ГАЗИФИКАЦИЯ КАМЕННОГО УГЛЯ

ГАЗИФИКАЦИЯ КАМЕННОГО УГЛЯ
БЕЗ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА
ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
РЕКОНСТРУКЦИЯ ТЭЦ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УГЛЯ МАРКИ ГЖ И БУРОГО
УГЛЯ
УТИЛИЗАЦИЯ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
ОКТЯБРЬ 2011
-1-
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ ГАЗИФИКАЦИИ
КАМЕННОГО УГЛЯ БЕЗ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Газификация - возможность для применения энергии будущего
Газификация - возможность для применения энергии будущего, поскольку
получающийся при этом синтезированный газ можно относительно легко очистить
и привести к полному сгоранию, нежели непосредственно сжигать уголь
(традиционный вариант).
По чистоте очищенный синтезированный газ можно сравнить с природным газом,
что дает возможность сжигать его более эффективно в газовой турбине, чем в
котле, который приводит в движение паровую турбину (или же на действующей
ТЭЦ).
Потребление :
КАМЕННЫЙ УГОЛЬ
Кокс
Жидкая фракция
Производство :
Синтезированный газ
Аргументация внедрения
 Отсутствие малобюджетных, экологически чистых технологических
процессов переработки каменного угля;
 Традиционное использование каменного угля напрямую связано с ростом
образования кислотных дождей и парникового эффекта,
сопровождающихся выбросами с высокой концентрацией углекислого газа,
сернистого газа и диоксида азота;
 Разрушительное воздействие на окружающую среду и здоровье населения;
 Ужесточение нормативов по выбросам в окружающую среду и требование
строго соответствовать нормам и стандартам по загрязнениям;
 Увеличение финансовых санкций и штрафов.
Сдерживающие факторы повышения доли угля в энергетике
 Сдерживающим фактором развития программы повышения доли угля в
энергетике Украины являлся тот факт, что на единицу произведенной
-2-
электроэнергии с использованием угля в атмосферу выбрасывается
значительно больше СО2, чем при сжигании нефти или природного газа. В
связи с этим необходимо было решать проблему снижения вредных
выбросов в атмосферу. Именно в этом направлении нами разработана и
предлагается к использованию технология газификации угля по методу
термолиза с получением синтезированного газа, который состоит в
основном из водорода (до 50%), метана (до 30%) и оксидов углерода
(до 15 %). Данный синтезированный газ подлежит затем сжиганию в
газовых турбинах или котельных установках для производства тепловой, а
также электрической энергии;
 Основными компонентами материального взаимодействия с атмосферой
угля при его сжигании являются продукты сгорания органического топлива в
воздушной среде в виде таких канцерогенных веществ, как зола и шлаки
(минеральные части топлива, тяжелые металлы, редкоземельные
элементы, фтористые соединения и прочее). Отвалы золы угля при его
прямом сжигании, которые мало того что занимают значительные
территории, а земли, отведенные под шлаковые отходы, практически
безвозвратно изымаются из полезного использования, они еще и создают
повышенный радиационный фон в 5 — 40 раз выше, чем вблизи АЭС.
Практически весь потребляемый уголь имеет в составе серу, которая при
процессе прямого сгорания образует SO2 и попадает в атмосферу.
Возможности
 Оптимизация переработки каменного угля на модернизированном
оборудовании термолиза, с применением технологии, которая уже сегодня
позволяет достичь высоких экономических показателей и рентабельности
проекта газификации каменного угля;
 Возможность увеличения объемов и эффективности использования
каменного угля в качестве жизнеспособного топливного ресурса;
 Возможность получения в процессе газификации каменного угля
синтезированного газа и жидкой фракции в виде нефти, без ядовитых
выбросов и без отрицательного воздействия на окружающую среду;
 Производство дополнительных энергетических источников и использование
существующей инфраструктуры городов в применении полученных
энергоносителей;
 Окупаемость проекта и возврат инвестиций не более чем через 3 года.
Краткое описание процесса газификации на оборудовании термолиза
Поступающий для газификации каменный уголь (сырье) собирается в
специальной камере. После формирования в отдельные загрузочные партии,
сырье затем подается в установку термолиза, где за счет прямого и косвенного
его нагрева с помощью произведенного синтезированного газа, повышается в
своей температуре, происходит испарение воды и отделяется кислород.
-3-
Подготовленное таким образом сырье далее поступает в многокаскадный реактор
термолиза для швелевания при температуре от 400 0с до 9500С.
Каждый реактор термолиза состоит из двух камер швелевания, камеры сгорания,
входной и выходной камер, а также горелок. В ходе реакции швелевания
образуется синтезированный газ, который далее поступает в отделение
обогащения газа и там же происходит его очистка от вредных примесей и
побочных продуктов.
Полученный синтезированный газ впоследствии подается в секцию очистки и,
проходя через каскадную систему трубопроводов и резервуаров, подвергается
окончательной очистке, обогащению и дальнейшему охлаждению.
Контроль работы реакторов швелевания и гарантия их безопасной эксплуатации
реализованы с помощью ряда измерительных зондов и системы безопасности,
сконцентрированной в единую диспетчерскую систему.
Газопроводная система защищена наличием надлежащего количества
контрольно-измерительных мембран от избыточного давления. В случае
повышения внутреннего давления или в случае аварийной ситуации,
образующийся газ отводится к факелу.
-4-
В качестве примера:
При переработке на оборудовании термолиза 100 000 тонн угля в год можно
получить:
 синтезированный газ в объеме до 35 000 000 кубических метров;
 жидкая фракция в виде котельно-печного топлива в объеме до 6 000
тонн;
 готовый кокс для использования в металлургических доменных печах
около 60 000 тонн.
