Реферат на тему:
Енерготехнологічна переробка твердих горючих копалин
Сьогодні значну частину ТГК використовують як джерело тепла, спалюючи
їх в різних топках і установках. В умовах зростаючої потреби в сировині
для хімічної, металургійної та інших галузей промисловості внаслідок
зменшення запасів нафти і природного газу все більш актуальним стає
комплексне використання ТГК з отриманням з них як теплової енергії, так
і цінних хімічних продуктів.
Мінеральна частина ТГК також є цінною сировиною для виробництва
будівельних матеріалів, добрив і інших важливих продуктів.
Міра використання тепла, тобто енергетичний ККД в більшості
технологічних процесів переробки палив складає в середньому не більше 50
%, в зв’язку з витратою великої кількості тепла на нагрівання сировини,
апаратури, продуктів. Міра використання тепла в енергетичних установках
істотно вище і перевищує 85 %.
При комплексній переробці палива, тобто при поєднанні процесу отримання
теплоносія (наприклад, водяної пари) спаленням частини палива або
частини продуктів його термічної переробки з технологічними процесами,
потребуючими витрат тепла (піроліз і інше) сумарний енергетичний ККД
може бути підвищений при одночасному отриманні продуктів, що мають
великий попит.
Метод комплексного використання ТГК шляхом комбінування технологічних
процесів з енергетичними, направленими на отримання енергоносія, одержав
назву енерготехнологічної переробки палива.
Розрахунки показали, що електростанції і котельні промислових
підприємств в основних промислових районах країни витрачають стільки
твердого палива, що з нього було б виділено біля 10 млрд. м3 газу (в
перерахунку по теплоті згоряння газу) і більше за 2 млн. т легкої смоли,
придатної до переробки, але для цього необхідне широке впровадження
енерготехнологічних схем, при яких паливо перед спаленням зазнало б
термічної переробки з отриманням смол, газів і інших цінних хімічних
продуктів.
Сучасні потужні топочні пристрої для спалення дрібнозернистого палива в
енерготехнології треба поєднувати з інтенсивними процесами термічної
переробки. Це означає, що, по-перше, потрібно забезпечити високу
продуктивність установок для попередньої термодеструкції ТГК, а,
по-друге, що сировинна база повинна бути основана на використанні
дрібнодисперсного палива. При цьому необхідно досягти при піролізі
максимального виходу рідких продуктів високої якості, для чого
розроблені нові способи термічної деструкції ТГК.
Науковою основою таких процесів є встановлені раніше закономірності
утворення парагазових продуктів піролізу при різних швидкостях
нагрівання палива. Збільшення цієї швидкості сприяє підвищенню виходу
смол і поліпшенню їх якості — зниженню вмісту в них високомолекулярних
висококиплячих фракцій.
Для прискорення нагрівання палива необхідно здійснювати процес шляхом
безпосереднього контакту палива з теплоносієм, який може бути як
газоподібним, так і твердим. Перевага такого теплоносія в тому, що він
легко транспортується, добре перемішується з паливом і легко
нагрівається до необхідної температури. Однак при безпосередньому
контакті з дрібнодисперсним паливом він виносить велику кількість пилу,
який при охолоджуванні парогазової суміші попадає в смолу, що істотно
знижує якість смоли і ускладнює технологію її переробки. Крім того,
газ-теплоносій розбавляє газоподібні продукти термодеструкції, що
приводить до зниження теплоти згоряння, а отже і цінності газу. При
використанні твердого теплоносія виникають труднощі з транспортуванням і
подальшим виділенням гарячого твердого залишку термодеструкції палива.
У Енергетичному інституті ім. Кржижановського розроблено декілька
варіантів методу швидкісного піролізу для різних палив, який поєднує
застосування обох теплоносіїв. Газовий теплоносій застосовують для
нагрівання твердого теплоносія і для сушки палива, що переробляється, а
власне швидкісний піроліз здійснюють твердим теплоносієм.
Найбільшою сировинною базою для енерготехнологічної переробки є буре
вугілля Кансько-Ачинського басейну, для якого розроблено два способи
його термічної переробки: комплекс ЕТХ-175 з комбінованим теплоносієм
потужністю понад 1 млн. т вугілля на в рік (175 т/р) і установка
термоконтактного коксування в киплячому шарі ТККВ-300 потужністю біля 2
млн. т вугілля на рік (300 т/г).
