CC BY
89
Оригинальная статья
УДК 622.85:662.813 © С.Г. Степанов, И.О. Михалев, Е.М. Евтушенко, Д.А. Логинов, С.В. Деменчук, 2020
Бездымное бытовое топливо: опыт применения в Красноярске
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-12-56-62
СТЕПАНОВ С.Г.
Доктор техн. наук,
начальник Управления инновационных
технологий переработки угля
АО «СУЭК-Красноярск»,
660049, г. Красноярск, Россия,
e-mail: [email protected]
МИХАЛЕВ И.О.
Канд. техн. наук,
заместитель управляющего филиалом (по технологии) ООО «Сибнииуглеобогащение» в г. Красноярске, 660060, г. Красноярск, Россия, e-mail: [email protected]
ЕВТУШЕНКО Е.М.
Заместитель генерального директора (технический директор) АО «СУЭК-Красноярск», 660049, г. Красноярск, Россия, e-mail: [email protected]
ЛОГИНОВ Д.А.
Канд. техн. наук, начальник управления НИОКР
филиала ООО «Сибнииуглеобогащение» в г. Красноярске, 660060, г. Красноярск, Россия, e-mail: [email protected]
ДЕМЕНЧУК С.В.
Технолог филиала ООО «Сибнииуглеобогащение»
в г. Красноярске,
660060, г. Красноярск, Россия,
e-mail: [email protected]
На основе анализа сводного тома предельно допустимых выбросов (ПДВ) Красноярска показано, что доминирующее негативное воздействие на атмосферу города оказывают печи и котлы частного сектора, а лидером по вредному воздействию является бенз(а)пирен. Сибирская угольная энергетическая компания (СУЭК) первой в России начала производить бездымные брикеты для коммунально-бытовых нужд. На базе производственной котельной разреза «Березовский» сооружен пилотный комплекс по переработке угля, производящий до 30 тыс. т в год бездымных брикетов. Тестирование бездымных брикетов на бытовом котле показало, что суммарное вредное воздействие снижается более чем в 30 раз по сравнению со сжиганием угля и на порядок по сравнению с древесным топливом. В марте 2019 г. в Красноярске был проведен масштабный двухнедельный эксперимент по замещению традиционного топлива бездымными брикетами, в котором приняли участие более 9300 домовладений (около 70% частного сектора города). Несколько передвижных лабораторий вели мониторинг атмосферы и зафиксировали кратное снижение уровня загрязнения атмосферного воздуха в городе. Ключевые слова: автономный источник теплоснабжения, бездымное топливо, бенз(а)пирен, брикеты, бурый уголь, буроугольный кокс, термическая переработка угля, экологическая безопасность. Для цитирования: Бездымное бытовое топливо: опыт применения в Красноярске / С.Г. Степанов, И.О. Михалев, Е.М. Евтушенко и др. // Уголь. 2020. № 12. С. 56-62. 001: 10.18796/0041-5790-2020-12-56-62.
ЭКОЛОГИЯ КРАСНОЯРСКА
ЧЕРЕЗ ПРИЗМУ СВОДНОГО ТОМА ПДВ
Красноярск расположен между хребтами гор. Из-за работы Красноярской ГЭС над городом образуется влажный туман, который мешает рассеиванию низовых выбросов в периоды неблагоприятных метеоусловий (НМУ). Низовые выбросы (на высоте менее 100 м) создают автотранспорт, частные домовладения и малые котельные.
Первый режим НМУ был объявлен 16 февраля 2012 г. Красноярск и в прежние годы не отличался чистотой атмосферного воздуха, но столь частого появления удушливого смога раньше не отмечалось. Более того, начиная с 1990-х гг. многие крупные заводы в черте города (Крастяж-маш, шинный завод, комбайновый завод, целлюлозно-
бумажный комбинат, гидролизный завод, химкомбинат «Енисей» и др.) были остановлены, на многих действующих предприятиях выбросы были снижены в результате реализации природоохранных мероприятий или уменьшения объемов производства. Новых заводов практически не вводилось, серьезных изменений в распределении направлений и скоростей ветра на метеостанции Красноярска за последние 25 лет не зафиксировано [1], скачкообразного роста количества автотранспорта или числа котельных к 2012 г. тоже не наблюдалось, а экологическая обстановка в городе изменилась в худшую сторону.
