Способ глубокой очистки угля и углеотходов от золы и серы icon

Способ глубокой очистки угля и углеотходов от золы и серы




Скачати 104.61 Kb.
НазваСпособ глубокой очистки угля и углеотходов от золы и серы
Дата02.07.2012
Розмір104.61 Kb.
ТипДокументи

СПОСОБ ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ УГЛЯ И УГЛЕОТХОДОВ ОТ ЗОЛЫ И СЕРЫ

А. Л. Лаптиенко, В. В. Рекун, А. В. Таряник,

В. Л. Саранчук, Т. Т. Шендрик.


Институт физико-органической химии и углехимии НАН Украины Донецкий физико-технический институт НАН Украины


В электронный вид перевел Ерёменко С. А.


Добываемые в Украине угли являются в настоящее время и останутся в обозримом будущем основным энергоносителем и сырьем для коксохимической промышленности.

Возникающие при использовании основной массы отечественных углей проблемы определяются высоким содержанием серы (до 3-4 % и более) и зольностью особенно в энергетических марках углей до 40-60 %, дающих основную массу выбросов ТЭС (67-77 %) и коксохимзаводов более - 50 %, а также примесями вредных и токсичных элементов, таких как ртуть, мышьяк, свинец и др., чем и обусловлена, в основном, критическая экологическая ситуация крупных промышленных центров Украины. Кроме того, в результате полувековой интенсивной угледобычи в Украине накоплены (и продолжают нарабатываться) миллионы тонн угольных шламов — отходов традиционной технологии углеобогащения — флотации.

Помимо экологической проблемы высокая сернистость углей приводит к усилению коррозии поверхностей нагрева котлоагрегатов ТЭС, использующих пылеугольное топливо, ограничивает возможности использования в коксохимии некондиционных по сере углей и экспортные возможности Украины.

Низкое качество углей, с зольностью 40-60 % и сернистостью 4-5% - это снижение выработки электроэнергии на 25-30 % от проектной и необходимость использования для «подсветки» факелов в котлоагрегатах ТЭС значительного количества мазута (10-20 % от массы сжигаемого угля) и природного газа (70-180 м куб. на тонну угля), импортируемых в Украину.

Традиционный путь снижения выбросов сернистых соединений ТЭС — очистка химическими и каталитическими методами не оптимален как с экономической, так и с экологической точек зрения. Более радикальным является использование очищенного от серы угольного топлива. Поэтому разработка технологий и оборудования для предварительной десульфурации и обогащения коксующихся и энергетических углей является в настоящее время очень актуальной проблемой для Донбасса и в целом для Украины.

Отличительной особенностью проекта «Способ глубокой очистки угля и углеотходов от золы и серы» является возможность не только решить указанные технические, технологические и экономические проблемы путем предварительной очистки углей криомагнитными сепараторами для сжигания и коксования, но и попутно в значительной мере оздоровить экологическую обстановку крупных промышленных центров Донбасса и Украины.

В научных лабораториях США, Англии, Японии, Китая, Чехии, России и Украины имеются криомагнитные установки для исследования процессов магнитной сепарации и обогащения углепродуктов, на которых показано, что магнитная сепарация в сильных магнитных полях 3-5Тл и более, создаваемых сверхпроводниковыми магнитами — единственный эффективный (и экологически чистый) способ извлечения слабомагнитных и мелкодисперсных включений, каковыми являются и примеси угля — пириты, маркизиты, сульфаты, пирротины и пр.

Для того, чтобы криомагнитные сепараторы гармонично вписывались в существующие технологические процессы без существенных дополнительных капитальных затрат необходимо разрабатывать сепараторы двух разновидностей - для «мокрой» и «сухой» предварительной очистки углей.

Крайне ограниченное финансирование не позволило до настоящего времени завершить работы по созданию опытно-промышленных образцов криомагнитных сепараторов «мокрой» и «сухой» очистки углей. На сегодняшний день выполнены следующие работы:

испытаны более 200 образцов углей и отходов углепереработки на эффективность удаления золы и серы методом магнитной сепарации;

ведутся исследования по химической модификации углей с целью увеличения магнитной восприимчивости слабомагаитных компонентов угля и отходов углеобогащения;

разработаны ТЭО и ТЗ на технологии и криомагнитные сепараторы «мокрой» и «сухой» очистки углепродуктов;

разработан полный комплект рабочей конструкторской документации на опытный образец сепаратора «мокрой» очистки углепродуктов СКМ-10М производительностью 10 тонн в час для его изготовления на промышленных предприятиях Донбасса;

создан уникальный лабораторный стенд — криомагнитный сепаратор с магнитной индукцией до 9 Тл со сменными технологическими устройствами «мокрой» и «сухой» очистки углепродуктов для отработки технологических режимов сепарации и разработки Технологических регламентов. На стенде закончен цикл технологических испытаний «мокрой» очистки углепродуктов - питания флотации, отходов флотации и флотоконцентрата и определены оптимальные параметры технологических режимов: величина магнитной индукции, концентрация и скорости движения пульпы, классы крупности углепродуктов, тип ферромагнитных фильтрующих элементов, степень насыщения их магнитной фракцией угля, режимы дополнительного смыва водой немагнитной и конечного смыва магнитной фракций, обогащенной серой и прочими золообразующими примесями. В технологических испытаниях использовались углепродукты практически всех шахт и ЦОФ Донецкого региона.

