Социальная угольная энергетика, былое и будущее

Аннотация

Распоряжения Правительства РФ № 1152-р от 30.04.2021 и от 31 мая 2020 г. направлены на решение задач и целей газификации населенных пунктов в угольных регионах Восточной Сибири и Дальнего Востока энергетическим газом от процессов газификации углей и биомассы. В 1950-е годы в СССР работало свыше 2500 газогенераторов и более 200 газовых заводов, производящих ежегодно свыше 35 млрд куб. м газа для отраслей промышленности и сельского хозяйства. Для газификации углей использовали полумеханизированные газогенераторы со слоевой загрузкой топлива. В середине 1970-х годов была принята Государственная программа Ц.008 по созданию из углей топлива и химической продукции нового поколения газификацией углей. На основании этой Программы в ИГИ профессором М.Я. Шпиртом была создана методика подбора бурых и каменных углей для эффективного осуществления процессов газификации. С 2000 г. проводилось создание принципиально новой модели газификации углей с использованием в качестве сырья мелкодисперсного угля субмикронных частиц водоугольного топлива, прямоточно-вихревого дутья в газогенератор, бескомпрессорного воздушного дутья, молекулярных сит из углей для обогащения воздуха кислородом, систем улавливания смол и возвращения их в качестве компонента водоугольного топлива. Ряд элементов этих подходов и новой техники был испытан на установках газификации угля на Томской ТЭЦ-3 в г. Омске, на Жилевской ОПОФ. Далее, с учетом этого накопленного экспериментального опыта по газификации водоугольной суспензии каменных и бурых углей «ИГИ», ЗАО «Компомаш-ТЭК» и ООО «Новые физические принципы» совместно создали научные и технологические основы процесса безотходной прямоточной высокотемпературной газификации грубодисперсных ВУС угля в среде ультраперегретого пара. В Кузбассе 350 угольных пластов, в них содержатся два главных золообразователя – оксиды алюминия и кремния, но при 75% их содержания в золе углей, десятилетиями уходящих в отвалы. На базе указанных особенностей углей и отходов идет создание комплексной технологии их безотходного передела в синтез-газ и параллельного получения высоколиквидных продуктов – различных марок ферросиликоалюминия и сплавов алюминия из минеральной части угля с ростом стоимости продукта в 40 раз больше цены угля, улучшая рентабельность угледобывающего предприятия. Государственная поддержка реализации проекта послужит интересам угольной отрасли как основы оздоровления угольной отрасли, пополнения бюджета. Решение проблем энергообеспечения коммунально-бытового сектора и создание отечественного малотоннажного производства новых видов жидких топлив из углей указано в ряде правительственных распоряжений, в том числе восстановление Института ИГИ, однако ФГУП ИГИ до сих пор не приступило к их реализации. При этом сорван следующий этап – создание технологии и аппаратурного оформления снабжения метанированным газом из угля коммунально-бытовых объектов малых населенных пунктов угольных регионов, так как потребность в природном газе зачастую ограничивается дальними расстояниями.

Ключевые слова

Газификация, уголь, биомасса, энергетический газ, метанирование, стоимость, новые процессы, безотходная газификация, минеральный состав угля, ферросиликоалюминий, рентабельность, ФГУП ИГИ, социальная угольная энергетика, будущее.

Список литературы

1. Гинзбург А.Б. Газификация низкосортного топлива. М.: Промстройиздат, 1950. 170 с.
2. Володарский И.Х., Игнатова Н.Н., Шпирт М.Я. Критерии оценки угля как сырья для производства синтетических газообразных топлив, концентратов редких элементов и других химических продуктов / В Юбилейном сборнике трудов ИГИ: Состояние и перспективы комплексного использования твердых горючих ископаемых. М.: НТК «ТРЭК», 2011. С. 48-58.
3. Горлов Е.Г., Андриенко В.Г., Шпирт М.Я. Газификация ультратонких водоугольных суспензий // Химия твердого топлива. 2019. № 6. С. 29-34. Gorlov E.G., Andrienko V.G., Shpirt M.Ya. Gasification of ultrathin coal-water suspensions. Khimiya tverdogo topliva. 2019;(6):29-34. (In Russ.).
4. Условия самозапитки импульсно-детонационных пушек энергетическим газом при газификации бурых углей продуктами детонации / К.А. Авдеев, В.А. Сметанюк, В.Г. Пилецкий и др. // Горение и взрыв. 2024. Т. 17. С. 95-104. Avdeev K.A., Smetanyuk V.A., Piletsky V.G., Frolov S.M. Conditions for self-priming pulse detonation guns with energy gas during gasification of brown coals with detonation products. Gorenie i vzryv. 2024;(17):95-104. (In Russ.).
5. Frolov S.M., Smetanyuk V.A., Shamshin I.O., Sadykov I.A., Koval’ A.S., Frolov F.S. Production of highly superheated steam by cyclic detonations of propane and methane-steam mixtures with oxygen for waste gasification. Appl. Therm. Eng. 2021;183(1):116195. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2020.116195.
6. Фальбе Ю. Химические вещества из угля. М.: Химия, 1980. 614 с.