топливо из угля

Исскуственное композиционное жидкое топливо из угля и эффективность его использования

по сайтам теплоснабжения

/ Исскуственное композиционное жидкое топливо из угля и эффективность его использования

Доклад на научно-практической конференции Перспективные энергосберегающие технологии и способы сжигания твердого топлива в котлах малой и средней мощности , 15-18 ноября 2005, г. Кемерово. Материалы предоставлены ГУ Кузбасский центр энергосбережения тел.: (3842) 36-68-27, 36-69-89 Исскуственное композиционное жидкое топливо из угля и эффективность его использования Овчинников Ю.В. д.т.н., Луценко С.В., инженер, Новосибирский государственный технический университет На грани 70 - 80 г.г. прошлого столетия мировой энергетический кризис приобрел перманентный характер, что связано с окончанием эры дешевой нефти . К 2000 г. было израсходовано: - 87% мировых запасов нефти; - 73% мировых запасов природного газа; - 2% мировых запасов угля. Это касается энергетических ресурсов, доступных для современных технологий их извлечения. Одновременно началась интенсивная разработка технологий, позволяющих использовать альтернативные источники энергии: солнечную энергию, энергию морских приливов, ветра и т.п. Однако, несмотря на значительный прогресс в этой области в последнее время, реально на ближайшие 30 - 40 лет, по оценкам экспертов, основным энергетическим ресурсом остается уголь. В связи с этим США провозгласили в конце 90-х годов возврат к эре угля , в настоящее время не менее 75% электростанций США переведено на это топливо. Вместе с тем переход к эре угля на основе технологии его использования 50 ÷ 60 г.г. прошлого столетия невозможен по ряду причин: технологических, экологических, экономических и т.п. Среди новых угольных технологий большой интерес представляет технология водоугольного топлива (ВУС, ВУТ, ИКЖТ), которая возникла с появлением в 50 ÷ 60 гг. прошлого столетия гидротранспорта угля. Необходимость сжигания обводненной угольной мелочи привела к разработке т.н. водоугольных суспензий (ВУС) и методов их сжигания. Дальнейшее совершенствование технологии (улучшения реологических характеристик ВУС и его стабильности путем использования результатов исследований в области углехимии и разработка присадок) привело к созданию водоугольного топлива (ВУТ). Наиболее интенсивно разработка технологии ВУТ проводилась в Японии и Китае. Это иллюстрирует рис. 1 [1]. Рис. 1. Производство (итоговое) ВУТ в различных странах в период с 1983 г. по 1995 г. (тыс. тонн). вными аппаратами по переработке водо-угольной смеси в традиционных технологиях производства являются шаровые или стержневые мельницы мокрого помола. Принципиальная схема производства ВУТ по традиционной технологии приведена на рис. 2. Основными недостатками таких технологий является высокая металло- и энергозатратная составляющая. Так, для традиционных технологий энергозатраты составляют [2]: - предприятие по производству ВУТ компании Yanri CWM Ltd (Китай), 248,18 кВтч/т продукции; - ОПУ Белово - Новосибирск , Россия - 192 кВтч/т продукции; - исследовательский центр по угледобыче (Япония) - 86,12 кВтч/т продукции. Основная причина высоких удельных расходов энергии - низкий (менее 1%) энергетический к.п.д. ШБМ мокрого помола. Стержневые мельницы мокрого помола имеют несколько лучшие энергетические показатели, но и при использовании этих мельниц удельные расходы электроэнергии высоки. Анализ требований рынка продаж ВУТ, особенно международного, показал, что основным недостатком этого топлива является его низкая устойчивость (стабильность), не превышающая в большинстве случаев 1 - 2 месяцев. Анализ низкой устойчивости ВУТ в свою очередь показал, что причиной этого является недостаточная прочность системы жидкость - твердая фаза , которая образуется в процессе переработки исходных материалов по традиционной технологии. Для укрепления системы необходимо было повысить активность (реакционную способность) как твердой, так и жидкой фазы. Рис. 2. Принципиальная технология производства ВУТ. 1 - угольный бункер; 2 - шнековый питатель; 3 - смеситель; 4 - мешалка; 5 - шаровая барабанная мельница мокрого помола; 6 - электропривод; 7 - гидроциклон; 8 - промежуточный бак; 9 - расходный перистальтический насос. А - сырой уголь; В - вода; С - добавки; Д - готовое ВУТ. Для активизации компонентов были применены современные методы переработки минерального сырья в аппаратах, использующих новые физические процессы. В результате было получено топливо с повышенной реакционной способностью, пригодное к хранению без разрушения физико-химической системы более года. Мы назвали это искусственное композитное жидкое топливо - ИКЖТ [3]. Технологическая линия, скомпонованная в соответствии со способом производства ИКЖТ, показана на рис. 3. Уголь А из бункера 1 питателем-дозатором 2 подается в дробилку первичного измельчения 3. Первично измельч