Осуществляя технологический процесс переработки 100 000 тонн угля в год
методом термолиза образуется :
 тепловая энергия в объемах не менее 25 000 МВт в год, а также
производится отбор обратной горячей воды в объемах не
менее 35 000 МВт в год (180 °С).
Также в ходе процесса термолиза, можно повысить объем вырабатываемого
синтезированного газа за счет полной переработки получаемой жидкой фракции в
синтезированный газ.
Преимущества газификации каменного угля
 Процесс разложения (газификации) каменного угля под воздействием
температуры без доступа кислорода;
 Экономическая и экологическая эффективность;
 Проверенная и испытанная техника и технология;
 Модульное построение технических компонентов и блоков;
 Соответствие техническим нормам и стандартам Украины;
 Использование существующей инфраструктуры городов в применении
полученных энергоносителей;
 Самоокупаемость, жизнеспособность и высокая рентабельность проекта;
 Выгодность инвестиций в переработку каменного угля;
 Производство дополнительных энергетических источников.
Обстоятельства в пользу газификации каменного угля
 газификация угля дает возможность производить энергию и получать
продукцию при небольших затратах, что обеспечивает конкурентное
преимущество на рынке дорогостоящих энергоносителей;
 оборудование термолиза по газификации угля более эффективны, чем
техника прямого сжигания угля, так как не требуют дорогостоящего
оборудования для защиты окружающей среды;
-5-
 синтезированный газ из угля может заменить постоянно дорожающий
природный газ, используемый в качестве основного топлива или сырья;
 из рядовых углей при их газификации методом термолиза можно получать
не только синтезированный газ и жидкое топливо, но и в значительных
объемах готовый к использованию металлургический кокс;
 возможность не только продолжить применение каменного угля как
жизнеспособное топливо, но и увеличить объемы и эффективность его
использования.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ
РЕКОНСТРУКЦИЙ ТЭЦ
ИСПОЛЬЗУЮЩИХ КАМЕННЫЙ УГОЛЬ В КАЧЕСТВЕ ОСНОВНОГО
ТОПЛИВА ДЛЯ КОТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ С ПЕРЕВОДОМ ИХ НА
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИНТЕЗИРОВАННОГО ГАЗА, ПОЛУЧАЕМОГО
ПУТЕМ ГАЗИФИКАЦИИ КАМЕННОГО УГЛЯ МЕТОДОМ ТЕРМОЛИЗА
В Российской Федерации в последнее время наметилось последовательное
увеличение в структуре топливно-энергетического баланса страны роли угля.
Здесь во многом сдерживающим фактором развития данной программы являлся
тот факт, что на единицу произведенной электроэнергии с использованием угля в
атмосферу выбрасывается значительно больше СО2, чем при сжигании нефти или
природного газа.
Основными компонентами материального взаимодействия с атмосферой твердого
топлива при его сжигании на ТЭЦ являются продукты сгорания органического топлива в
воздушной среде. В процессе сгорания угля составляющие данного органического
топлива (С – углерод, Н – водород, O – кислород, N – азот, S – сера, H2O – влага,
минеральная часть – Si и др.) превращаются в дымовые газы, содержащие при полном
сгорании CO2 – углекислый газ, H2O – водяные пары, N – азот, NO –окись, NO2 –
двуокись и NOx – другие оксиды азота, SO – серный и SO2 – сернистый ангидрид, а при
неполном сгорании еще CO – угарный газ, CH3, C2H4 и другие углеводороды, а также
канцерогенные вещества золы и шлака (минеральные части топлива, тяжелые металлы,
редкоземельные элементы, фтористые соединения и прочее).
Отвалы золы у ТЭЦ на угле, которые мало того что занимают значительные территории,
а земли, отведенные под шлаковые отходы, практически безвозвратно изымаются из
полезного использования, они еще и создают повышенный радиационный фон в 5 — 40
раз выше, чем вблизи АЭС. Практически весь потребляемый уголь имеет в составе серу,
которая при сгорании образует SO2 и попадает в атмосферу. Повышенное содержание
серы в исходном топливе вызывает усиленную коррозию поверхностей нагрева котлов,
постепенное разрушение строительных конструкций и неживых природных образований.
Плата тепловых электростанций использующих уголь, как основное топливо, за
-6-
нормативные выбросы в атмосферу (10 кг/т.у.т. вредных веществ) составляет около 175
тысяч долларов в год. Плата за сверхнормативные загрязнения обычно производится с
учетом пятикратного повышающего коэффициента, т. е. взимается в виде штрафов.
При использовании угля в качестве топлива для котельных в черте города, социальный
ущерб уже сопоставим с ценой топлива, о чем свидетельствуют предоставленные
данные по Омской области в России:
В связи с этим необходимо было решать проблему снижения вредных выбросов в
атмосферу. Именно в этом направлении нами разработана и предлагается к
использованию технология газификации угля по методу термолиза с получением
синтезированного газа, который состоит в основном из водорода (до 50%), метана
(до 30%) и оксидов углерода (до 15 %). Данный синтезированный газ подлежит
затем сжиганию в газовых турбинах или котельных установках для производства
тепловой, а также электрической энергии.
Газификация - возможность для применения энергии будущего, поскольку получающийся
при этом синтезированный газ можно относительно легко очистить и привести к полному
сгоранию, нежели непосредственно сжигать уголь (традиционный вариант). По чистоте
очищенный синтезированный газ можно сравнить с природным газом, что дает
возможность сжигать его в более эффективной газовой турбине, чем в котле, который
приводит в движение паровую турбину (или же на действующей ТЭЦ). Синтезированный
газ, полученный при газификации, может менять CO, а именно: горючий CO в
синтезированноом газе превращается в двуокись углерода (CO2) при использовании
воды в качестве реагента. При реакции перехода CO выделяется также горючий водород
(H2), равный по количеству CO, преобразуемого в CO2.
