Мини-ТЭЦ на отходах углеобогащения

Мини-ТЭЦ на отходах углеобогащения

Д.т.н. А. А. Ивушкин, генеральный директор, К. Г. Венгер, технический директор ООО ОК «Сибшахтострой»;

д.т.н. С. П. Мочалов, ректор, д.т.н. В. И. Мурко, руководитель лаборатории,

В.П. Мастихина, старший научный сотрудник, д.т.н. Л. П. Мышляев, проректор по научной работе СибГИУ;

к.т.н. Г. П. Сазыкин, директор по обогащению, ЗАО «Гипроуголь»;

В.И. Федяев, генеральный директор ЗАО НПП «Сибэкотехника»

Высокие требования потребителей к качеству угля способствуют развитию углеобогащения. За последние годы только в Кузбассе введено в строй более 10 углеобогатительных фабрик. Отличительными особенностями новых фабрик являются применение замкнутого водношламового цикла и отсутствие отделений термической сушки. Вместе с тем при обогащении образуется от 0,5 до 7% от переработанного угля тонкодисперсных углесодержащих отходов с влажностью от 20 до 45% и зольностью от 18 до 60%. Данное сырье в настоящее время не используется и сбрасывается в отвалы. Количество таких отходов только в Кузбассе составляет свыше 150 млн т и продолжает непрерывно возрастать более чем на 150 т/ч. В результате усугубляется экологическая обстановка в регионе, а также безвозвратно теряются миллионы тонн полезного топлива. Утилизация углесодержащих отходов производится, как правило, простым образом. Воды шахтного притока, технологические воды обогатительных фабрик с мелкими угольными частицами сбрасываются в поверхностные отстойники, которые периодически чистятся механогидравлическим способом и повторно добытые угольные шламы либо сбрасываются в отработанные выработки шахт, либо в ближайшие овраги и водоемы. В отдельных случаях производится обезвоживание отходов флотации и их складирование на свободных площадях. Указанная проблема характерна для всех угледобывающих регионов России.

Неоднократно в 1970;1980 гг. эта тема включалась в государственные программы научно-исследовательских и проектных институтов. Однако применяемые техника и технология обогащения шламов не позволяют получать качественный товарный концентрат при оптимальных затратах.

В последнее десятилетие как в России, так и за рубежом стало появляться оборудование (винтовые сепараторы, гидроциклоны, пневматические флотомашины, фильтр-прессы, фильтры под давлением), которое позволяет более эффективно обогащать мелкозернистый шлам.

В качестве примера можно привести опыт вторичного обогащения угольных шламов на ЦОФ «Беловская» (г. Белово, Кемеровская область). Однако при этом улавливаются и обогащаются только крупные частицы шламов (20−30%), а остальная часть снова направляется в отвалы.

Наиболее эффективным направлением утилизации отходов углеобогащения является их сжигание в виде шламового топлива. В этом случае обеспечивается использование всего добытого угля по его прямому назначению, а образующаяся при сжигании зола является хорошим строительным материалом. В результате появляется возможность существенно сократить объемы площадей, занятых шламовыми площадками, гидроотвалами и отстойниками, и рекультивировать нарушенные земли.

Объединенная компания «Сибшахтострой» (г. Новокузнецк) совместно с Сибирским государственным индустриальным университетом (г. Новокузнецк) признана победителем конкурса на получение государственной субсидии для разработки и строительства пилотного автоматизированного энергогенерирующего комплекса (АЭГК), работающего на отходах углеобогащения, в рамках частно-государственного партнерства по программе развития высокотехнологичных производств.

Энергогенерирующий комплекс будет состоять из следующих блоков:

¦ отделение приготовления топлива на основе отходов углеобогащения;

¦ котельное отделение;

¦ турбинное отделение.

угольный шлам энергокомплекс Схема проектируемого энергокомплекса приведена на рисунке. Для пилотного проекта мощность автоматизированного энергогенерирующего комплекса определена 1,2 МВт. Для обеспечения такой мощности подходит серийно выпускаемый блочный турбогенератор ТГ 1,2/0,4 Р24/1,2 (1,2 МВт), расход пара на который составляет 12,5 т/ч. С целью обеспечения турбины требуемым количеством пара будет создано котельное отделение, в котором планируется установить специально разработанные паровые котлы, работающие на суспензионном угольном топливе. Количество котлов — 3 шт., один из которых резервный. Производительность каждого котла — 6,5 т пара/ч. Дополнительно в котельном отделении предусмотрен пароводяной подогреватель для получения горячей воды.

В устанавливаемых котлах применяется вихревой способ сжигания топлива, который за счет механизма внутренней стабилизации горения обеспечивает глубокое выжигание летучих, коксового остатка и уноса, подавляет эмиссию вредных веществ и стабилизирует топочный процесс. Шламовое топливо, приготовленное на основе отходов углеобогащения, с содержанием твердой фазы до 70%, подается в вихревую камеру через пневмомеханические форсунки, специально разработанные для данной технологии.

Характеристика проектных показателей разрабатываемой технологии и АЭГК представлена в таблице.

Реализация данного проекта позволит решить проблему утилизации фильтр-кека на углеобогатительных фабриках и повысить энергоэффективность производства.