Испытания показали, что магнитная сепарация в поле 3-5 Тл обеспечивает извлечение неорганической серы (пирит, марказит, пирротин и пр.), достигающее 80-90 %, снижение зольности в обогащенном продукте на 40 -50 %, а увеличение теплоты сгорания в среднем составило 12-18 %, а в некоторых достигало 20-25 %.

Разработан бизнес-план изготовления и внедрения сепараторов «мокрой» очистки в промышленное производство. Расчеты, выполненные Институтом экономики промышленности НАН Украины, показали, что экономический эффект от внедрения сепаратора СКМ-10М на ЦОФ, образованный за счет повышения качества угля при снижении в нем содержания серы пиритной на 80% и зольности на 40-45%, составляет около 50грн/т при исходной оптовой цене угля 50-66грн./т (по прейскуранту оптовых цен на 1998г.), то есть прирост в цене обогащенного угля равен его изначальной стоимости. Оптимальным вариантом с точки зрения экономической эффективности внедрения таких сепараторов является создание сепаратора СКМ-50М производительность 50т/час. Расчеты показали, что внедрение четырех сепараторов СКМ-50М общей производительностью 200т/час (такая потребность ЦОФ «Киевская» АП «Шахта им. А. Ф. Засядько») позволит обогатить 1218тыс. тонн угля в год, а чистая прибыль в среднем за год составит 6133тыс.грн. Срок окупаемости сепараторов — около 3 лет, рентабельность готовой продукции — 39 %. В настоящее время проводятся переговоры с инвесторами для изготовления и внедрения первого опытного образца сепаратора СКМ-10М на одной из ЦОФ Донецкого региона.

Разработаны Технические предложения по привязке сепаратора СКМ-10М к технологической линии флотационного отделения ЦОФ «Киевская» и конструкторская документация на технологическое помещение для размещения сепаратора на этой ЦОФ. По результатам привязки откорректирована конструкторская документация на механическую систему сепаратора.

В порядке подготовки к изготовлению опытного образца сепаратора СКМ-10М разработана методика изготовления бескаркасных сверхпроводниковых обмоток сепаратора, обеспечивающая достижение предельных значений тока и магнитной индукции, и начато изготовление некоторых узлов и блоков сепаратора-источника питания сверхпроводниковой магнитной системы и блока управления и контроля основных параметров сепаратора.

Измерены магнитные характеристики ферромагнитных фильтрующих элементов и создан сепарационный тракт для моделирования технологического процесса обогащения углепродуктов сепаратором СКМ-10М, на котором изучена эффективность разделения углепродуктов на магнитную и немагнитную. Фракции и насыщение фильтрующих элементов магнитной фракцией в зависимости от величины магнитной индукции, скорости движения и концентрации угольной пульпы, класса крупности углепродуктов.

Начаты работы по изысканию перспективных способов утилизации отходов процесса магнитной сепарации.

По разработке и созданию криомагнитного сепаратора «сухой» очистки энергетических углей, в силу ограниченного финансирования работ выполнены лишь экспериментальные технологические исследования проб пылеугольного топлива Углегорской, Славянской и Кураховской ТЭС на лабораторном криомагнитном стенде-сепараторе. Исследования показали, что «сухая» сепарация при магнитной индукции 1-5Тл обеспечивает снижение содержания серы на 50-65%, зольности на 35-48%, а увеличение теплоты сгорания составило 15-22%. Так теплота сгорания пыли на АШ ТЭС «Славянская» до сепарации равнялась 22Мдж/кг, а после сепарации при индукции 1,0 Тл она увеличилась до 23,9Мдж/кг, а при 5Тл уже составила 27,3Мдж/кг. Зольность при этом снизилась от 31,2 до 25,7% и 16,6% соответственно после сепарации при индукции 5,0Тл. Снижение содержания серы происходило следующим образом: в исходном углепродукте — 1,86%, а затем 1,22 и 0,69% после сепарации при индукции 1,0 и 5,0Тл соответственно.

Выполнена также конструкторская проработка нескольких вариантов криомагнитных сепараторов (роторный и кассетный) «сухой» очистки энергетических углей производительностью до 50т/час.

Использование криомагнитных сепараторов «сухой» очистки угля позволит:

- повысить рентабельность и экономические показатели ТЭС за счет использования очищенного угольного топлива и доведения его до паспортных показателей по зольности 20-22%, содержанию неорганической серы менее 1,0% и теплоте сгорания до 25-30Мдж/кг;

- повысить надежность, безопасность и срок эксплуатации котлоагрегатов ТЭС за счет снижения коррозионной нагрузки на поверхности нагрева котлов путем снижения серосодержания в угольном топливе на 50-70%;

- уменьшить количество дорогостоящего импортного мазута и газа для подсветки факелов котлоагрегатов ТЭС;

- разработать технологию комплексного использования поступающего топлива с полной утилизацией отходов магнитной очистки и сгорания.

