Новости

Процесс газификации углеродных материалов является особенно актуальным в России, где объём угольных отходов превышает 120 млн тонн. Компания проектирует и разрабатывает установки для газификации углеродсодержащих отходов, работающей в режиме неподвижного слоя, с получением синтетического газа метана с последующим сжиганием газовой смеси в газопоршневых электрогенераторах или газотурбинных электростанциях. Эксперименты по газификации образцов мелкой фракции каменного угля (1–2 мм) проводили с использованием в качестве газифицирующих агентов предварительно нагретого воздуха, паровоздушной смеси, воздуха с добавлением диоксида углерода. Добавки водяного пара и диоксида углерода позволили повысить теплоту сгорания и увеличить коэффициент полезного действия газификации до 54%. Определён рабочий режим газогенератора, обеспечивающий получение синтез-газа с теплотворной способностью 3,6 МДж. Показано, что наибольшая эффективность газогенерации достигается в режиме паровоздушной газификации при добавке водяного пара в количестве 0,1 кг на 1 кг угля и при использовании в качестве газифицирующего агента воздуха с добавлением диоксида углерода в соотношении объёмов 100:5. Установлено, что увеличение добавок водяного пара и диоксида углерода сверх оптимальных количеств приводит к снижению эффективности процесса газификации. В процессе могут быть использованы отходы различных производств, включая нефтешламы, что определяет значимость газификации для эффективного управления углеродсодержащими отходами и для достижения более широких экологических и экономических целей. Ключевые слова: угольный шлам, каменный уголь, углеродсодержащие отходы, газификация, неподвижный слой, газогенератор, воздушное дутьё, паровоздушная газификация, газифицирующий агент.

Процесс газификации углеродных материалов заключается во взаимодействии материала с воздухом или кислородом и паром с получением газообразного продукта. Получаемый синтез-газ, преимущественно состоящий из смеси водорода и монооксида углерода, может быть использован непосредственно в качестве топлива (синтетического метана) или в качестве сырья для синтеза другого газообразного или жидкого топлива или химикатов. Сырьём для процесса газификации может являться практически любой углеродсодержащий материал, в том числе отходы углей. Лидером в применении термохимической переработки угля является Китай. Самые крупные газифицирующие предприятия достигают выработки до 9300 МВт в производстве жидкого топлива путём газификации угля. В то же время многочисленные исследования направлены на изучение возможности использования в процессе газификации различных углеродсодержащих отходов. В ряде других работ рассмотрена возможность применения газификации к материалам на основе нефти, таких как нефтяной кокс, отходы его производства и высокосернистый мазут, и к смесям угля и нефтяного кокса. России на сегодняшний день количество угольных отходов оценивается в 120 млн тонн, и утилизация этих отходов имеет огромное значение, поскольку угольные отходы являются одним из основных источников загрязнения атмосферы, водоёмов и почвы. Экологическая эффективность применения паровоздушной газификации не вызывает сомнений. Применение данной технологии позволит утилизировать эти отходы, превращая их в газообразные топлива и минимизируя выбросы вредных веществ, что, в свою очередь, положительно скажется на окружающей среде и здоровье человека. Паровоздушная газификация угольных отходов позволит получать синтез-газ, который может быть использован для производства электричества и тепла, способствуя диверсификации источников энергии. Переработка угольных отходов методом паровоздушной генерации может дать экономическую выгоду, так как позволит использовать отходы, которые ранее считались не перерабатываемыми, и это может привести к уменьшению затрат на захоронение отходов. Целью настоящей работы является создание установки для газификации углеродсодержащих отходов и определение рациональных режимов работы воздушного газификатора.

Энергетика для угледобывающих компаний в период падения стоимости угля на мировом рынке для компенсации финансовых потерь, позволяет решить экономические проблемы угледобывающей отрасли, с развитие строительства электростанций и угольной генерации для производства электричества и тепла. Государственная программа локальной генерации электроэнергии, тепла и пара на месторождениях угля, с использованием быстровозводимых модульных блоков для быстрой постройки и ввода в эксплуатацию тепловой электростанции для генерации тока с низкой стоимостью за киловатт, с последующей продажей электричества в сеть, генерацией тока для личных нужд угледобычи, питания городского сектора, промышленных предприятий, или подачи электроэнергии для строительства ЦОД-центров обработки и хранения данных, серверных станций информационно-технологической инфраструктуры искусственного интеллекта, облачных и распределенных вычислений комплекса ИИ-инфраструктуры, это выгодно для информационных хранилищ данных, электроэнергия с низкой себестоимостью (специальный тариф) для майнеров, и майнинга криптовалюты. Финансируем строительство пиролизных теплоэлектростанций, инвестируем в проекты комбинированных парогазовых ТЭС на угле, выделяем проектное финансирование и кредитуем энергетическую инфраструктуру и постройку распределенных защищенных децентрализованных угольных электростанций по всей России. Полученные в ходе экспериментов данные показали принципиальную возможность газификации мелких фракций каменного угля в газогенераторе с неподвижным слоем. Определены основные параметры рабочих режимов газогенератора. Показано, что наибольшая эффективность газогенерации достигается в режиме паровоздушной газификации при добавке водяного пара в количестве 0,1 кг на 1 кг угля и при использовании в качестве газифицирующего агента воздуха с добавлением диоксида углерода в соотношении объёмов 100:5. В ходе газификации получен синтез-газ с теплотворной способностью 3,5–3,6 кДж, при этом достигнут КПД газификации 52,6– 54,0%. Уменьшение расхода водяного пара и диоксида углерода выше указанных величин снижает эффективность процесса газификации отсева каменного угля (1–2 мм) в газогенераторе с неподвижным слоем. Намечены необходимые изменения в конструкции газогенератора для более равномерного распределения воздуха по колосниковой решётке.