-7-
Концентрация CO2 (или даже парциальное давление CO2), образуемого при газификации
угля и реакции перехода CO, намного выше, чем в случае сжигания угля в воздушном
пространстве (который в большинстве случаев содержит азот). Высокая концентрация
двуокиси углерода позволяет более экономичным способом отсоединять и хранить
углерод, чем это могло быть в другом случае.
По сути дела реконструкция и модернизация действующих ТЭЦ и ТЦ, которые
работают сегодня на угле, с целью их перевода на синтезированный газ за счет
газификации угля по методу термолиза позволяют перевести категорию ТЭЦ и ТЦ
из угольных в газовую.
При этом электрический КПД современной газовой станции достигает от 55 % до 60% и
выше, а угольной – всего от 32 % до 38 %. При сгорании газа выделяется меньше
углекислого газа по сравнению с таким традиционным источником, как например углем.
Это, соответственно, оказывает гораздо меньшее негативное воздействие на
окружающую среду.
Современная газовая электростанция (какой станет любая ТЭЦ или ТЦ после перевода
ее с угля на синтезированный газ) практически не имеет вредных выбросов в атмосферу
и в этом смысле ее эмиссии схожи с подобными показателями обычных газовых плит.
Важным достоинством использования технологии термолиза для газификации угля в
теплоэнергетике является отсутствие выбросов твердых частиц (пыли), которые
представляют собой разнородную смесь органических и неорганических веществ. Это
связано с тем, что сжигают согласно технологии не уголь, а синтезированный газ, который
образуется при газификации угля. Вся пыль остается просто в коксе, который повторно
подлежит полной газификации.
Одним из способов возврата инвестиций в реконструкцию и модернизацию действующих
ТЭЦ и ТЦ, которые работают сегодня на угле, с целью их перевода на синтезированный
газ за счет газификации угля по методу термолиза может стать продажа лимитов на
выбросы СО2 согласно сегодняшним действующим международным соглашениям на
базе Киотского протокола, к которому присоединилась и Россия.
Повышение доли угля в энергетике и снижение вредных выбросов в
атмосферу
Сдерживающим фактором развития программы повышения доли угля в энергетике
многих стран являлся тот факт, что на единицу произведенной электроэнергии с
использованием угля в атмосферу выбрасывается значительно больше СО2, чем при
сжигании нефти или природного газа. В связи с этим необходимо было решать проблему
снижения вредных выбросов в атмосферу.
Именно в этом направлении нами разработана и предлагается к использованию
технология газификации угля по методу термолиза с получением синтезированного газа,
который состоит в основном из водорода (до 50%), метана (до 30%) и оксидов углерода
(до 15 %). Данный синтезированный газ подлежит затем сжиганию в газовых турбинах
или котельных установках для производства тепловой, а также электрической энергии.
-8-
 газификация угля дает возможность производить энергию и получать продукцию
при небольших затратах, что обеспечивает конкурентное преимущество на рынке
дорогостоящих энергоносителей;
 оборудование термолиза по газификации угля более эффективны, чем техника
прямого сжигания угля, так как не требуют дорогостоящего оборудования для
защиты окружающей среды;
 синтезированный газ из угля может заменить постоянно дорожающий природный
газ, используемый в качестве основного топлива или сырья;
 из рядовых углей при их газификации методом термолиза можно получать не
только синтезированный газ и жидкое топливо, но и в значительных объемах
готовый к использованию металлургический кокс.
Преимущества реконструкции
 снижение расхода электрической энергии на собственные производственные
нужды (на ранее применяемые электрические фильтры, багерные, смывные,
дренажные насосы, насосы возврата осветленной воды);
 увеличение КПД котельного агрегата;
 исключение расхода мазута, как растопочного топлива;
 увеличение производства тепловой энергии минимум на 15 процентов;
 уменьшение не менее, чем на 30 процентов расходов на ремонт котельного
оборудования;
 исключены затраты на подготовку угля к ранее применяемому его сжиганию;
 практическое отсутствие оплаты за выбросы вредных веществ в атмосферу в
пределах ПДВ (двуокись серы, оксид углерода, зола мазута) и сверх пределов
ПДВ (зола угля, сернистый ангидрид) благодаря полному исключению выбросов в
атмосферу золы угля, диоксида серы и выхода шлака и золы на отвалы, а также
снижению выбросов в атмосферу оксидов азота;
 увеличение срока эксплуатации существующих отвалов золы и шлака.
-9-
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УГЛЯ МАРКИ ГЖ И БУРОГО
УГЛЯ
При использовании промышленных печах или в топках тепловых электростанций
твёрдого топлива в виде каменного угля, выделяется горячий дымовой газ. Высокий
тепловой потенциал этого газа необходимо моментально использовать, например, для
нагрева воды с целью получения пара, для нагрева металла или для других тепловых
процессов. Полученный горячий газ невозможно хранить или передавать на большие
расстояния по причине снижения температуры. Обычно, этот газ, после использования
его теплового потенциала, выбрасывают через дымовые трубы в окружающую среду.
При газификаци угля, выделяют горючий газ, который можно хранить или
транспортировать на большие расстояния. Этот газ легко очистить от таких вредных
примесей, как соединения серы. Этот газ может быть использован не только как горючее,
но и как химическое сырьё для разнообразных синтезов в зависимости от используемых
газифицирующих уголь средств.
Чем же отличаются эти два метода переработки твердого топлива - сжигание и
газификация, дающие столь разные конечные продукты?
В основном только одним: процесс сжигания топлива проводится с избытком кислорода технология сжигания, а процесс газификации проводится с недостатком кислорода и,
следовательно, с избытком углерода - технология газификации.
В первом случае получается дымовой газ, в котором весь углерод топлива переходит в
диоксид углерода. Он содержит также диоксид серы, избыточный кислород и много азота
из воздушного дутья.