Таким образом, предварительная очистка угольного топлива до его сжигания одновременно решает проблемы надежности оборудования ТЭС, в первую очередь котлов, экономики и экологии.

Для снижения выбросов ТЭС в атмосферу создано немало систем десульфурации дымовых газов. Так, на электростанции г.Салмисаари в Хельсинки смонтирована и находится в эксплуатации с 1987 г. установка для улавливания дымовых выбросов, работающая по полусухому методу «Флект Драйпак». Мокрая система десульфурации дымовых газов установлена на станции Сомерсет, Электрической и Газовой станции Штата Нью-Йорк мощностью 635Мвт. В качестве абсорбента серы используется известь. Установка имеет хорошие эксплуатационные характеристики - малые выбросы, высокую надежность и низкие эксплуатационные затраты. Однако стоимость ее высока. Так, если на создание станции суммарные инвестиции составили около 1,0 миллиарда долларов США, то на создание установки для десульфурации дымовых газов - около 35 % ее стоимости.

Из информационных исследований известно, что на ТЭС Западной Европы используется уголь калорийностью 23-25 МДж/кг, Польши — 19Мдж/кг, а в Минтопэнерго Украины всего лишь 15-16Мдж/кг. При этом поляки подсчитали, что за 20 лет экономический урон от сжигания такого угля составил 12долл/т, для очистки энергетического угля в США создан лабораторный криомагнитный сепаратор «сухого» обогащения, результаты испытаний которого положены в основу разработки промышленного образца сепаратора. Магнитная сепарация пылевидного угольного топлива органически вписывается в технологию подачи угольной пыли высокой концентрации на ТЭС и безмазутного сжигания угля.

Учитывая важность работы и перспективность применения криомагнитных сепараторов для ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ «сухой» очистки энергетических углей ТЭС от серы и золы, в результате чего будут существенно повышены экономические показатели станций и оздоровлена окружающая среда путем уменьшения дымовых выбросов в атмосферу. Планируется (при наличии финансирования), провести цикл исследований по созданию оборудования и технологии «сухой» очистки энергетических углей ТЭС на макете криомагнитного сепаратора, а также выбрать оптимальную конструкцию и разработать комплект рабочей конструкторской документации на опытно-промышленный образец сепаратора «сухой» очистки углепродуктов производительностью 50тонн\час.

Схожі:

Способ глубокой очистки угля и углеотходов от золы и серы iconМетодические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине
Охватывают топлива с содержанием серы до 2%, вторые – топлива с содержанием серы от 2 до 3,5 %
Способ глубокой очистки угля и углеотходов от золы и серы iconНавчальної дисципліни „технологія очистки водно-дисперсних систем”
Технологія очистки природних вод". Модуль "Технологія очистки стічних вод". (для студентів 4, 5 курсу денної І заочної форм навчання...
Способ глубокой очистки угля и углеотходов от золы и серы iconНавчальної дисципліни «технологія очистки природних та стічних вод»
Модуль 1 "Технологія очистки природних вод". Модуль 2 "Технологія очистки стічних вод" (для студентів 4 курсу денної форми навчання...
Способ глубокой очистки угля и углеотходов от золы и серы iconУстановки очистки вин
Предприятие поставляет “под ключ” комплексные установки очистки и осветления вин на основе нового поколения трубчатых керамических...
Способ глубокой очистки угля и углеотходов от золы и серы iconМіського господарства методичні вказівки
Технологія очистки водно-дисперсних систем”, Модуль 2: Технологія очистки стічних вод (для студентів 4 курсу денної форми навчання...
Способ глубокой очистки угля и углеотходов от золы и серы icon„технологія очистки водно-дисперсних систем” Модуль Технологія очистки стічних вод для студентів 4 курсу денної форми навчання напряму підготовки 0926 – „Водні ресурси”
Технологія очистки водно-дисперсних систем”, Модуль Технологія очистки стічних вод (для студентів 4 курсу денної форми навчання напряму...
Способ глубокой очистки угля и углеотходов от золы и серы iconМіського господарства методичні вказівки
Технологія очистки водно-дисперсних систем”, Модуль 2: Технологія очистки стічних вод (для студентів 4 курсу денної форми навчання...
Способ глубокой очистки угля и углеотходов от золы и серы iconИ. И. Мечникова Критерий условности в анализе сценического образа в театральном искусстве
Важным аспектом является также способ, на основе которого данный сценический способ создавался, и степень обобщения действительности,...
Способ глубокой очистки угля и углеотходов от золы и серы iconДисципліни «технологія очистки промислових стічних вод»
«Технологія очистки промислових стічних вод» (для студентів 4 курсу денної форми навчання напряму підготовки 0926 – «Водні ресурси»...
Способ глубокой очистки угля и углеотходов от золы и серы iconХарківська національна академія міського господарства методичні вказівки
«Технологія очистки природних І стічних вод» частина I «Технологія очистки природних вод». (для студентів 4 – 5 курсу денної І заочної...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи