Размещено на http://www.allbest.ru/

Иркутский государственный технический университет, г. Иркутск

Использование вторичных ресурсов (отходов углеобогащения) для сжигания в топках ТЭЦ ОАО «Иркутскэнерго»

К.т.н. А.Н. Кудряшов, доцент,

заведующий кафедры теплоэнергетики;

к.т.н. Т.В. Коваль, доцент, кафедра теплоэнергетики;

Сжигание отходов углеобогащения является одной из актуальных тем, особенно в тех регионах, где уже накоплено значительное количество таких отходов. В результате обогащения угля в шламохранилищах обогатительных фабрик (ОФ) накапливаются ценные компоненты в таких концентрациях, что возможно их дальнейшее промышленное использование. Ново-Гришевская обогатительная фабрика (Иркутская область) обогащает каменные угли Черемховского месторождения, зольность которого составляет 30%, а обогащенный концентрат имеет зольность около 10%. Габаритные размеры шламохранилища примерно 500x500 м. Запасы отходов углеобогащения (ОУ) Ново-Гришевской обогатительной фабрики составляют порядка 36 млн т. Всего в окрестностях г. Черемхово расположено 9 полей с общим объемом около 100 млн т.

В 2011 г. проводилось опытное сжигание ОУ на одной из ТЭЦ ОАО «Иркутскэнерго». Сжигание не вызвало особых затруднений, кроме процесса подачи ОУ в мельницы на помол. При этом практически на всем тракте наблюдалось зависание и отложение частиц отходов, приводящих к ограничению производительности СПП котла. В связи с этим принято решение подвергнуть ОУ грануляции или брикетированию, чтобы беспроблемно подать их в мельницы и сжечь.

Наряду с вышеизложенным необходимо решить задачу подавления серы в топке посредством присадок кальцийсодержащих отходов в топливные гранулы на стадии их получения по технологии LIMB, разработанной компанией Бабкок-Вилькокс [1]. По данным компании эффективность очистки от окислов серы может достигать 50%. В качестве флюсующих добавок предполагается использовать отходы различных производств. Например, мраморную крошку (4-10% от общего состава гранул) - отходы добычи исходного продукта для Ангарского цементного завода (г. Слюдянка, «Карьер»), доломит Ново-Олхинского известкового завода (г. Шелехов, «ст. Известковая»), отходы производств АЭХК (г. Ангарск).

В качестве флюсующей добавки использована мраморная крошка, находящаяся в значительных количествах в отвалах ООО «Карьер». В составе мраморной крошки содержатся элементы, необходимые для процесса десульфуризации (CaO=MgO) в количестве ~ 64%.

В результате технического анализа отходов углеобогащения были получены данные, представленные в табл.1 [3]. Стоит отметить, что технический анализ ОУ проводился в соответствии со стандартными методиками определения основных технических характеристик топлива.

Анализируя данные (табл. 1), можно отметить, что все пробы ОУ имеют довольно высокую теплоту сгорания, проба №1, отобранная со дна оврага, обладает пониженным содержанием влаги, а наиболее крупные частицы находятся на поверхности поля (см. табл. 1 проба № 4). Это можно объяснить тем, что происходит смыв мелочи вниз гидроотвала. Выход летучих веществ на сухую беззольную массу остается таким же, как у исходного угля, что значительно облегчит процесс воспламенения смеси при сжигании в котлоагрегате.

Технология процесса грануляции угольного шлама

технология угольный шлам топливный

Технология, использованная для процесса грануляции угольного шлама [3], аналогична известному методу перемешивания мелкодисперсных грунтов и органических и неорганических вяжущих компонентов в дорожном строительстве.

Этот метод называется холодный ресайклинг - перемешивание материала и вяжущего в холодном состоянии и без предварительной сушки. В результате процесса ресайклинга получается органоминеральная смесь - искусственная смесь, получаемая смешением на площадке или в смесительных установках щебня, гравия, песка и их смесей, а также минерального порошка с органическими вяжущими (жидкими или вязкими битумами, битумными эмульсиями) или с органическими вяжущими совместно с минеральными. В качестве перемешивающего устройства (гранулятора) может быть использована бетономешалка.

Для моделирования процесса промышленного получения гранул угольного шлама предложено малотоннажное оборудование, которое позволит выпустить экспериментальную партию гранулята. В качестве дозатора эмульсии разработана установка безвоздушного напыления модифицированной битумной эмульсии на угольные отходы.

Гранулы производятся при помощи гранулятора тарельчатого типа. В качестве связующего используется битумная эмульсия (до 10% от общего состава). Гранулы обычно имеют шарообразную форму, средний диаметр которых может колебаться в диапазоне от 3 до 20 мм.

Таким образом, анализ отходов углеобогащения и разработка технологии получения из них гранул позволит успешно подавать отходы в топку котлов и сжигать их совместно с исходным углем. В дальнейшем планируется проведение исследования по оценке подавления серы в топке котла при совместном опытном сжигании угля и ОУ с флюсующими добавками.

В ходе теплового расчета выявлено, что целесообразно сжигание смеси гранул с углем, оптимальное соотношение которых составляет 50/50% [4].

Результаты расчетов тепловых балансов котлов БКЗ-75-39Ф и ТП-30 сведены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты расчетов тепловых балансов котлов

Несмотря на увеличение расхода топлива экономический эффект достигается за счет снижения стоимости топлива, т.к. стоимость смеси гранул с углем ниже стоимости исходного топлива.

Литература

1. Носков А.С., Пай З.П. Технологические методы защиты атмосферы от вредных выбросов на предприятиях энергетики: Аналит. обзор. Новосибирск, 1996. 156 с.

2. Методические указания по отбору проб из объектов внешней среды и подготовке их для последующего определения канцерогенных полициклических ароматических углеводородов. Текст документа по состоянию на июль 2011 года.

3. Воронков В.В., Кудряшов А.Н., Коваль Т.В., Алексеенко В.В. Утилизация отходов обогащения угля Черемховского месторождения / Сборник материалов Всероссийской НПК с международным участием «Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири». - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2012 г. С. 176-179.

4. Перфильев А.О., Мехряков А.Д., Воронков В.В. Утилизация (сжигание) отходов углеобогащения ТЭЦ-12, г. Черемхово / Сборник материалов Всероссийской НПК с международным участием «Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири». - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2012 г. С. 258-261.

Размещено на Allbest.ru