среднетемпературного кокса, бездымного бытового топлива, углеродных сорбентов,
сульфоугля, карбюризаторов.
Схема 1. Продукты, получаемые по
технологии TERMOKOKS

Основные
характеристики получаемых продуктов.
Каменноугольный среднетемпературный кокс
Среднетемпературный кокс – твердый углеродсодержащий материал,
получаемый из ископаемых углей термической обработкой при температуре
1000-1200К. Для него характерны низкий выход летучих веществ (Vdaf
менее 6%), высокая калорийность (более 27МДж/кг), высокая реакционная
способность и низкая электропроводность.
Среднетемпературный кокс применяется как металлургическое
топливо (кроме доменного производства, где требуется материал с высокой прочностью
и используется классический кокс), агломерационное и технологическое топливо,
карбюризатор, углеродный адсорбент, бездымное бытовое топливо, отощающая добавка
для коксовой шихты и др.
Наиболее перспективно применение
среднетемпературного кокса с низким содержанием серы, фосфора и др. вредных элементов
в качестве углеродистого восстановителя для электротермических производств
(получение кремния, ферросплавов, фосфора и др.), где важны высокая реакционная
способность и большое электрическое сопротивление.
В развитых странах проявлен большой
интерес к среднетемпературному коксу как энергетическому топливу, так как при
его сжигании существенно уменьшаются вредные выбросы. В ряде публикаций
среднетемпературный кокс называют "твердым природным газом",
"топливом будущего" и т.п.
Широкому использованию среднетемпературного кокса
препятствует отсутствие экологически безопасных технологий его получения.
Известные попытки привести традиционные производства кокса и
среднетемпературного кокса в соответствие природоохранным нормам оказались
неэффективны, так как капитальные затраты на сооружение систем газо – и
водоочистки непомерно велики и приводят к резкому удорожанию продукции.
Технология TERMOKOKS экологически безопасна и не требует инвестиций в
дополнительные природоохранные мероприятия.
Основные качественные показатели
каменноугольного среднетемпературного кокса:
|
Наименование показателя
|
Норма для марок
|
|
СК-О
|
СК-М
|
|
Внешний вид
|
Частицы неправильной формы, серо-черного цвета
|
Зерна неправильной
формы, серо-черного цвета
|
|
Зольность на рабочую массу, %, не
более
|
14
|
18
|
|
Массовая доля летучих веществ на
сухую
беззольную массу,
%, не более
|
6
|
6
|
|
Массовая доля общей влаги, %, не более*
|
5
|
5
|
|
Остаток на сите 10мм, % не
менее
|
85
|
–
|
|
Остаток на сите 10мм, % не
более
|
–
|
10
|
|
Массовая доля серы, %, не более
|
0,5
|
0,5
|
|
Структурная прочность, %, не менее
|
65
|
–
|
|
Насыпная плотность, г/дм3
|
0,6
|
0,65
|
|
Низшая теплота сгорания на рабочую массу, МДж/кг
(ккал/кг), не менее
|
27,2
(6500)
|
26,4
(6300)
|
Буроугольный среднетемпературный кокс
Назначение продукции – использование в металлургии (в т.ч. в
электросталеплавильном производстве) и в природоохранных технологиях. В настоящее
время среднетемпературный кокс из бурых углей применяется в водоподготовке и
очистке природной, сточных и оборотных вод от нефтепродуктов, растворенных органических
веществ и соединений тяжелых металлов, при доочистке питьевой воды, а также для
очистки аспирационных выбросов, паров и газов. В настоящее время уголь АБГ
поставляется ряду предприятий России и на экспорт, в том числе энергосистемам
РАО "ЕЭС России", ГМК "Норильский никель", мусороперерабатывающим
заводам и Водоканалам.
