Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной...
TRANSCRIPT
Внедрение технологий комплексной
переработки и энерготехнологического
использования бурых углей Канско-
Ачинского бассейна
С.Г. Степанов,
генеральный директор ЭТК «Термококс», д.т.н.
3
Безотходное производство активированного угля
и тепловой энергии в г. Красноярске (с 2001 г.).
Технология «Термококс-С»
1. Генераторный газ без предварительной
очистки бездымно сжигается в котельной
мощностью 10 МВт.
2. Активированный уголь поставляется в
ОАО «Норильский никель»,
мусоросжигающие заводы, в энергетику для
очистки сточных вод и газовых выбросов.
Единственный отход производства –
продукты сгорания газа. Завод активированных углей на основе неполной
газификации угля действует г. Красноярске с 2001 года
01
Из 6 тонн бурого угля марки 2Б общей
стоимостью 4 000 руб. производится
1 тонна сорбента стоимостью 50 000 руб.
и 12 Гкал тепловой энергии с нулевой
себестоимостью.
4 4
Коксовая продукция технологии «Термококс»
Спецкокс из угля марки Д,
разреза Виноградовский (Кузбасс)
Спецкокс для электрометаллургии (СУЭК)
Активированный уголь из угля
разреза Березовский (СУЭК)
Бездымное бытовое топливо
02
Котел КВТС-20, реконструированный под выпуск
буроугольного кокса (Красноярский край, ОАО "СУЭК")
Технология «Термококс-КС» [email protected]
03
Единственный выброс в окружающую среду
(труба котельной на разрезе «Березовский»,
технология Термококс-КС)
Технология «Термококс-КС»
Удельные вредные выбросы
котельной на газе из угля (технология
Термококс-С) в 20 раз ниже, чем на
традиционной угольной котельной.
Труба работающей
котельной
на газе из угля
Труба угольной котельной
04
Удельная эмиссия СО2
Технология Термококс – 0,36 т/Гкал.
Прямое сжигание угля – 0,46 т/Гкал.
Ожижение угля (газификация + синтез) – 0,75 т/Гкал.
Использование технологии "Термококс"
дает снижение эмиссии СО2 более 20%
по сравнению с прямым сжиганием угля.
С учетом снижения эмиссии парниковых
газов при производстве замещаемых
аналогов (классического кокса и др.)
эффект ещё выше.
В технологии Термококс 2/3 углерода из
энергетического цикла выводится в
твердом виде (кокс, углеродные
сорбенты и т.п.), а для генерации
энергии сжигается газовое топливо, в
котором преобладающий горючий
компонент – водород.
05
Технология прямого восстановления железа.
КОМПЛЕКТНЫЙ МОДУЛЬ ПО ПРОИЗВОДСТВУ
«БЫСТРОГО ЧУГУНА» НА 100 тыс. т/год
07
Уголь сжигают неправильно !
С точки зрения экономической и
экологической эффективности для
генерации энергии целесообразно
сжигать только газовую компоненту
угля, а коксовый остаток надо
использовать как второй ценный
продукт.
Суть новой технологии заключается
в неполной газификации угля с
производством газового топлива или
тепловой энергии и углеродного
материала с теплотой сгорания
около 7000 ккал/кг.
08
Упрощенный тепловой и материальный балансы
получения термококса
Уголь Д
2,5 тонны ( ≈ 14 Гкал),
5 000 руб. с доставкой
Спецкокс
1 тонна ( ≈ 7 Гкал),
12 000 руб. при с/стоимости
6 800 руб.
Пар или горячая вода ≈ 5 Гкал,
7 000 руб.
09
12
Энергометаллургический кластер 10
Здесь производим коксовую
продукцию, сорбенты и др.
материалы, обеспечивая
территорию дешевой и
экологически безопасной энергией.
Здесь с применение
предельно дешевого кокса
производим биржевые
товары – металлопродукцию
различной степени передела.
13
Будущее канско-ачинского угля
Принципиально новый подход к использованию угля на основе концепции
ТЕРМОКОКС обеспечивает технологическую платформу для создания
энергетики и металлургии нового поколения, отвечающих современным
требованиям экологической безопасности.
С развитием этого направления Канско-Ачинский бассейн перейдет в
разряд стратегических ресурсов России, сопоставимых по значимости с
крупнейшими газовыми и нефтяными месторождениями страны.
11
Это обеспечит
технологический отрыв
российской энергетики и
металлургии от мирового
уровня.
Разрез Березовский,
СУЭК
Технологии под общей торговой маркой «ТЕРМОКОКС»
защищены более, чем 30-ю патентами России, ЕАПО и
зарубежных стран
16
Биосорбционная очистка сточных вод
• Пропускная способность очистных сооружений увеличивается в 1,5-2 раза.