Високий тепловий ККД (90 %) забезпечується в ЕТХ-175 за рахунок
замкненості схеми по основному циклу, що дозволяє утилізувати тепло
побічних продуктів.
Таблиця 2.26 – Основні продукти ЕТХ-175
Продукт Теплота згоряння,
МДж/кг Вихід, % від вихідного, (т/година)
Осмолений кокс 28,0 68,5 ( 39,1 )
Легка смола 41,9 2,9 ( 1,6 )
Газ 20,4 18,4 тис. м3/година
До складу ЕТХ-175 може входити установка для брикетування осмоленого
коксика і сепарованого дріб’язку з подальшим термоокисленням брикетів
димовими газами, що містять 10 % кисню при температурі 200 0С. У цьому
випадку може бути отримане брикетироване бездимне висококалорійне паливо
для комунально-побутових потреб. Відходами ЕТХ-175 є нетоксичні димові
гази і фенольна вода в кількості 7,5 т/р, що спалюється в топці котла.
Метод термічної переробки в киплячому шарі твердого теплоносія (ТККВ)
передбачає підтримку в реакторі температури 540 0С, а в коксонагрівачі
680 0С, або високотемпературний варіант з температурами в реакторі
750-8300С, в коксонагрівачі – 850-9500С.
Енерготехнологічна схема комплексного використання горючих сланців
передбачає термічну переробку сланців в агрегаті УТТ (установка з
твердим теплоносієм) з отриманням малосірчистого масла і
висококалорійного напівкоксового газу. При переробці Прибалтійських
сланців за цією схемою отримані основні наступні продукти (таблиця 2.26)
та перегріта водяна пару при температурі 400 0С і тиску 3,9 МПа.
Таблиця 2.27 – Продукти переробки Прибалтійських сланців
Продукти
Теплота згоряння,
МДж/р Вихід,
кг/т сланця
Рідке котельне паливо 37,0 90
Рідке моторне паливо 39,0 40
Напівкоксовий газ 46,1 46,2
Газовий бензин 41,2 7,9
Вузьким місцем методів енерготехнологічної переробки палив є сьогодні
відсутність способу глибокої хімічної переробки смол з виділенням з них
різних хімічних сполук.
Одним зі шляхів комплексної енерготехнологічної переробки молодого
бурого вугілля є вилучення з них гірського воску і гумінових кислот з
подальшим брикетуванням без зв’язуючого. Представляє інтерес процес, що
передбачає попереднє вилучення з бурого вугілля гірського воску методом
екстракції і подальше брикетування залишкового вугілля з поєднанням
технологічних операцій дроблення і сушки.
ЛІТЕРАТУРA
Саранчук В.И., Айруни А.Т., Ковалев К.Е. Надмолекулярная организация,
структура и свойства углей.- К.: Наукова думка.
Саранчук В.И., Бутузова Л.Ф., Минкова В.Н. Термохимическая деструкция
бурых углей.- К.: Наукова думка, 1984.
Нестеренко Л.Л., Бирюков Ю.В., Лебедев В.А. Основы химии и физики
горючих ископаемых.- К.: Вища шк., 1987.-359с.
Бухаркина Т.В., Дигуров Н.Г. Химия природных энергоносителей и
углеродных материалов.-Москва, РХТУ им. Д.И. Менделеева,-1999.-195с.
Агроскин А. А., Глейбман В. Б. Теплофизика твердого топлива.– М. Недра
1980.– 256 с.
Глущенко И. М. Теоретические основы технологии твердых горючих
ископаемых.– К. : Вища шк. Головное изд-во, 1980.– 255 с.
Еремин И. В., Лебедев В. В., Цикарев Д. А. Петрография и физические
свойства углей. — М. : Недра, 1980. — 266 с.
Касаточкин В. И., Ларина Н. К. Строение и свойства природных углей.– М
: Недра, 1975.– 159 с.
Раковский В. Е., Пигулееская Л. В. Химия и генезис торфа.–М. : Недра,
1978.–231 с.
Саранчук В. И. Окисление и самовозгорание угля.– К. : Наук. думка,
1982.– 166 с.
Стрептихеев А. А., Деревицкая В. А. Основы химии высокомолекулярных
соединений.– 3-е изд., перераб. и доп.– М. : Химия, 1976.– 436 с.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