Основные качественные показатели буроугольного кокса:
|
Средний размер куска
|
мм
|
3
|
|
Общая влага
|
%
|
2
|
|
Зольность на рабочую массу
|
%
|
9
|
|
Выход летучих на рабочую массу
|
%
|
7
|
|
Насыпная плотность
|
г/см3
|
0,5
|
|
Структурная прочность
|
%
|
60
|
|
Содержание серы
|
%
|
0,15
|
|
Содержание фосфора
|
%
|
0,002
|
|
Удельная низшая теплота сгорания
|
МДж/кг
|
29
|
|
Удельная
поверхность
|
г/см2
|
25,3
|
|
Адсорбционная
активность по йоду
|
%
|
50
|
среднетемпературный кокс из бурых
углей имеет характерные отличия от каменноугольного кокса и
среднетемпературного кокса, которые выгодны для ряда технологических процессов, а именно:
-высокую
реакционную способность, обусловленную несформированной углеродной
кристаллической решеткой бурого угля и высокой удельной поверхностью БПК;
-высокую адсорбционная активность;
-низкое содержание фосфора, серы и других вредных примесей.
Горючий газ
В технологическом процессе большая часть летучих веществ
исходного угля газифицируется с образованием горючего газа. Из 1тонны
исходного угля образуется 1400-1800нм3 газа с теплотой
сгорания 700-1000ккал/нм3 в зависимости от режима
термообработки.
По тепловому балансу процесса до 40% теплотворной
способности угля преобразуется в горючий газ.
Поскольку неполная газификация угля производится на основе
воздушного дутья, основными компонентами получаемого газа являются азот и
водород. В незначительных количествах присутствуют продукты реакций горения CO2
и H2O.
Основную ценность газа оставляют два главных его компонента,
водород H2 и оксид углерода CO. Следы углеводородов, кроме небольшой примеси
метана, отсутствуют. Содержание сероводорода зависит от наличия серы в исходном
угле.
Примерный
состав сухого газа:
|
CO
|
|
|
N2
|
49.5%
|
|
H2
|
22.2%
|
|
CH4
|
1.6%
|
|
CO2
|
14.4%
|
|
H2S
|
0.05%
|
Калорийность
сырого газа 3.5 МДж/м3, сухого 4МДж/м3.
На выходе
из аппаратов газ имеет температуру до 300оС. Вследствие низкой скорости
фильтрации нет выноса летучей золы и пыли, аппарат работает как зернистый
фильтр. Горючий газ без очистки пригоден для сжигания в газовой турбине или
котле.
Горючий газ, может быть использован не только для сжигания с
целью генерации энергии. На его основе возможна организация ряда сопутствующих
производств:
-
Одноступенчатый
синтез метанола с последующим энергетическим использованием неконвертированного
газа.
-
Применение газа
для прямого восстановления железа.
-
Использование
газа в качестве энергоносителя для различных производств, например, при обжиге
кирпича, керамзита и т.п.
-
Получение водорода (его содержание в газе – 20-25%,
поэтому эффективно мембранное или сорбционное разделение такого газа) для
энергетического использования, в том числе в топливных элементах и двигателях
внутреннего сгорания.
В программах по "Водородной энергетике" основной
упор сделан на получение водорода электролизом воды или реформингом
углеводородов. Первый способ неэффективен, второй – ориентирован на источник
сырья, запасы которого ограничены, а стоимость высока и будет расти.
Попутный газ по технологии TERMOKOKS является более
дешевым источником водорода с практически неисчерпаемой сырьевой базой.
Тепловая и электрическая энергия
При производстве тепловой и электрической энергии получаемая
прибыль зависит от цены на первичное топливо. Выходная стоимость энергии также
не может быть значительной в виду невысокой платежеспособности ее потребителей.
Применение технологии TERMOKOKS значительно опускает нижнюю границу
себестоимости энергии и снижает зависимость от цен на газ и нефть.
При росте цен нефть и газ,
стоимость угля за последнее время даже снизилась. В перспективе роста цен на
энергоносители произойдет и подорожание угля, но это будет происходить в
меньшей степени и с сильным отставанием от роста цен на жидкие и газообразные
водороды.
Схема 2. Технологическая схема комбинированного производства
среднетемпературного кокса и тепловой энергии (горячей воды)

Схема 3. Технологическая схема
производства среднетемпературного кокса, электрической и тепловой энергии с
использованием котла-утилизатора и паровой турбины

КПД
газификации (отношение теплоты сгорания газа к теплоте сгорания угля) в
технологии TERMOKOKS - управляемый параметр. Он может варьироваться от 0.3 в режиме производства кокса
до 0.8 в режиме газификации.