Во втором случае состав газа, получаемого при газификации углей, чрезвычайно
разнообразен и зависит от условий проведения процесса газификации (давления,
температуры, концентрации в используемом дутье кислорода). В случае газификации
твердого топлива при недостатке кислорода сера топлива переходит в сероводород.
Если состав дымового газа довольно постоянен, то состав газов газификации твердого
топлива можно резко варьировать.
Дымовой газ трудно очистить от содержащихся в нем оксидов азота и серы, так как это
связано с большими расходами вещества и энергии. Процессы очистки генераторных
газов от сероводорода, пылевидного уноса хорошо освоены и проводятся с большой
полнотой и относительно экономично, а оксиды азота в них практически отсутствуют. Изза дымовых выбросов появляются разрушительные кислотные дожди, а в результате
очистки генераторных газов от сероводорода появляется нужная народному хозяйству
сера. Так, различная технология переработки угля, приводит в одном случае, к
экологически неприемлемым конечным результатам, а в другом - к экологически чистым.
Газификация твердого топлива является универсальным методом его переработки.
- 10 -
Универсальность методов газификации твердого топлива может рассматриваться в трех
направлениях:
 Во-первых, методам газификации подвластны любые твердые топлива, начиная от
торфа самых молодых бурых углей и кончая каменными углями и антрацитом,
независимо от их химического состава, состава зольной части, примесей серы,
крупности, влажности и других свойств;
 Во-вторых, методами газификации твердого топлива можно получать горючие газы
любого состава, начиная от чистых водорода (Н), оксида углерода (СО), метана
(N) , их смесей в различных пропорциях пригодных для синтеза аммиака,
метанола, оксо-синтеза, и кончая генераторным газом или синтезированным
газом, которые можно использовать для энергетических установок любых типов и
любого назначения;
 В-третьих, немаловажной особенностью методов газификации твердого топлива
являются их масштабные изменения. Газогенераторные установки могут
обслуживать крупнейшие химические комбинаты, выпускающие миллионы тонн
аммиака или метанола в год, снабжать горючим газом крупнейшие ТЭЦ и в то же
время могут обеспечивать газом небольшие автономные энергетические и
химические установки (например, газогенераторные установки для автомобилей),
поселки и деревни, небольшие химические, машиностроительные или другие
заводы.
В пользу газификации угля, а также использования синтезированного газа в целом,
говорит следующее:
 газификация угля дает возможность производить энергию и получать продукцию
при небольших затратах, что обеспечивает конкурентное преимущество на рынке
дорогостоящих энергоносителей;
 хотя перевод угольных станций с угля на газ, требуют больших капитальных затрат
(как и любое другое крупное производство), затраты на эксплуатацию установки
газификации угля будут потенциально ниже чем для обычных угольных станций,
поскольку первые более эффективны и не требуют дорогостоящего оборудования для
защиты окружающей среды;
 синтезированный газ из угля может заменить постоянно дорожающий природный газ,
используемый в качестве основного топлива или сырья.
При использовании предлагаемой нами технологии термолиза для газификации угля без
доступа кислорода, на углехимических комплексах нашего производства, из одной тонны
угля марки ГЖ возможно получить следующие продукты:
- синтезированный газ в объеме 350 кубических метров калорийностью в
пределах около 6 000 ккал в одном метре кубическом получаемого газа;
- жидкая топливная фракция в объеме 30 килограмм;
- металлургический кокс в объеме около 600 килограмм пылевидного типа.
При переработке жидкой фракции в синтезированный газ возможно увеличить
производство синтезированного газа до 450 кубических метров калорийностью в
пределах около 6 000 ккал в одном метре кубическом получаемого газа.
Для получения 60 МВт электрической энергии в час необходимо по технологии термолиза
газифицировать 550 000 тонн угля марки ГЖ. При этом дополнительно будет получено
около 300 000 тонн металлургического кокса для выплавки стали. Если же получаемый
при газификации угля синтезированный газ направить не на генерацию электрической
энергии, а на выпуск метанола, то получим в товарном балансе 115 000 тонн метанола, с
дальнейшей возможностью получения из указанного объема метанола 75 000 тонн
диметилового эфира, либо около 50 000 тонн высокооктанового бензина (смотрите
- 11 -
прилагаемую таблицу и материал по диметиловому эфиру). При этом дополнительно
будет получено около 300 000 тонн металлургического кокса для выплавки стали.
Развитие экспорта и внутренних поставок угольного сырья - палка о двух концах. Ведь
известно, что транспортные расходы составляют до двух третей стоимости угля для
конечного потребителя. А это - недополученная прибыль для угольщиков и
неосуществленные инвестиции. Важно, что везти приходится топливный ресурс, который
можно было бы перерабатывать на месте. Ведь чем глубже переработка угля в
Казахстане на месте его добычи - тем больше прибыли получат угольщики.
Поэтому требует развития переработка и обогащение угля на месте добычи самого угля.
Развитие и внедрение новых современных технологий его использования в месте добычи
только усиливает конкурентоспособность угля. Для этого технологически важно
осуществить технологическую модернизацию производственной структуры угольных
компаний.
Одно из главных преимуществ подобных углехимических комплексов на основе
применения технологии термолиза (или кластеров), в том, что они позволят угле
добытчикам перейти на само обеспечение электроэнергией и теплом. К этому следует
прибавить экономию от сокращения объемов перевозок углей. Наконец, возникает
возможность замещения дорогостоящего кокса более дешевым полукоксом в качестве
углеродистого восстановителя на металлургических заводах с возможностью экспорта
данной продукции за рубеж.