Причина такого парадокса станет понятна, если вспомнить, что к этому времени энергетики оснастили практически всех потребителей новыми приборами учета электроэнергии и, наконец, выиграли затяжную войну с незаконными врезками в электросеть. И частный сектор затопил печи (рис. 1). Ранее, еще с советских времен, подавляющая часть частных домовладений использовала электроотопление, далеко не всегда законно. Печи использовали большей частью как резервный теплоисточник на случай отключения электроэнергии. Но могут ли печи и котлы частного сектора оказать существенное влияние на загрязнение атмосферного воздуха в городе? - Могут, и об этом - далее.
В 2018 г. была завершена очередная плановая (раз в пять лет) корректировка сводного тома предельно допустимых выбросов (ПДВ) Красноярска. Работа выполнялась Санкт-Петербургским Институтом проектирования экологии и гигиены (ИПЭГ) по государственному контракту с Министерством экологии и рационального природопользования Красноярского края (Минэкологии края). Впервые в сводный том ПДВ были включены автономные источники теплоснабжения (АИТ): печи и котлы частного сектора. Это нововведение применено в России всего во второй раз, первым был Улан-Удэ.
Учет АИТ в сводном томе ПДВ радикально изменил расстановку стационарных источников выбросов по значимости, выведя (неожиданно для многих) печи и котлы частного сектора в лидеры по загрязнению атмосферного воздуха Красноярска. Никто раньше просто не представлял, сколько 13,5 тыс. частных домовладений - это несколько крупных сел внутри миллионного города - выбрасывают вредных веществ при отоплении углем и дровами. Справочно:
Бытует мнение, что дрова, в отличие от угля, являются экологически чистым топливом. Это миф. Данные из «Руководства по инвентаризации выбросов» [2] Евросоюза по удельным выбросам бенз(а)пирена при сжигании различного топлива в колосниковой бытовой печи или котле показывают, что на дровах и угле они соизмеримы: для угля - 500-2600мг/т; для древесного топлива - 600-2000мг/т. Именно поэтому ни дрова, ни древесные пеллеты в Евросоюзе и других развитых странах не сертифицированы как бездымное топливо.
На основе данных сводного тома ПДВ разработчиком (ИПЭГ) были произведены расчеты полей приземных концентраций для загрязняющих веществ (ЗВ) и выполнено интересное и важное параметрическое исследование, суть которого заключалась в том, что поля призем-
Рис. 1. Вид на частные домовладения Красноярска в период
НМУ (штиль). Свердловский район
Fig. 1. Krasnoyarskprivate houses view during unfavorable
meteorological conditions (calm). Sverdlovsky district
ных концентраций были определены для стационарных источников загрязнения суммарно и по группам:
- все промышленные предприятия и объекты энергетики;
- отдельно ТЭЦ;
- отдельно котельные;
- отдельно АИТ.
