Возможности нетрадиционного использования углей дальнего востока

14.05.2009 • Издатель: Marketpublishers

Институт «ДальвостНИИпроектуголь» предлагает конкретные низкозатратные проектные решения по глубокой переработке углей, и прежде всего в дешевое синтетическое моторное топливо, взамен дорожающих нефтепродуктов

Май 2009

«Черное золото» — основа энергетики

Институту «ДальвостНИИпроектуголь» в сентябре 2009 года исполняется 80 лет. Основным направлением его деятельности является выполнение проектной документации по разработке подземным и открытым способом угольных и горнорудных месторождений Дальнего Востока.

По проектам института построены все угледобывающие и часть горнорудных предприятий Дальнего Востока. Но деятельность института не ограничивается только традиционными технологиями. «ДальвостНИИпроектуголь» проделал значительную работу по внедрению конкретных низкозатратных проектных решений по глубокой переработке углей, и прежде всего в дешевое синтетическое моторное топливо, взамен дорожающих нефтепродуктов.

В энергетике Дальневосточного Федерального округа уголь имеет решающее значение — 74% электроэнергии округа вырабатывается на тепловых электростанциях, работающих на угле. И если говорить об угольной промышленности, то ситуация здесь печальная. Из 18 шахт Приморья сейчас действует одна, нет шахт в Партизанске, в Артеме, в Тавричанке. Работают несколько разрезов, но это не спасает положения. На Сахалине в прежние времена «Сахалинуголь» добывал 5,5 млн тонн угля в год. Сейчас на острове добывается порядка 1800 млн тонн. Угледобывающих компаний стало в три раза больше, но они в основном мелкие. В Хабаровском крае малые разрезы закрыты. Шахта в Чегдомыне, которая принадлежит компании «Ургалуголь», законсервирована. Правда, рядом построена другая шахта — «Северная». Ее владелец — СУЭК. Планы в отношении нее большие, но пока она погоды не делает. В Амурской области Райчиха раньше добывала 18 млн тонн угля в год, по праву считалась «кочегаркой» Дальнего Востока. Сегодня старые разрезы дорабатываются по истощению запасов. Ерковецкий разрез добывает около 3 млн тонн в год. Не лучше ситуация и в других территориях округа. И в этих условиях особое значение приобретает рациональное использование угля, повышение отдачи от «черного золота».

Взглянуть на уголь по-новому

Однако, по мнению автора настоящей статьи, уголь в регионе используется недостаточно эффективно, примитивно сжигается в топках котельных и котлоагрегатах электростанции, теряясь через просыпи в колосниках, в недожогах и золоуносах через трубы. В сегодняшних условиях неразумно позволять себе такую роскошь. Именно этой проблемой и занялись ученые института «ДальвостНИИпроектуголь». И не безуспешно.

Главными направлениями нетрадиционного использования углей Дальнего Востока являются их окислительная переработка при высоких температурах и давлении, а также механическое и химическое воздействие на уголь.

К последним относится водоугольное топливо, эффективность сжигания которого на котельных значительно выше, нежели при обычном сжигании угля. Достигается это за счет полного сгорания углерода в угле и отсутствия потерь угля через просыпи в колосниках. ВУТ представляет собой текучую смесь измельченного до микрон угля (40–60%) и воды. Использование водоугольного топлива может существенно сократить расход угля, повысить эффективность его использования.

Одно из важнейших направлений использования углей — производство углеродных сорбентов или активированных углей. Спектр их применения весьма широк и разнообразен. Они используются в фармакологии, для очистки любой воды, алкогольных и безалкогольных напитков, органических и неорганических материалов. С их помощью очищаются газовые и воздушные потоков, это незаменимое средство борьбы с разливами нефтепродуктов, для экстракции золота из отходов обогатительных фабрик, они могут быть использованы в качестве катализатора и т.д.

Термическая окислительная переработка углей делится на два базовых направления. Это ожижение и газификация углей.

Основной целью ожижения углей является получение синтетических моторных топлив и в незначительном объеме других жидких и газообразных компонентов.