Недостаточное применение обогащения и стандартизации энергетических и рядовых
углей, а также использование данного промышленного продукта в электроэнергетике
породили проблему привязки каждой станции к конкретному типу углей. Еще на стадии
проекта строительства угольной станции осуществлялась привязка ее оборудования к
"проектному" углю, создавался соответствующий котел со всем вспомогательным
оборудованием. При этом полное или частичное замещение проектного угля для
электростанции другими марками требует проведения сложных и дорогостоящих
мероприятий. Использование "проектных" углей стало бомбой замедленного действия,
когда их поставка срывалась из-за закрытия шахт, ослабления экономических связей
либо из-за обеднения пластов угольных месторождений.
Основными компонентами материального взаимодействия с атмосферой угля при его
сжигании на ТЭЦ являются продукты сгорания органического топлива в воздушной среде.
В процессе сгорания угля, составляющие данного органического топлива, превращаются
в дымовые газы, а также канцерогенные вещества золы и шлака (минеральные части
топлива, тяжелые металлы, редкоземельные элементы, фтористые соединения и
прочее). Отвалы золы у ТЭЦ на угле, которые мало того что занимают значительные
территории, а земли, отведенные под шлаковые отходы, практически безвозвратно
изымаются из полезного использования, они еще и создают повышенный радиационный
фон в 5 — 40 раз выше, чем вблизи АЭС. Практически весь потребляемый уголь имеет в
составе серу, которая при сгорании образует SO2 и попадает в атмосферу. Повышенное
содержание серы в исходном топливе вызывает усиленную коррозию поверхностей
нагрева котлов, постепенное разрушение строительных конструкций и неживых
природных образований. По-прежнему остается высокой плата тепловых электростанций
использующих уголь, как основное топливо, за нормативные выбросы в атмосферу. При
использовании угля в качестве топлива для котельных в черте города социальный ущерб
уже сопоставим с ценой топлива, о чем могут свидетельствовать общемировые данные и
данные по Китаю.
Газификация на основе термолиза - возможность для применения энергии будущего,
поскольку получающийся при этом синтетический газ можно относительно легко очистить
- 12 -
и привести к полному сгоранию, нежели непосредственно сжигать уголь (традиционный
вариант). По чистоте очищенный синтетический газ можно сравнить с природным газом,
что дает возможность сжигать его в более эффективной газовой турбине, чем в котле,
который приводит в движение паровую турбину (или же на действующей ТЭЦ).
Синтетический газ, полученный при газификации, может менять CO, а именно: горючий
CO в синтетическом газе превращается в двуокись углерода (CO2) при использовании
воды в качестве реагента. При реакции перехода CO выделяется также горючий водород
(H2), равный по количеству CO, преобразуемого в CO2. Концентрация CO2 (или даже
парциальное давление CO2), образуемого при газификации угля и реакции перехода CO,
намного выше, чем в случае сжигания угля в воздушном пространстве (который в
большинстве случаев содержит азот). Высокая концентрация двуокиси углерода
позволяет более экономичным способом отсоединять и хранить углерод, чем это могло
быть в другом случае.
Установка термолиза по газификации бурого угля может использоваться для проведения
следующих технологических процессов:
 газификации углеводородного сырья в виде бурого угля, сланцев, торфа, опилок,
щепы, лигнина с максимальным выходом газообразных топлив при температурах от
350 °С до 1000 °С, с целью получения полукокса, кокса, топлива, электроэнергии или
процессов получения водяного газа и синтезированного газа;
 термолиза углеводородного сырья с максимальным выходом жидких топлив при
температура процесса от 350 °С до 550 °С;
 термолиза углеводородного сырья с максимальным выходом водяного газа или
синтезированного газа при температура процесса от 550 °С до 1000 °С, а возможно
при этих же температурных режимах максимальный выход металлургического кокса и
получать меньшее количество водяного или синтезированного газа;
 проведение процесса газификации при атмосферном давлении или в вакууме;
 организация дополнительной принудительной сушки при атмосферном давлении или
в вакууме раздробленного углеводородного сырья: уголь, сланцы, торф, твердые
бытовые отходы, опилки, щепа, лигнин.
Разработанная нами серия процессов газификации бурого угля, как и иного
углеводородного сырья, использует только два компонента: бурый уголь (или иное сырье)
и атмосферный воздух с получением трех конечных продуктов в разных пропорциях, в
зависимости от температурного режима реакции термолиза. Это жидкое топливо,
горючий газ и так называемый среднетемпературный кокс или высокотемпературный
кокс. При этом никаких промышленных стоков и прочих факторов загрязнения
окружающей среды.
Отличие нашей технологии от множества разработанных прежде в том, что в «нашем
газе» не держится смолистых веществ. То есть он без всякой дополнительной очистки
пригоден для бездымного сжигания в котельных или на теплоэлектроцентралях.
При первичной технологии переработки углеводородного сырья в топливо у нас процесс
основан на нагреве исходного материала без доступа кислорода до температуры 350 °С
– 550 °С (низкотемпературный термолиз). Если сырье просто нагревать на открытом
воздухе, то оно сначала будут тлеть, а затем загорится. Если же его нагревать без
доступа кислорода, то не будет условий для горения, а соответственно под действием
температуры будут происходить сложные химические процессы распада именно на те
основные компоненты, из которых оно было сделано, а это обычные нефтяные фракции
(то есть синтетическая нефть и жидкое топливо).
Одним из преимуществ нашего способа газификации бурого угля и иного
углеводородного сырья является получение генераторного газа, свободного от
- 13 -
конденсируемых продуктов пиролиза – смол. Горючий газ может быть использован в
различных энергетических схемах, в том числе и с производством электроэнергии
(газовая турбина, дизель-генератор). Водяной газ образуется при действии водяного пара
на раскаленный уголь:
C + H2O = CO + H2;
Q=-221,06 кДж (-52,8 ккал)
Водяной газ - это смесь оксида углерода с водородом, которая может содержать и
диоксид углерода. Для обычного отопления водяной газ слишком дорог. Ввиду высокой
теплоты сгорания его применяют для получения очень высоких температур (для сварки),
а также в качестве ценной добавки к бытовому газу. Водяной газ служит одним из
важнейших видов сырья в промышленном органическом синтезе. В качестве так
называемого синтезированного газа он применяется для получения бензина и метанола.