Анализ полей приземных концентраций для различных групп источников загрязнения позволил выявить доминирующие ЗВ и их основные источники. Наиболее важные выводы, часть которых идет вразрез с устоявшимся общественным мнением и исследованиями прошлых лет, - следующие:
• доминирующим ЗВ в городе является бенз(а)пирен. Именно по нему фиксируются самые высокие разовые превышения ПДК (от 3 до 7,5 раз в разных районах города), а общая площадь, на которой по бенз(а)пирену превышены гигиенические нормативы, - более 50% территории города. Для сравнения: по второму по значимости ЗВ - пыли неорганической - гигиенические нормативы превышены всего на 14,2% территории города;
• в городе два главных источника бенз(а)пирена, а не один, как считали ранее: промпредприятия (выбросы -1145 кг в год, ответственны за превышение гигиенических нормативов на 24,2% территории города) и АИТ частного сектора (выбросы - всего (!) около 70 кг в год, но частный сектор ответствен за превышение гигиенических нормативов по бенз(а)пирену на 24,6% (!) территории города). В отличие от промпредприятий, частный сектор рассредоточен по городу и выбрасывает ЗВ через низкие трубы прямо в жилую зону, поэтому вышеупомянутые 70 кг бенз(а)пирена в год от АИТ частного сектора для жителей города оказались даже вреднее 1145 кг бенз(а)пирена в год от промпредприятий;
• в выбросах ЗВ от АИТ частного сектора основной вклад во вредное воздействие с учетом фактора опасности (величины обратной среднесуточной ПДК) дает бенз(а)пирен: 82,8% согласно расчетам (см. таблицу) на основе сводного тома ПДВ. Доля остальных ЗВ незначительна;
Расчет вклада различных вредных веществ в суммарное вредное воздействие от АИТ частного сектора
Вещество Код Поступление в атмосферу от АИТ, т в год Среднесуточное ПДК, мг/м3 Коэффициент опасности, К оп Приведенное вредное воздействие, т в год х К оп Вредное воздействие, % от общего
no2 301 80,31 0,04 75 6023 2,4
NO 304 12,47 0,06 50 624 0,2%
SO2 330 182,12 0,05 60 10927 4,3%
со 337 15 581 3,0 1 15581 6,1%
Бенз(а)пирен 703 0,0697 10-6 3000000 209100 82,8%
Твердые Твердые 2902 2908 9,09 332,3 0,15 0,1 20 30 182 9969 0,1% 3,9%
Всего 16197 252406 100%
• хотя автотранспорт также дает «низкие» выбросы, общая эмиссия бенз(а)пирена от него (около 5 кг в год) незначительна по сравнению с выбросами от АИТ частного сектора;
• выбросы бенз(а)пирена от угольных ТЭЦ (около 13 кг в год) и котельных (около 12 кг в год) не являются значимыми, так как эти выбросы попадают в атмосферу через высокие трубы, в отличие от «низких» выбросов от АИТ;
• красноярские ТЭЦ-1, 2 и 3 не являются главными загрязнителями атмосферного воздуха города. Они (ТЭЦ) ответственны за превышения гигиенических нормативов только по диоксиду азота на 0,9% территории города в районе ТЭЦ-2 и по неорганической пыли - на 6,2% территории города в районе ТЭЦ-1.
Корректировка сводного тома ПДВ Красноярска убедительно показала, что индивидуальное печное отопление и локальные котельные хоть и уступают заводам и ТЭЦ по суммарному объему вредных выбросов, но превосходят их по вредному воздействию, так как ЗВ попадают в атмосферу через низкие трубы и без всякой газоочистки. Красноярск в этом плане - не исключение: подобная ситуация встречается во многих других местах, и есть города, где доля частного сектора значительно выше, а ситуация - намного острее (например: Минусинск, Чита, Улан-Удэ, Кызыл и др.).
ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ БОРЬБЫ СО СМОГОМ
Как бороться со смогом? Электроотопление и привозной сжиженный газ? - Удобно, но недешево. Природный газ? - Еще дороже, если строить магистральный газопровод в Красноярск. К тому же случится это не скоро. Поэтому оптимальным решением в рамках комплексного подхода к улучшению экологии города представляется использование бездымного твердого топлива, как это уже давно делают в ряде других стран.
Впервые Закон «О чистом воздухе» был принят в Англии в 1956 г. [3]. Этот документ ввел прямой запрет на черный дым из труб печей и каминов. Топка углем в Лондоне была поставлена вне закона. Это дало толчок развитию рынка нового товара - бездымного бытового топлива (smokeless domestic fuel).
