Для производства водоугольного топлива могут
быть использованы каменные угли любых марок
О перспективах использования водоугольных суспензий
«ЭнергоБизнесу» рассказал доктор технических наук, ведущий научный сотрудник
Института коллоидной химии и химии воды им. А.В. Думанского НАН Украины
Анатолий МАКАРОВ.
— Анатолий Семенович, когда Вы начали заниматься
разработкой водоугольных суспензий?
— В 1984 году наш Институт посетили специалисты
московского ВНИИПИгидротрубопровод и предложили «расшифровать» итальянское чудо
в виде водоугольной суспензии. Уже через полтора месяца поставленная задача
была успешно решена.
Поскольку при приготовлении суспензии
используется достаточно ценный разжижитель, я сомневался, что такой вид топлива
будет иметь хоть какую-то экономическую целесообразность. Тем более, как
выяснилось позже, данное направление ранее разрабатывалось и в Москве, но 10
лет назад было закрыто как антинаучное.
После получения специалистами нашего Института
водоугольной суспензии, нам был предложен бюджет на открытие собственной
лаборатории. В дальнейшем она стала заниматься созданием водоугольного топлива
(ВУТ), в т.ч. для строящегося в то время углепровода Белово-Новосибирск.
УГЛЕПРОВОД БЕЛОВО-НОВОСИБИРСК
В 1989 г. началась эксплуатация углепровода
Белово-Новосибирск протяженностью 265 км. ВУТ производилось в г.Белово, а
сжигалось на Новосибирской ТЭЦ-5.
Основными задачами проекта были отработка
возможности транспортировки ВУТ по углепроводу, а также отработка режимов
горения ВУТ в энергетических котлах Новосибирской ТЭЦ-5. За время работы
углепровода на Новосибирскую ТЭЦ-5 было отправлено до 300 тыс т ВУТ.
Проект был планово убыточным и в 1993 г.
прекратил существование.
— Какие марки угля наиболее перспективны для
получения ВУТ?
— Водоугольное топливо может быть приготовлено
из каменных углей практически любых марок: от длиннопламенных и газовых до
слабоспекающихся и даже антрацитов. Оно также может быть произведено из бурых
углей марок Б3, Б2 и Б1.
При этом для приготовления ВУТ может быть
использована речная вода, канализационные стоки, вода угольно-шахтных
предприятий и промышленные отходы.
— А в условиях нашей страны?
— Конечно, лучшими марками угля для
приготовления ВУТ являются длиннопламенные и газовые угли с зольностью более
10%. Например, для углепровода Белово-Новосибирск мы производили ВУТ на основе
углей марок Г и Д с содержанием массовой доли угля в суспензии 63%.
Однако, учитывая ситуацию в нашей стране,
необходимо, конечно, экспериментировать и с другими марками. Такими как Б3, Б2
и даже Б1, несмотря на то, что в бурых углях уже содержится до 50% воды, а сама
специфика приготовления ВУТ основана на увеличении концентрации твердой доли в
смеси.
Мы используем и несколько марок углей
одновременно. Ведь те же бурые угли имеют свои преимущества перед, скажем,
антрацитами: хотя бурый уголь и обладает меньшей калорийностью, но у него
большой процент летучих веществ, что положительно сказывается на процессе
сжигания ВУТ и т.д.
Подходящим сырьем для ВУТ можно считать и т.н.
угольные шламы — отходы производства углеобогатительных фабрик. Среди
запатентованных разработок Института коллоидной химии и химии воды НАН Украины
— получение композиционного ВУТ с использованием угольных шламов.
— Где может быть использовано ВУТ?
— Водоугольное топливо может быть использовано
как основное, дополнительное или резервное топливо. Поскольку стоимость газа
неуклонно растет, при проектировании вновь строящихся электростанций необходимо
предусматривать внедрение эффективных технологий сжигания угля, среди которых —
применение ВУТ.
На мой взгляд, сжигание угля в виде ВУТ позволит
энергогенерирующим компаниям не только снизить зависимость от постоянно
дорожающих газа и мазута, но и улучшить при этом экологические показатели.
— Если, действительно, ВУТ может «дать фору»
другим альтернативным видам топлива, то почему оно до сих пор нигде не
используется в нашей стране?
— Дело в том, что после закрытия углепровода
Белово-Новосибирск, над этой проблематикой не работали более десяти лет. Нам
еще повезло, что интерес к этой теме проявило ЗАО «АНА-ТЕМС» (г.Днепропетровск)
в лице его генерального директора Александра Егурнова. Занимаясь разработкой
техники и технологии обогащения угля, эта компания разглядела в ВУТ решение
многих проблем водно-шламового хозяйства фабрик. Сейчас наш институт
сотрудничает с «АНА-ТЕМС» в направлении разработок ВУТ на основании угольных
шламов.
Не так давно к нам обратилось одно небольшое
предприятие из г.Свердловска Луганской обл. с просьбой создать ВУТ из
антрацитов малой зольности.
В общем, какое-то движение началось, что не
может не радовать. Но без государственной поддержки направление так и останется
на «местечковом» уровне.
— А кто в мире наиболее успешно работает в
области применения ВУТ?
— Наибольших успехов в применении ВУТ добился
Китай, который начинал изучать эту сферу практически одновременно с нами.
Однако китайцы уже давно обошли нас и перевели ТЭС на водоугольное топливо.
В России ряд энергетических установок уже
работает на водоугольных смесях. Там
есть и производители соответствующего технологического оборудования для
приготовления, транспортировки и сжигания ВУТ.
КОМПОЗИЦИОННОЕ ВУТ
Одним из главных направлений использования
антрацита и отходов углеобогащения может стать
создание на их основе композиционного водоугольного топлива (КВУТ),
включающего также бурый уголь, запасы которого в Украине весьма значительны.
Его реакционная способность на порядок выше, чем антрацита, а температура
воспламенения значительно ниже, что обеспечивает качественное сгорание КВУТ.
КВУТ представляет собой высококонцентрированную
дисперсную систему, в которой дисперсной фазой являются частицы угля или шлама,
а дисперсионной средой — вода (например, сточные воды фармацевтических,
нефтеперерабатывающих предприятий и др.).
Реакционная способность КВУТ выше, а температура
воспламенения ниже, чем исходного угля. КВУТ присуща высокая степень выгорания
горючей массы. При его сжигании происходит восстановление окислов азота и серы,
в результате чего объемы выбросов вредных веществ сокращаются в 1.5–2 раза по
сравнению со сжиганием угля в пылевидном состоянии.
Специалисты Института коллоидной химии и химии
воды разработали способ приготовления высококонцентрированного седиментационно-устойчивого
маловязкого КВУТ на основе бурого угля и антрацита.
Для исследования использовались бурые угли с
влажностью 45%, зольностью 20% и антрацит с влажностью 4.3%, зольностью 1.3%. В
качестве диспергирующей добавки применялась натриевая соль лигносульфоновой
кислоты (ЛСТNa) вместе с NaOH. В КВУТ из антрацита и бурого угля массовая доля
твердого вещества доведена до 65%, что не удавалось при приготовлении КВУТ на
одном буром угле.
Проведенные в Институте исследования показали,
что на основе бурого угля и антрацита можно получать текучее, стабильное, не
требующее дополнительной подготовки перед сжиганием КВУТ с приемлемыми
теплотехническими свойствами.
23.07.2010
|