Кроме того, из водяного газа получают водород для синтеза аммиака.
Буроугольный кокс заменяет металлургический при получении ферросплавов, фосфора,
карбида кальция, а также он может использоваться для выплавки чугуна в специальных
низко шахтных печах. Получаемый мелкозернистый кокс (так называемый пылевидный
кокс) является идеальным топливом для вдувания в домны взамен природного газа, при
этом попутно значительно сокращается расход дорогого доменного кокса. При этом
максимальный эффект от нового углеродного сырья будет получен при использовании
пылевидного кокса в новых металлургических технологиях, таких как вдувание в расплав
через погружаемые формы или, например, в производстве металлизированных
окатышей.
В качестве реального примера можно привести крупнейшую корейскую фирму POSCO,
которая уже резко снизила издержки на производство стали за счет отказа от
металлургического кокса. Активные разработки в этом же направлении ведут японские
сталелитейные корпорации. В частности фирма Kobe Steel, которая продвигает на рынок
технологию производства металлизированных окатышей, провела успешное
тестирование буроугольного кокса для этих целей и получила отличные результаты.
Поэтому в ближайшее время лидерами на мировом рынке металлургии
станут те компании, которые отказались от использования классического кокса.
В режиме протекания технологического процесса термолиза при 850 °С - 950°С и
атмосферном давлении паровоздушной смеси степень конверсии угля в газообразные
продукты составляет у нас свыше 90 процентов, а интенсивность газификации
превышает показатели известных технологий газификации в мире осуществляемых при
аналогичных температурах и давлении.
При реконструкции и модернизации действующих ТЭЦ, которые работают сегодня на
угле, с целью их перевода на синтезированный газ за счет газификации угля по методу
термолиза достигаются следующие преимущества:
 снижение расхода электрической энергии на собственные производственные
нужды (на ранее применяемые электрические фильтры, смывные насосы, насосы
возврата осветленной воды);
 увеличение КПД котельного агрегата;
 исключение расхода мазута, как растопочного топлива;
 увеличение производства тепловой энергии минимум на 15 процентов;
 уменьшение не менее, чем на 30 процентов расходов на ремонт котельного
оборудования;
 исключены затраты на подготовку угля к ранее применяемому его сжиганию;
 отсутствие оплаты за выбросы вредных веществ в атмосферу в пределах ПДВ
(двуокись серы, оксид углерода, зола мазута) и сверх пределов ПДВ (зола угля,
- 14 -
сернистый ангидрид) благодаря полному исключению выбросов в атмосферу золы
угля, диоксида серы и выхода шлака и золы на отвалы, а также снижению
выбросов в атмосферу оксидов азота;
 увеличение срока эксплуатации существующих отвалов золы и шлака.
По сути дела реконструкция и модернизация действующих ТЭЦ, которые работают
сегодня на угле, с целью их перевода на синтезированный газ за счет газификации угля
по методу термолиза позволяют перевести категорию ТЭЦ из угольной в газовую. При
этом электрический КПД современной газовой станции достигает от 55 % до 60% и
выше, а угольной – всего от 32 % до 38 %. При сгорании газа выделяется меньше
углекислого газа по сравнению с таким традиционным источником, как например углем.
Это, соответственно, оказывает гораздо меньшее негативное воздействие на
окружающую среду. Современная газовая электростанция (какой станет любая ТЭЦ
после перевода ее с угля на синтезированный газ) практически не имеет вредных
выбросов в атмосферу и в этом смысле ее эмиссии схожи с подобными показателями
обычных газовых плит.
Важным достоинством использования технологии термолиза для газификации угля в
теплоэнергетике является отсутствие выбросов твердых частиц (пыли), которые
представляют собой разнородную смесь органических и неорганических веществ. Это
связано с тем, что сжигают согласно технологии не уголь, а синтезированный газ, который
образуется при газификации угля. Вся пыль остается просто в коксе, который повторно
подлежит полной газификации.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ УТИЛИЗАЦИИ
БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
Наша ФПГ уполномочена представлять в Российской Федерации немецкую технологию с
комплексом оборудования ТЕРМОТЕК, которая позволяет перерабатывать методом
термолиза (на беспламенной основе) до 97% коммунальных и промышленных отходов в
электрическую энергию и дизельное топливо аналога ЕВРО 4.
Процесс термолиза на сегодня является более экологически безопасным по сравнению
со сжиганием отходов. Это объясняется тем, что, во-первых, при термолизе единицы
массы отходов выделяется более чем в 3 раза больше теплотворного и экологически
чистого синтезированного газа, чем выделяемого низкокалорийного дымового газа при
пламенном сжигании. А во-вторых, благодаря применению запатентованной конструкции
реакторов удается почти полностью исключить выбросы в окружающую среду диоксинов,
диоксиноподобных химических соединений против процесса
переработки отходов
пламенным методом.
С помощью предлагаемой технологии термолиза можно перерабатывать вещества,
трудно поддающиеся переработке, такие, как автопокрышки и иные
резинотехнические изделия, все виды пластмасс, текстильные и иные отходы, в
том числе, коммунальные отходы любого вида, отходы нефтехимической
промышленности, уголь, лигнин, древесные опилки, шламы сточных вод и иловые
осадки.