Большая часть вредных веществ: канцерогенов, сажи и взвешенных веществ (это - видимый дым) - выделяется на начальной стадии горения топлива, когда происходит его термическое разложение (пиролиз). Чем меньше органической массы топлива при нагреве способно пе-
рейти в летучее состояние, тем «чище» топливо по вредным выбросам, тем оно «бездымнее». Поэтому в Великобритании, а затем и в других странах, стали производить брикеты с использованием угля, который был подвергнут предварительной термообработке при высокой температуре (700-1000°С). Такое топливо при сжигании в печи, камине или мангале не дымило и было разрешено для применения.
В странах ЕЭС, Британского содружества, в США, Японии и ряде других стран действуют законодательные нормы по применению в автономных отопительных приборах только определенных марок твердого топлива, которые прошли обязательную сертификацию. Например, в Великобритании, прежде чем бытовое топливо попадет на рынок, его тестируют: сжигают на специальном стенде по утвержденным стандартам и анализируют выбросы. Если испытания успешны, топливо официально получает наименование «бездымное», сертификат Департамента экологии (DEFRA), а производитель на упаковке гордо указывает: «HETAS approved smokeless fuel» («одобренное HETAS бездымное топливо») [4]. HETAS (the Heating Equipment Testing and Approval Scheme) - это государственный орган по тестированию и сертификации как топлива, так и отопительных приборов (печей, каминов, бытовых котлов). Как в Великобритании, так и в ряде других стран использование топлива, не имеющего одобрения природоохранных служб, влечет для домовладельца крупный штраф. Для этого достаточно того, что на территории домовладения обнаружат несерти-фицированное топливо. Рынок бездымного топлива в Европе оценивается приблизительно в 12 млн т в год, в США - в 3-4 млн т в год [5].
СУЭК - ПИОНЕР В ПРОИЗВОДСТВЕ
БЕЗДЫМНОГО БЫТОВОГО ТОПЛИВА В РОССИИ
В России до недавнего времени бездымное топливо производили только из древесного угля: для отопления оно дорого, применяют его только для мангалов. Сибирская угольная энергетическая компания (СУЭК) - крупнейшая в России и пятая в мире по добыче угля - первой начала производить бездымные брикеты из термообработанно-го бурого угля для коммунально-бытовых нужд. Для термообработки угля применяется новейшая отечественная технология, основанная на частичной газификации угля в котлах с кипящим слоем [6] и имеющая высокий уровень экологической безопасности.
Рис. 2. Промышленный комплекс АО «Разрез Березовский» (группа СУЭК) по переработке бурого угля в коксовую продукцию Fig. 2. "Berezovsky Open-pit mine" JSC Complex (SUEK) for processing of brown coal into coke products
В 2019-2020 гг. по данной технологии на промплощадке АО «Разрез Березовский» (Шарыповский район Красноярского края) на базе производственной котельной сооружен промышленный комплекс (рис. 2) по переработке угля в коксовую продукцию (30 тыс. т в год) с одновременной генерацией тепловой энергии. Поскольку все выбросы отнесены на тепло, углеродная продукция производится условно с нулевыми выбросами. В данной технологии из энергетического цикла выводится приблизительно две трети углерода в виде твердого продукта, а для генерации тепловой энергии сжигаются в основном летучие вещества угля (в них преобладает водород), поэтому по сравнению с классическим сжиганием угля снижается удельная эмиссия СО2.
Производство включает три стадии:
- дробление и рассев угля 2БР с подачей класса 5-15 мм в основной технологический процесс;
- термообработку угля в энерготехнологических установках на базе типового отопительного котлоагрегата с получением мелочи коксовой (МК) [7];
- брикетирование МК со связующим согласно запатентованному способу [8].