• Увеличивается степень очистки воды. Дозировкой сорбента сглаживаются
колебания качества очищаемой воды и эффективно подавляются залповые
выбросы вредных веществ.
• Легче обезвоживается и проще утилизируется избыточный активный ил.
На развитие угольной промышленности будут влиять межтопливная конкуренция и тренды развития других топливоёмких отраслей, таких как:
o Энергетика
o Металлургия
o ЖКХ
o Транспортный сектор (?)
o Нефте- и газопереработка (?)
На развитие угольной промышленности будут влиять межтопливная конкуренция и тренды развития других топливоёмких отраслей, таких как:
o Энергетика
o Металлургия
o ЖКХ
o Транспортный сектор (?)
o Нефте- и газопереработка (?)
ЭНЕРГЕТИКА И ЖКХ
Проблема: Использованию угля в энергетике и ЖКХ препятствует
повышенный экологический ущерб при сжигании угля по
сравнению с природным газом.
Решение: применение "чистых" угольных энергетических технологий,
обеспечивающих пониженную эмиссию вредных веществ.
Использование таких технологий зачастую предъявляет
повышенные требования к качеству угольной продукции.
"Критическими" для угольной промышленности являются
технологии:
1) обогащение угля;
2) производство топлив с заданными свойствами, в том числе
смесевых;
3) производство топливных брикетов и "бездымных" топлив для
ЖКХ и коммунально-бытового сектора.
ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ
Проблемы: 1) повышенные издержки;
2) низкая доходность капитала;
3) в мире остановлено >20% металлургических мощностей.
Основная причина: исчерпание потенциала существующего технологического
уклада, базирующегося на коксодоменном производстве,
изобретенном в XVIII веке.
Затраты на кокс – 45% от с/стоимости чугуна.
Основные тренды развития: 1) радикальное снижение потребления доменного кокса (до
50%) – технология PCI (pulverized coal injection);
1) отказ от доменного кокса – недоменные процессы прямого
восстановления железа (технологии DRI – direct reduced iron).
Параметры Оптимум для PCI Буроугольный термококс
Тонина помола < 90 мкм 0-3 мм, легко измельчается
Влажность < 2% < 1%
Зольность 6-9% (max 13%) 9%
Содержание летучих веществ 10-20% (max 40%) 6-10%
Содержание серы < 1,0% < 0,2%
Содержание хлоридов < 0,2% < 0,01%
Удельная теплота сгорания > 6500 ккал/кг 6500-7000
Индекс Хардгров > 50 68
Высокая реакционная способность
(по СО2 при 1000оС)
> 5 см3/г·с 8 см3/г·с
Топливо для PCI
"Критическими" для угольной промышленности являются
технологии термического обогащения низкосортных углей с
целью получения топлива для технологии PCI.
Потенциальный объем рынка РФ по углю для PCI – более 10 млн
т/год.
Это годовой объем переработки >30 млн т бурого угля.
Углеродистый восстановитель для DRI
Для DRI требуется высокореакционный углеродистый
восстановитель с высоким содержанием углерода и низким
содержанием вредных примесей.
Идеальный восстановитель для прямого восстановления железа
– древесный уголь.
"Критическими" для угольной промышленности являются
технологии термической переработки углей марок 1Б-3Б и Д с
целью получения высокореакционного углеродистого
восстановителя для технологий DRI.
Потенциальный объем рынка РФ – более 40 млн т/год без учёта
роста объёма производства стали.
Это объем переработки ~150 млн т бурого угля в год.
Всего в мире по технологиям DRI производится уже 70 млн т стали в год,
это 4,5% от общего объема. Годовой прирост мощностей – 12-15%. В
России эту технологию внедряет только одна компания – Металлоинвест.
23
Текстура буроугольного кокса (из угля 2Б компании СУЭК)
Текстура активированного угля. Увеличение х5000 Текстура активированного угля. Увеличение х500
Характеристика Ед. изм.
Термококс,
Россия
Сорбент RWE,
Германия
Влажность % масс. 1 0,5
Содержание золы % масс. 9,3 8,5
Содержание летучих % масс. 3 3
Фиксированный углерод % масс. 85 88
Низшая теплота сгорания МДж/кг 29,8 29,9
Содержание серы (всего) % масс. 0,18 0,5
Удельная поверхность по БЭТ кв.м/г >450 300
Суммарный объем пор см3/г >0,5 >0,5
Насыпная плотность т/куб.м 0,48 0,5
Себестоимость Евро/т 40 350
воздух
Горючий газ
(без смолы)
Обратная тепловая волна
Принцип газификации угля в обратной тепловой
волне