Целью газификации является получение из углей энергетического синтез-газа (смесь СО+Н2) или в результате его каталитической переработки — получение моторных топлив.

В свою очередь ожижение угля делится на гидрогенизацию и термическое растворение углей.

Экономия налицо

Уголь марки Д Таймылырского месторождения, расположенного на побережье моря Лаптевых в Республике Саха (Якутия) является богхедом сапропелитовой природы, и поэтому представляет собой идеальное сырье для термического растворения с получением жидких продуктов. Указанный процесс растворения на таком сырье обеспечивает сравнительно низкие затраты, высокую производительность и высокий выход газовых и жидких продуктов. По результатам исследований термического растворения богхедов можно прогнозировать конверсию органической массы Таймылырского угля не менее 76–85%. Возможен также выход легкокипящих жидких продуктов не менее 40% от органической массы. Это означает, что при терморастворении 1 млн тонн Таймылырского угля будет получаться не менее 380 тыс. тонн жидкого топлива, не менее 250 тыс. тонн энергетического газа и не менее 250 тыс. тонн брикетного топлива. Очевидно, что данный комплекс будет высокорентабельным предприятием на Северном морском пути. Нельзя забывать, что согласно заявлению руководства страны в ближайшее время будут предприняты энергичные меры по увеличению интенсивности движения кораблей по Северному морскому пути. Что связано с тем, что это наиболее короткая водная артерия для транспортировки грузов из европейских и сибирских регионов на Дальний Восток и обратно. Поэтому на протяжении Северного морского пути понадобятся пункты дозаправки топливом и перевалки грузов. Таким пунктом могут служить углехимические комплексы и их инфраструктура, созданные на основе месторождений углей.

Низкозатратная технология

В ряде промышленно развитых стран во второй половине 90-х годов прошлого столетия на тепловых электростанциях начал активно внедряться метод внутрицикловой газификации топлива. В этом варианте в котлоагрегатах сжигается не пылевидный уголь, а технологический газ, предварительно полученный путем газификации угля.

При этом достигается значительно больший КПД котлоагрегатов и кардинально снижается уровень загрязнения окружающей среды от сжигания угля. Соответственно, экономическая отдача будет достаточно высокой.

Наибольший интерес представляет низкозатратная технология переработки угля в синтетическое жидкое моторное топливо (СЖТ), основанная на полной газификации углей в «синтез-газ» (оптимальную смесь СО и Н2) без кислородного дутья и дополнительной подачи водорода и его синтезе в углеводороды под невысоким давлением. Разработана эта технология ООО НПП «Энергия-КМ» (Владивосток). По проектам НПП строятся и намечаются к вводу в эксплуатацию в 2009 году опытно-экспериментальные установки:

— в г. Бийске, мощностью по переработке 8 тыс. тонн в год угля марки 3Б в жидкое топливо (здесь технология не имеет аналогов в России и за рубежом);

— в г. Красноярске, мощностью по переработке 8 тыс. тонн в год торфа в дизельное топливо (по типовой технологии);

— в г. Находка, мощностью по переработке 8 тыс. тонн в год углей различных марок в жидкое котельное топливо (по типовой технологии).

В 2007 году, в содружестве с этим научно-производственным предприятием, по заказу администрации Сахалинской области, ОАО «ДальвостНИИпроектуголь» выполнило предпроектную работу «Обоснование инвестиций в строительство углехимического предприятия в Углегорском районе Сахалинской области». В ней укрупненно рассмотрены все аспекты создания предприятия по переработке угля марки 3Б Солнцевского месторождения в синтетическое дизельное топливо с годовой производительностью (в двух вариантах) 50 и 700 тыс. тонн в год, с попутной выработкой электрической энергии.

При этом расчетная себестоимость составила от 7 до 10 тыс. рублей за одну тонну дизельного топлива в зависимости от производственной мощности предприятия. Удельные капитальные вложения — от 11 до 12 тыс. рублей на тонну, рентабельность — от 60 до 70%.