Промышленный комплекс отличается гибкостью технологии, благодаря которой он способен выпускать продукцию разных типов в зависимости от спроса и цен на рынке. К настоящему времени освоен выпуск МК и двух видов брикетов: металлургических и бездымных коммунально-
бытового назначения (рис. 3). Коксовая мелочь является как исходным сырьем для брикетов, так и самостоятельной товарной продукцией при поставках в металлургию. Дальнейшее наращивание объемов производства бездымного топлива планируется на базе котельных в Красноярске.
Бездымные брикеты СУЭК удостоены Всероссийской премии в области экологии и ресурсосбережения в номинации «Инновация года», премии «Время инноваций 2019» в номинации «Экология и ресурсосбережение», победы на Всероссийском конкурсе «Развитие регионов. Лучшее для России» в номинации «Продукт года», а сама компания получила благодарность Совета Федерации за внимание к сохранению окружающей среды.
ТЕСТИРОВАНИЕ БЕЗДЫМНОГО ТОПЛИВА
НА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ СТЕНДЕ
Для сравнительного тестирования твердого топлива в Экспериментальном центре филиала ООО «Сибнииуглео-богащение» в г. Красноярске (предприятие входит в группу СУЭК) был создан специальный испытательный стенд, который представляет собой набор обычных бытовых котлов для сжигания твердого топлива на колосниковой решетке (рис. 4), оснащенных датчиками и приборами для определения концентраций ЗВ в дымовых газах, а также для определения основных параметров работы бытовых котлов: теплопроизводительности, КПД, температуры ко-
Рис. 3. Бездымное топливо (брикеты) Fig. 3. Smokeless briquettes
Рис. 4. Экспериментальный стенд на базе бытового котла для тестирования топлива: слева - сжигание угля, справа - сжигание бездымных брикетов
Fig. 4. Experimental unit based on a domestic boiler to test fuels. Coal is on fire (left), and smokeless briquettes are on fire (right)
лосниковой решетки и т.д. Котлы и печи такого типа используются в большинстве домов частного сектора.
Основные ЗВ, поступающие в атмосферный воздух при сжигании топлива - оксиды азота (N0^, диоксид серы ДО2), оксид углерода (СО), взвешенные вещества и широкая гамма канцерогенов (в основном полиароматических соединений, выделяющихся при термическом разложении твердого топлива), содержание которых определяется концентрацией в пылегазовом потоке характерного «маркера» - бенз(а)пирена.
Необходимо отметить, что стандартные методики инструментальных измерений промышленных выбросов, применяемые лабораториями природоохранных служб, разработаны для источников со стационарным режимом работы (например, промышленных отопительных котлов), когда параметры пылегазового потока (температура, скорость) и концентрации измеряемых компонентов существенно не меняются во времени. При работе бытового отопительного устройства с периодической загрузкой топлива процесс горения и, соответственно, параметры пылегазового потока не стационарны, а характерная концентрация оксида углерода (химический недожог) значительно превышает предел измерений газоанализаторов, предназначенных для промышленных выбросов. Фактически в России нет стандартизованных методик для инструментальных измерений вредных выбросов от бытовых печей и котлов с периодической загрузкой топлива. Поэтому для решения задачи: определить, во сколько раз
18
15
• 12
В
о
уголь Бородинский 2Б бездымные брикеты
к ifi
ful J ш ц "Ч
F J \ Ал, J \
f jW J V л
и
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 Время, мин Рис. 5. Тепловая мощность котла Fig. 5. Boiler thermal rating
1000
900
у 800
го V 700
и
н 600
о
и о 500
^
пз р 400
1- 300
р
е г 200
м
£ 100
L
t tt
J-l
Г7
Г"4
уголь Бородинский 2Б бездымные брикеты
ií
Í IN Í А
Г+Тtt* i I N
П \
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 Время, мин
Рис. 6. Температура колосника Fig. 6. Grate temperature
удельные вредные выбросы на бездымном топливе ниже, чем на традиционном, был поставлен эксперимент на серийно выпускаемом бытовом водогрейном котле тепло-производительностью 12 кВт, конструкция и конфигурация топки которого максимально близки к типичным отопительным устройством частного сектора. В ходе экспериментов соблюдались следующие условия:
- сжигание топлива производилось в одинаковых условиях: при номинальной нагрузке отопительного устройства в фазе горения с максимальным тепловыделением;
- инструментальные измерения и отбор проб осуществлялись на всем протяжении сжигания порции топлива по стандартизированным методикам для промышленных выбросов при непрерывном мониторинге параметров пылегазового потока.