Анализ
рынка продукции и перспективы
Черная металлургия во всем мире
показывает значительный рост производства. Основной поставщик и потребитель
кокса в мире - Китай - сокращает поставки кокса на мировой рынок в силу бурного
развития собственной промышленности.
Во многих регионах, в т.ч. в России,
заканчиваются извлекаемые запасы наиболее ценных марок коксующихся углей. Коксующийся уголь
растет в цене даже значительнее чем нефть. Так несколько лет назад стоимость
коксующегося угля была около 50
EUR/t на сегодняшний день – уже за 150
EUR/t.
В России и за рубежом в 2004 году средняя цена кокса разных
классов увеличилась в 3 раза – с 70-120 до 300-350 EUR/t. Эта тенденция будет нарастать, так как к 2010 году ресурс работы
многих коксовых батарей будет исчерпан;
Совершенствование технологии TERMOKOKS происходит
непрерывно, уже сейчас идет работа над производством кокса из некоксующихся
углей для более серьезных приложений - литейный и доменный кокс. Их стоимость
на рынке еще более высока.
Потребителей продуктов получаемых по
технологии TERMOKOKS при комплексной
переработке угля можно разделить на несколько групп:
Первая группа – потребители,
настроенные на замену используемого топлива на среднетемпературный кокс,
имеющий высокую реакционную способность и большое удельное
электросопротивление, что обеспечит им повышение качества выпускаемой продукции.
Это электротермические производства
черной металлургии.
Вторая группа – потребители, использующие
среднетемпературный кокс в существующих условиях дефицита и дороговизны каменноугольного
кокса и высококачественных каменных углей.
Третья группа –
потребители, у
которых есть возможность использования среднетемпературного кокса:
-
предприятия
черной металлургии для прямого вдувания в домны;
-
производства
с процессами обжига сырья (агломерация руды, производство извести, цемента);
-
предприятия,
нуждающиеся в высококалорийном технологическом топливе с пониженным выходом
летучих компонентов и вредных веществ – оксидов азота, серы и т.п.
Четвертая группа – потребители,
которым необходимо экологически безопасное и недорогое производство тепловой и
электрической энергии из недорогого и доступного сырья:
-
предприятия
генерирующие тепловую и электрическую энергию, ТЭЦ и т.п.;
-
предприятия,
потребляющие большое количество тепловой энергии: порты, тепличные хозяйства и
т.п.
Пятая группа – потребители и
производства, которым необходим дешевый водород.
Так, в настоящее время есть 2
промышленных способа получения водорода:
-
электролиз
воды - самый дорогой;
-
конверсия
природного газа на катализаторах - тоже не дешевый способ, учитывая цену сырья.
Как уже указывалось выше, за счет эффекта
когенерации 2-х продуктов более дорогой принимает на себя бóльшую часть
издержек на производство и, таким образом, позволяет получать водород,
себестоимость производства которого является самой низкой из всех имеющихся
технологий.
Имеются различные, уже давно
разработанные, технологии выращивания бактерий на водороде, кормового белка и
т.п. В последние годы разработаны технологии производства быстроразрушающихся
полимеров на основе водородопотребляющих бактерий. Но эффективность таких
производств как правило не высока, т.к. водород, получаемый по традиционным
технологиям весьма дорог.
Продукты получаемые по технологии TERMOKOKS имеют
значительный экспортный потенциал.
Всего, только по странам СНГ рынок среднетемпературного
кокса оценивается более 5млн т в год, при этом характер спроса на
продукцию не зависит от сезона и является равномерным в течение года.
В 90-е годы после объединения Германии по экологическим
причинам были закрыты заводы среднетемпературного коксования в Восточной
Германии. ГДР была в Европе основным поставщиком углеродных восстановителей.
Ныне металлургические предприятия Германии, Швеции, Норвегии и Англии
испытывают острый дефицит в углеродных материалах с высокой реакционной
способностью. Потребность, например, только Норвегии в углеродных восстановителях
– более 300тыс. т в год
Поэтому в настоящее время имеются благоприятные предпосылки
для крупномасштабной реализации технологии TERMOKOKS:
Острый дефицит качественных углеродных материалов, прежде всего восстановителей для
электротермии – ферросплавных, кремниевых и сталелитейных производств. Это
обусловлено выводом в 90-е годы из эксплуатации крупных предприятий по
производству среднетемпературного кокса в России и в Восточной Германии.
