RSS    Реклама на сайте

Наши читатели



ААА

Статья из газеты Новокузнецк от 20.12.2011

Бензин… из металлургических газов

Технологию использования вторичных энергоресурсов предлагают внедрить учёные СибГИУ

В Сибирском государственном индустриальном университете состоялась XV Всероссийская научно-практическая конференция «Металлургия: технологии, управление, инновации, качество».

На пленарном заседании один из докладов – «Перспективные направления получения синтетических топлив в технологическом цикле кокс – чугун – сталь» – был сделан доктором технических наук, профессором кафедры информационных технологий в металлургии СибГИУ Марком Школлером.

Синтетическое жидкое топливо (СЖТ), которое можно получить при переработке вторичных энергетических ресурсов (отходов конвертерного и коксохимического производств), по мнению учёных, вполне способно заменить традиционные бензин, керосин или дизельное топливо.

Для металлургических циклов продукция, конечно, не совсем обычная. Однако технологии получения синтетического жидкого топлива в своё время довольно успешно разрабатывались и применялись в разных странах.

Мы попросили Марка Школлера рассказать, возможно ли получение в Кузбассе СЖТ, что это даст, почему заниматься этой проблемой нужно уже сейчас.

– Я получил образование в Томском политехническом институте по специальности «Химическая технология твердого топлива». Работаю в этой области знаний и технологии уже более 57 лет, в том числе около 20 лет – на промышленных предприятиях.

Специалистов высшей научной квалификации по этому направлению в угольном Кузбассе, где только ленивый не произносит слова «глубокая переработка угля» и «энергосбережение», всего лишь пятеро. Трое из них живут и работают в Новокузнецке, двое – в Кемерове.

Из новокузнечан двое, в том числе я, практически лишены возможности активно заниматься научной деятельностью. Наш отраслевой институт углехимии, как и подавляющее большинство прикладных научных и специализированных проектных учреждений, был разгромлен в результате триумфального восшествия дикого капитализма. Под корень вырублена и заводская наука.

В то же время без таких подразделений лозунги о модернизации так и останутся лозунгами, если только не покупать все технологические новшества за рубежом.

Но, тем не менее, мысль не остановишь.

Недавно мною вместе со специалистами Института металлургии и материаловедения был выдвинут ряд предложений, касающихся более рационального использования вторичных энергетических ресурсов интегрированного металлургического предприятия полного цикла. При этом также может быть существенно снижено и необоснованное продуцирование парникового газа.

– Что Вы предлагаете?

– В последние годы значительно возросла актуальность проблемы производства синтетического жидкого топлива (СЖТ). В РФ исчерпание ресурсов нефти прогнозируется через 21 год.

Однако опыт Германии в период второй мировой войны и современный опыт ЮАР свидетельствуют о возможности организации крупномасштабного производства СЖТ для автотранспорта, авиации и других отраслей из синтез-газа, полученного парокислородной газификацией угля.

Следует отметить, что при строительстве промышленных установок сооружение блока газификации или конверсии исходного сырья, например, метана, требует более 60 процентов всех капитальных затрат со сроком окупаемости более 8 лет.

Нам представляется перспективным получение СЖТ на локальных установках, например, на металлургических предприятиях полного цикла, где компоненты синтез-газа в высоких концентрациях имеются в обратном коксовом газе и конвертерном газе. Следовательно, в данном случае функции газогенератора выполняют уже существующие коксовые батареи и кислородные конвертеры.

В отечественной практике коксовый газ используется как топливо для различных металлургических агрегатов. В конвертерном производстве в котельных установках утилизируется лишь физическое тепло газа с последующим его дожиганием на свече. При этом продуцируется около 300 килограммов на тонну стали парникового газа, что является серьёзной экологической проблемой. За рубежом конвертерный газ собирается в газгольдерах и применяется в качестве топлива.

Мы предлагаем разработать технологию получения синтез-газа для производства СЖТ с использованием охлаждённого и очищенного конвертерного газа, и водорода, выделенного из коксового газа, с последующей каталитической переработкой синтез-газа по известным и отработанным технологиям в жидкое топливо.

Технология выделения водорода из коксового газа криогенным способом используется в промышленности давно, в том числе и на некоторых металлургических предприятиях. Более высококалорийный, чем исходное сырьё, коксовый газ без водорода возвращается в энергетический газовый баланс предприятия.

– Есть примеры эффективного использования вторичных энергоресурсов металлургических производств за рубежом?

– В Японии, где производится металлургического кокса около 40 миллионов тонн в год – в 1,5 раза больше, чем в России, водород коксового газа рассматривается как основной ресурс водородной энергетики и водородного автомобильного топлива.

Учёными Сибирского отделения Российской Академии наук (СО РАН) разработаны высокоэффективные малооперационные технологии стадии синтеза жидкого моторного, в том числе высокооктанового топлива, отвечающего по качеству самым современным европейским стандартам.

При ныне существующих, например, на ОАО «ЗСМК» объёмах производства кокса и стали может быть получен 1 миллиард 300 миллионов кубометров в год кондиционной газовой синтетической смеси, что соответствует возможности производства 130 тысяч тонн в год высокооктанового СЖТ.

Утилизация отходящих конвертерных газов, обладающих большим тепловым и химическим потенциалом, и их использование для получения синтез-газа позволит значительно снизить энергоёмкость конвертерной стали и экологическую нагрузку на атмосферу.

– Марк Борисович, что нужно для реализации предлагаемой вами технологии?

– Конечно, адаптация уже отработанных технологических процессов подготовки газов к синтезу и самого синтеза на основе столь нетрадиционного сырья потребует проведения исследований с привлечением институтов РАН. Но предварительный расчёт затрат и выгод показывает, что вложенные средства могут окупиться в срок, не превышающий двух лет.

Такая разработка может быть реализована на каждом интегрированном металлургическом предприятии полного цикла (ЗСМК, НТМК, ММК, «Северсталь», «Мечел» и других). Пока что мы обратились с этим на ЗСМК.

– Это не единственный Ваш проект…

– Другое предложение связано вот с чем.

При снижении потребления металла на многих металлургических предприятиях высвобождаются доменные печи, которые пригодны также для выполнения функции газификатора кусковых углей. Следует отметить, что в практике эксплуатации доменных печей ЗСМК и НКМК накоплен значительный опыт по работе этих агрегатов с заменой части кокса (до 100 килограммов на тонну чугуна) кусковыми углями. Получаемый при этом газ может быть использован как для вдувания в другие доменные печи для замены природного газа и кокса, в том числе совместно с применением пылеугольного топлива, так и в других технологических и энергетических агрегатах в качестве высокопотенциального топлива или синтез-газа.

Нами выполнен расчёт процесса газификации кускового угля марки Т на парокислородном дутье при обычном температурном профиле доменной печи. Выбор угля марки Т, значительные ресурсы которого сосредоточены в центре и на юге Кузбасса, обусловлен его повышенными показателями механической прочности и термической стойкости и некоторыми другими показателями.

Выполненный расчёт затрат на проведение процесса газификации угля в доменной печи показал, что себестоимость 1 тысячи кубометра синтез-газа из угля марки Т для получения высокооктанового бензина не превысит 350 рублей, что значительно дешевле природного газа.

Оба предложения, о которых я рассказал, несомненно, отвечают потребностям настоящего момента. Это связано с непрерывно меняющимися и ухудшающимися энергетической ситуацией и состоянием окружающей среды.

Подготовила Анна Векшина
Фото Марии Коряга

Beta! Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите enter