Инструментальные измерения были выполнены специалистами аккредитованных лабораторий: Экологической лаборатории филиала АО «СУЭК-Красноярск» «Разрез Бородинский имени М.И. Щадова» и лаборатории Ми-нэкологии края.
Результаты измерений показали, что при сжигании бездымных брикетов удельные выбросы по оксидам азота и серы снижаются на порядок, по оксиду углерода - в 1,52 раза, по взвешенным веществам (это видимый дым) - на два порядка, а по бенз(а)пирену - более чем в 40 раз по сравнению со сжиганием бурых углей 2Б и 3Б, типично поставляемых частным домовладениям Красноярска. Справочно:
Анализ требований к бездымному бытовому топливу в Евросоюзе и сопоставление этих требований с характеристикой бездымных брикетов СУЭК показали, что брикеты СУЭК имеют существенные преимущества по удельным вредным выбросам. В частности, по бенз(а)пирену удельные выбросы при сжигании брикетов СУЭК ни разу не превышали 45 мг/т (в основном -ниже 30 мг/т), в то время как для бездымного топлива согласно «Руководству по инвентаризации выбросов» Евросоюза [2] этот параметр составляет 330 мг/т. Содержание серы в брикетах СУЭК (0,16%) - втрое ниже, чем в большинстве бездымных топлив, представленных на европейском рынке.
Оценка суммарного вредного воздействия с учетом фактора вредности показала, что при сжигании бездымного топлива (брикетов) вредное воздействие снижается более чем в 30 раз по сравнению со сжиганием бурого угля и на порядок - по сравнению с древесным топливом.
В ходе стендовых испытаний было установлено, что при использовании бездымных брикетов коэффициент использования топлива (отношение величины полезной тепловой энергии к теплоте сгорания загруженного топлива) в 1,5 раза выше (57-60% против 35-40%), чем при сжигании угля, за счет большей продолжительности фазы активного горения (рис. 5). Температура в топке практически такая же, как при сжигании бурого угля, а температура колосника существенно ниже (рис. 6), поэтому при использовании бездымных брикетов с более высокой, чем у традиционных твердых топлив, теплотой сгорания исключается выход отопительного устройства из строя из-за прогорания колосников или стенок топки.
9
6
3
0
0
ТЕСТИРОВАНИЕ БЕЗДЫМНОГО ТОПЛИВА ВЕСНОЙ 2019 г.
В марте 2019 г. по инициативе и при участии Минэкологии края был проведен масштабный эксперимент, который должен был дать ответ на вопрос: «Может ли замещение в частном секторе угля и дров бездымными брикетами заметно снизить загрязнение атмосферного воздуха в городе?». Жителям частного сектора Красноярска (более 9300 домовладений) доставили по 300 кг брикетов: это примерно двухнедельная норма. Несколько передвижных лабораторий Минэкологии края, Сибирского федерального университета (СФУ) и Росгидромета при участии «зеленых» осуществляли мониторинг атмосферы города.
На рис. 7 представлены некоторые результаты инструментальных измерений концентраций бенз(а)пирена в сопоставимых погодных условиях при сжигании бездымных брикетов в марте 2019 г. и традиционного твердого топлива - в прежние годы. Несмотря на ограниченные период и количество измерений, можно однозначно утверждать, что бездымные брикеты способны оказать значительное положительное влияние на качество атмосферного воздуха в городе.