- 15 -
Технологический процесс
Схема переработки входящего сырья
- 16 -
Комплекс оборудования ТЕРМОТЕК является модульным и выпускается мощностью от
25 000 тонн до 1 000 000 тонн переработки отходов в год. Предлагаемые установки
ТЕРМОТЕК производимые полностью в Германии на сегодняшний момент соответствуют
немецким федеральным законам об эмиссиях 17 Bim SchV (директива ЕС 2000/176EG) в
атмосферу, воду и землю.
В 2005 году получена экологическая экспертиза на предлагаемую нами технологию
термолиза с использованием комплекса ТЕРМОТЕК от Правительства Московской
области за подписью Министра экологии и природопользования господина А. Качана
(Письмо № 01-30 от 11 марта 2005 г.). В 2006 году получено заключение экспертной
комиссии государственной экологической экспертизы Федеральной службы по
экологическому, технологическому и атомному надзору Российской Федерации по
строительству комплекса ТЕРМОТЕК и использованию технологии термолиза в
Ставропольском крае (Утверждено приказом № ГЭ-190/2 от 30 октября 2006 года). Также
в последние годы получены экспертные заключения по технологии термолиза на
предлагаемое нами оборудование ТЕРМОТЕК по переработке отходов от Берлинского
университета (Германия), Варшавского университета (Польша), от Академии наук
Республики Беларусь, а также от Российского государственного университета нефти и
газа имени Губкина.
Технология переработки коммунальных отходов включает последовательно следующие
основные операции:
 сортировка исходного сырья;
 измельчение, дозирование и смешение компонентов отходов для установки
термолиза;
 термолиз подготовленной смеси отходов с получением высококалорийного
синтезированного газа с долей жидкой фракции (до 8 % от общей массы
перерабатываемых отходов) и твердого углеродистого топлива (до 5 % от общей
массы перерабатываемых отходов);
 очистки синтезированного газа.
Одна тонна переработки твердых бытовых отходов позволяет получить около 500 куб.м.
синтезированного газа, теплотворностью не ниже 20 000 кДж на куб. метр.
Поэтому, к примеру, при утилизации коммунального мусора на установке ТЕРМОТЕК
мощностью 50 000 тонн в год, возможно выработать из получаемого синтезированного
газа до 21 000 тонн метанола либо 21 000 тонн топлива аналогичного дизельному или
генерировать свыше 63 000 МВт электроэнергии в год.
Дополнительно в ходе переработки коммунальных отходов методом термолиза
производится отбор обратной горячей воды температурой 180 градусов по Цельсию в
объемах не менее 40 000 МВт по году, которую возможно использовать для отопления
или развития тепличного хозяйства.
Конструкции реактора термолиза, система очистки синтезированного газа защищены
патентами. По применяемым техническим новшествам установка ТЕРМОТЕК опережает
ближайших конкурентов на 8-10 лет. В сегментах стоимости на аналогичное
оборудование других мировых производителей предложение по комплексам ТЕРМОТЕК
наиболее конкурентоспособное и не менее чем в 1,5-2 раза ниже по цене любого
предлагаемого сегодня иного зарубежного проекта.
- 17 -
Расчет эффективности применения комплекса ТЕРМОТЕК построен не на
предполагаемом увеличении платежей от муниципальных служб за утилизацию отходов,
а только на реализации по сложившимся ценам на российском рынке на полученные в
результате утилизации товарные продукты.
Просим Вас принять во внимание сроки окупаемости по данным проектам, в зависимости
от объемов, составляют 3-7 лет и в связи с этим являются экономически высоко
рентабельными.
Для повышения экономической эффективности концепта, с использованием комплексов
ТЕРМОТЕК, необходимо в дальнейшем учитывать снижение затрат на здравоохранение,
поддержание экологии в регионе, исключение затрат муниципальных средств на
сооружение и эксплуатацию полигонов для захоронения коммунальных отходов с учетом
кадастровой стоимости земли, отводимой для этих целей и её новое
переориентирование.
Предлагаемые для внедрения современные технологии полностью соответствуют
поручениям Президента Российской Федерации Д.А. Медведева по итогам заседания
президиума Государственного совета 27 мая 2010 года по внедрению наилучших
технологий, в том числе и по обращению с отходами путем вовлечения их в
хозяйственный оборот.
Реализация предлагаемых инновационных технологий – это практически создание новой
перспективной отрасли экономики в Российской Федерации, позволяющей решить остро
возникшую проблему экологической обстановки в России с наибольшим экономическим
эффектом.
Технология ТЕРМОТЕК получила положительную оценку Берлинского
университета, Российского государственного университета нефти и газа им.
Губкина и Национальной Академии Наук республики Беларусь.
Поддержка технологии термолиза была также выражена Отделом защиты
окружающей среды Варшавского университета.
По условиям любого предлагаемого к подписанию договора на проектирование,
изготовление, поставку и ввод в эксплуатацию оборудования газификации угля,
компании холдинга UPM:
 со всей юридической ответственностью гарантируют патентную чистоту
поставляемого оборудования термолиза;
 на основе материальной ответственности предоставляют
производственную гарантию на наше высокотехнологичное оборудование;
 выставляют страховой полис или выдают покупателю страховую гарантию
крупнейших страховых компаний из ЕС на работоспособность и выполнение
декларируемых нами по договору технических параметров поставленного и
введенного нами в эксплуатацию оборудования термолиза.
 По просьбе потенциального покупателя может производиться страхование
европейскими страховыми компаниями и по исполнению самой сделки.
- 18 -
Оборудование термолиза (Германия)
- 19 -
Заседание по подготовке долгосрочных целевых
инвестиционных программ обращения с отходами
производства и потребления
http://www.minregion.ru/press_office/news/822.html
Заместитель Министра регионального развития Российской Федерации Анатолий Попов провел заседание
рабочей группы по подготовке долгосрочных целевых инвестиционных программ обращения с отходами
производства и потребления
Заместитель Министра регионального развития Российской Федерации Анатолий Попов, во исполнение
поручения Президента Российской Федерации Д.А. Медведева от 6 июня 2010 г. № Пр-1640, пункта 14
поручения Председателя Правительства Российской Федерации В.В. Путина от 12 июня 2010 г. № ВП-П93955 провел заседание рабочей группы.
