Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной...

24

Upload: siberianplatform

Post on 12-Apr-2017

183 views

Category:

Education


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования
Page 2: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

Внедрение технологий комплексной

переработки и энерготехнологического

использования бурых углей Канско-

Ачинского бассейна

С.Г. Степанов,

генеральный директор ЭТК «Термококс», д.т.н.

Page 3: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

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.

[email protected]

Page 4: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

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

[email protected]

Page 5: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

Котел КВТС-20, реконструированный под выпуск

буроугольного кокса (Красноярский край, ОАО "СУЭК")

Технология «Термококс-КС» [email protected]

03

Page 6: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

Единственный выброс в окружающую среду

(труба котельной на разрезе «Березовский»,

технология Термококс-КС)

Технология «Термококс-КС»

[email protected] 6

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

Page 7: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

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

Page 8: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

Кластерная схема

энергоснабжения

06

[email protected]

Page 9: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

Технология прямого восстановления железа.

КОМПЛЕКТНЫЙ МОДУЛЬ ПО ПРОИЗВОДСТВУ

«БЫСТРОГО ЧУГУНА» НА 100 тыс. т/год

[email protected] 9

07

Page 10: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

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

[email protected]

Page 11: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

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.

[email protected]

09

Page 12: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

12

Энергометаллургический кластер 10

[email protected]

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.

Page 13: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

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

[email protected]

Это обеспечит

технологический отрыв

российской энергетики и

металлургии от мирового

уровня.

Разрез Березовский,

СУЭК

Page 14: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

Технологии под общей торговой маркой «ТЕРМОКОКС»

защищены более, чем 30-ю патентами России, ЕАПО и

зарубежных стран

[email protected]

Page 15: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования
Page 16: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

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.

Page 17: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

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 (?)

[email protected]

Page 18: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

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 (?)

[email protected]

Page 19: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

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.

[email protected]

Page 20: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

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).

[email protected]

Page 21: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

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.

[email protected]

Page 22: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

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.

[email protected]

Page 23: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

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

Page 24: Степанов С.Г. Внедрение технологий комплексной переработки и энерготехнологического использования

воздух

Горючий газ

(без смолы)

Обратная тепловая волна

Принцип газификации угля в обратной тепловой

волне

[email protected]