При рассмотрении качественных характеристик углей Дальневосточного федерального округа видно, что практически во всех регионах ДФО есть угли, соответствующие требованиям выпуска СЖТ. Поэтому, исходя из местных условий и потребности в СЖТ, можно предложить направления по реализации углехимических комплексов по производству синтетического жидкого топлива.

На о. Сахалин на основе бурого угля месторождений Вахрушевское и Вахрушевское-Восточное с общими запасами более 170 млн тонн предлагается построить углехимический комплекс по производству жидкого топлива и сопутствующих продуктов для обеспечения восточного побережья южной части Сахалина. На основе бурого угля Солнцевского месторождения с запасами более 100 млн тонн предлагается построить углехимический комплекс по производству жидкого топлива и сопутствующих продуктов для обеспечения западного побережья южной части Сахалина. Угли этих месторождений имеют благоприятные характеристики для производства жидкого топлива. Удаленность шельфовых месторождений нефти и отсутствие нефтеперерабатывающих производств на острове обуславливают острую актуальность создания таких комплексов, для продукции которых имеется обширный внутренний и внешний (Япония) рынки.

Можно прогнозировать, что при переработке 1000 тыс. тонн этих Сахалинских углей возможно получить 220 тыс. тонн жидких продуктов и не менее 200 тыс. тонн энергетического газа.

В Чукотском национальном округе на основе запасов месторождений угля Бухта Угольная и Анадырское на побережье Анадырского залива с общими запасами более 600 млн тонн также возможно создание углехимических комплексов. Залив расположен на трассе Северного морского пути, и комплексы могли бы обеспечивать дозаправку кораблей, а также обеспечивать Чукотку жидким топливом. Угли этих месторождений удовлетворяют требованиям производства СЖТ.

При использовании для производства СЖТ угля месторождения Бухта Угольная возможно из 1000 тыс. тонн получить 240 тыс. тонн СЖТ и около 200 тыс. тонн энергетического газа.

При использовании угля месторождения Анадырское из 1000 тыс. тонн возможно получить 160 тыс. тонн СЖТ и около 120 тыс. тонн энергетического газа.

За углехимическими комплексами — будущее

В Магаданской области на основе запасов угля месторождения Нижнее-Аркагалинское, которых на балансе более 240 млн тонн, предлагается создать углехимический комплекс по производству СЖТ с целью уменьшить так называемый северный завоз дорогого жидкого топлива с «материка». Это позволит более быстрыми темпами развивать экономику Магаданской области, богатой ценными полезными ископаемыми. Это корреспондируется с требованиями президента страны об ускорении развития ДФО. Уголь Нижне-Аркагалинского месторождения удовлетворяет технологии производства СЖТ.

В Хабаровском крае предлагается на базе Ургальского месторождения угля с балансовыми запасами более 1000 млн тонн построить углехимический комплекс по производству СЖТ. Уголь этого месторождения соответствует требованиям технологии производства СЖТ.

В Республике Саха (Якутия) жидкое топливо дальнепривозное, а климатические условия и слабая транспортная сеть делают привозное жидкое топливо особо дорогим. В то же время в республике имеется группа месторождений угля со свойствами особо ценными для производства СЖТ. Это рядом расположенные месторождения низкозольного, малосернистого, длиннопламенного угля. Такие как Надежда, Герби-Луговая, Джебарики-Хая, а также месторождения Южной Якутии.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что приходит пора для владельцев угледобывающих предприятий любого масштаба по-новому переоценить возможности и направления развития производства, его диверсификации в сторону глубокой переработки ценного сырьевого продукта, которым является уголь. Тогда будет не за горами время, когда основным мерилом процветания предприятий станут не максимальные объемы извлечения угля, а необходимая комплексность его использования, глубина переработки и экологичность производства, а самое главное — экономическая стабильность и независимость хозяйственной деятельности.

Ильяс САДАРДИНОВ,
директор института «ДальвостНИИпроектуголь»,
кандидат технических наук

Источник:www.biznes-gazeta.ru

Отчёт по теме:

Обзор рынка активированного угля

Новости и аналитика

Дайджест