В целях выработки единой и согласованной позиции по указанному вопросу, скоординированных системных
предложений в работе группы принимали участие представители Федерального Собрания Российской
Федерации, федеральных органов власти, научных организаций.
Рассматривался вопрос о подготовке предложений по долгосрочным целевым инвестиционным программам
обращения с твердыми бытовыми и промышленными отходами, реализации пилотных проектов переработки
отходов в субъектах Российской Федерации, где проблема утилизации отходов стоит наиболее остро.
Насколько это проблема значима, можно судить по тому, что она нашла свое отражение в повестке заседания
Совета при Президенте Российской Федерации по развитию местного самоуправлению 5 октября 2010
г.Особое внимание в работе было уделено выработке первоочередных подходов, разработке системного
решения проблемы комплексного управления отходами.
Одним из важнейших вопросов в сфере обращения с отходами, по мнению участников группы, остается
вопрос комплексного подхода по системному изменению законодательства в части совершенствования
разграничения полномочий между федеральными органами исполнительной власти, органами
государственной власти субъектов Российской Федерации и органами местного самоуправления.
Учитывая необходимость программно-целевого подхода для решения задачи предотвращения образования и
сокращения объемов отходов, в качестве предложений, наряду с долгосрочными инвестиционными
программами управления отходами, было принято коллегиальное решение, предложить еще один вариант. В
рамках концепции федеральной целевой программы «Комплексная программа модернизации и
реформирования жилищно – коммунального хозяйства на 2010-2020 годы» предусмотреть возможность
реализации подпрограммы утилизации и переработки отходов производства и потребления, которая увяжет
возможности муниципалитета с региональными и федеральными программами комплексного развития.
- 20 -
Экология и экономика не противоречат друг другу.
Нормальная экономика – экологичная экономика
http://kremlin.ru/transcripts/7970
Д.МЕДВЕДЕВ: Ежегодно пятого июня отмечается Всемирный день окружающей среды или, как принято
называть его, День эколога. В мире его празднуют с 1972 года, в России, к сожалению, – с 2007-го. К
сожалению, пусть и с опозданием, к нам пришло понимание того, что беречь природу – жизненно важно, что
задачи экономического и экологического развития неразрывно взаимосвязаны. И что без жёсткого
следования экологическим стандартам у нас просто нет будущего.
Это нехитрые вещи, но проблема в том, что нам потребовалось довольно значительное время для того, чтобы
это стали осознавать все: и не только даже обычные граждане, самое главное – власть, что это наше общее
дело, и это ответственность чиновников всех уровней и ответственность отдельного конкретного человека.
Ведь последствия такого хамского, пренебрежительного отношения к природе могут быть абсолютно
масштабными и абсолютно непредсказуемыми.
К сожалению, Советский Союз оставил нам в наследство огромный набор проблем - более двух миллиардов
тонн промышленных отходов. Вдумайтесь: два миллиарда тонн! Ну и, конечно, старые очистные сооружения,
которые никуда не годятся. И целый ряд мест, где экологическая ситуация ну просто губительна для жизни.
Лишь в последние годы в нашу повседневность вошли такие понятия, как «энергоэффективность»,
«энергосбережение», «зелёные инвестиции», «зелёные технологии», «зелёная экономика», «зелёная
энергетика». Сейчас этим стало модно заниматься. Считаю, что в этой теме необходимо найти не только
собственно экологический момент, но и обязательно экономический. Мне неоднократно приходилось говорить
о том, что экологией начинают заниматься тогда, когда чувствуют экономическую необходимость. И вот одно
из последних мероприятий – я встречался с нашими промышленниками, экологами – навело меня на мысль,
что очень правильной является констатация: экология и экономика не противоречат друг другу. Любая
нормальная экономика должна быть экологичной.
Я в своём блоге вижу немало комментариев на экологическую тему. Люди наши жалуются на загрязнение
окружающей среды, на то, что их города и посёлки живут в условиях превышения предельных нормативов,
концентрации всякого рода выбросов, что они просто живут рядом с мусорками и свалками. Как с этим
справиться? Нужно самим этим заниматься. Убирать страну, как принято говорить. В блоге пишут об этом.
Я согласен, что бороться нужно с экологической безграмотностью и безразличием. И вообще, у нас, кстати
сказать, даже нормального экологического курса-то в программе нет. Мне, во всяком случае, недавно об этом
сказали экологи. Если действительно этому не уделять внимания с самого раннего возраста, если экология не
станет одним из курсов, который преподаётся в школе, то нормального экологического сознания у людей
точно не будет.
Конечно, одновременно мы должны добиваться и решения целого ряда других задач: это вопросы, которые
касаются региональных властей, муниципалитетов, это вопросы правильного размещения природных
объектов, это вопросы общения с экологической общественностью.Убеждён, что от наших
консолидированных усилий, от действий каждого гражданина, от жителя деревни или посёлка зависит очень
многое. Обратите внимание на иностранный опыт: забота об экологии начинается с каждого конкретного
человека. Если сам человек к своему жилищу, к окружающей среде относится внимательно, трепетно, то
тогда он эти темы поднимает и в общении с властью, и не дает возможности загнать его в тупик. А если
нужно, высказывает протест на эту тему.Вот почему я считаю, что разговор об экологии, если хотите - об
«экологии , если хотите - об «экологии жизни», заслуживает продолжения. И я обязательно остановлюсь на
этом в своем будущем Послании Федеральному Собранию.
- 21 -