Причины – физический износ оборудования. В Германии печи среднетемпературного
коксования были сооружены в 30-40-е годы, в Россию заводы были вывезены после
Второй мировой войны из Германии по репарации. Причины сворачивания выпуска
кокса – экологическая опасность данных производств и отсутствие современных
эффективных и экологически безопасных технологий.
Дефицит металлургического кокса и, как следствие, рост цен на него.
За последние два года средняя цена кокса разных классов на мировом рынке
увеличилась в несколько раз. Эта тенденция будет нарастать, так как, во-первых,
ресурс работы большинства европейских и российских коксовых батарей близок к
исчерпанию, во-вторых, заканчиваются извлекаемые запасы наиболее ценных марок
коксующихся углей, в третьих, Китай (крупнейший игрок на этом рынке) увеличил
внутреннее потребление кокса и снижает квоты на экспорт.
Описание
производства и выбор мест размещения объекта инвестированияВыбор
места размещения объекта инвестирования.
При выборе места расположения установки, для большей
экономической эффективности необходимо учитывать ближайшее расположение
объектов сбыта производимого горючего газа или тепловой энергии, производимой
при его сжигании, – горячей воды.
Поэтому идеальное место размещения производства по
комплексной переработки угля – вблизи крупного потребителя тепловой энергии и
рядом с транспортными коммуникациями, например, вблизи портов, ТЭЦ и
аналогичных предприятий. В этом случае будет осуществляться минимум затрат на
транспорт угля и отгрузку кокса на экспорт. Фактически привязка к местности и к
потребителю тепла – это одни из главных параметров при расчете экономических
показателей эффективности производства.
Для размещения производства обычно
требуется участок размером 100х200м, общей площадью 2га, с учетом
размещения здания блока аппаратов-газификаторов, воздуходувной станции, склада
готовой продукции и транспортных галерей.
Требуется подъездная железнодорожная
ветка пропускной способностью 25вагонов в сутки, автомобильная дорога для
строительства и обслуживания.
Для электроснабжения производства требуется
подстанция мощностью 1000кВА.
С целью снижения инвестиционных затрат допустима
эксплуатация технологии по упрощенной схеме с меньшей мощностью производства. В
дальнейшем, так как технология масштабируема, не препятствуя технологическому
процессу, можно наращивать мощность производства.
Описание процесса
Технологический процесс производства среднетемпературного
кокса состоит из следующих стадий:
– прием, подготовка и подача сырья в
производство;
– газификация угля;
– рассев готового продукта;
– отгрузка готового продукта;
Каменный уголь вагонами доставляют на угольный склад, а
затем автотранспортом (см. схему4) или ковшовым погрузчиком с угольного склада в приемный бункер угля
(поз.1). Из приемного бункера уголь транспортером (поз.2) подается
на дробилку (поз.3) для измельчения до (–)50мм и на грохот
(поз.4), где производится разделение на классы (–)10мм и
(+)10мм. Класс (–)10мм элеватором (поз.5) подается в накопительный
бункер (поз.6) и автотранспортом перемещается в отдельный бурт на
угольном складе для отгрузки потребителям. Класс 10-50мм ленточным
транспортером (поз.7) подается в накопительный бункер (поз.8) для
дальнейшего использования в технологическом процессе получения среднетемпературного
кокса. Из накопительного бункера (поз.8) уголь через систему шнековых
транспортеров (поз.9) подается в загрузочное устройство газификатора
(поз.10).
При использовании сортового угля стадии дробления и рассева
угля исключаются, уголь сразу подается в накопительный бункер.
Неполная газификация (окислительный
пиролиз) угля осуществляется в цилиндрических аппаратах (газификаторах)
периодического действия.
Газификатор работает следующим образом.
В шахту через загрузочное устройство подается уголь (класс 10-50мм, объем
загрузки газификатора – 98м3 или 80т), под газораспределительную
решетку внизу шахты через патрубок подают воздушное дутье и поджигают слой
угля электротермическим устройством со стороны, противоположной подаче дутья,
с целью образования обратной тепловой волны, которая с постоянной скоростью
смещается навстречу потоку воздуха, оставляя за собой слой горячего кокса.
Схема 4. Технологическая схема производства
среднетемпературного кокса

|