На рис. 8 приведены некоторые результаты численного моделирования, выполненного специалистами Кафедры
Рис. 7. Снижение приземных концентраций бенз(а)пирена при замещении традиционного топлива (уголь, дрова) бездымными брикетами в Красноярске в марте 2019 г. (по данным Минэкологии края от 11.03.2019) Fig. 7. Reduction of ground-level concentrations of Benz(a)pyrene when replacing traditional fuel (coal, firewood) with smokeless briquettes in Krasnoyarsk (data of the Krai Ministry of Environment Protection dated 11.03.2019)
геоинформационных систем СФУ: расчетные приземные концентрации бенз(а)пирена на территории Красноярска без учета других источников. Эти данные также свидетельствуют в пользу того, что существует реальная техническая возможность радикально снизить негативное воздействие АИТ частного сектора на атмосферу города. Для этого нужно перевести колосниковые печи и котлы частного сектора на бездымное топливо.
Рис. 8. Уровень загрязнения атмосферного воздуха в Красноярске АИТ частного сектора бенз(а)пиреном (расчетные приземные концентрации): слева - при использовании традиционного топлива (уголь, дрова); справа - при использовании бездымных брикетов
Fig. 8. The level of atmospheric air pollution in Krasnoyarsk by heating devices of the private houses with Benz(a)pyrene (calculated surface concentrations). On the left - when using traditional fuel (coal, firewood), on the right - when using smokeless briquettes
ЧТО НУЖНО СДЕЛАТЬ ДАЛЬШЕ?
1. Необходимо разработать городскую/краевую программу замещения традиционного топлива бездымным в частных домовладениях и локальных котельных малой мощности с обеспечением мер социальной поддержки для малоимущих слоев населения и пенсионеров.
2. По аналогии с зарубежным опытом необходимо разработать систему испытания и сертификации топлива и принять нормативные акты, которые поставят дымящие трубы частных домовладен ий и мел ких котельных вне закона.
Список литературы
1. Urban wind fields: Phenomena in transformation / S.V. Mikhailuta, A.A. Lezhenin, A. Pitt et al. // Urban Climate. 2017. No. 19. P. 122-140.
2. Wenborn М. An approach to Estimation of PAH emissions. P. van der Most. Emission Inventory Guidebook, 1999. 12 р.
3. The Clean Air Act, 1956. [Electronic resource]. Available at: http://www.legislation.gov.uk/ukpga/Eliz2/4-5/52/enacted (дата обращения: 15.11.2020).
4. Appliances Burning Solid Mineral Fuels & Wood. HETAS approved for use on, 2013 [Electronic resource]. - Available at: https://docplayer.net/38433012-Hetas-approved-for-use-on-open-fire-closed-appliances-gravity-feed-hetas-approved-for-use-on-open-fire-closed-appliances-gravity-feed.html (дата обращения: 15.11.2020).
5. Малолетнев А.С., Мазнева О.А., Наумов К.И. Получение гранулированного бытового топлива из мелких классов углей Подмосковного и Канско-Ачинского бассейнов // Химия твердого топлива. 2012. № 2. С. 47-54.
6. Исламов С.Р. Частичная газификация угля. М.: Горное дело, 2017. 384 с.
7. Пат. 2285715 РФ. Способ получения металлургического среднетемпературного кокса / С.Р. Исламов, С.Г. Степанов (РФ). № 2005124136/04; Заявл. 29.07.2005; Опубл. 20.10.2006; Бюл. 29.
8. Пат. 2655175 РФ. Способ получения металлургического брикета / С.Р. Исламов, И.О. Михалев, А.П. Черных, Д.А. Логинов (РФ). № 2018109074; Заявл. 14.03.2018; Опубл. 24.05.2018; Бюл. 15.
ECOLOGY
Original Paper
UDC 622.85:662.813 © S.G. Stepanov, I.O. Mikhalev, E.M. Evtushenko, D.A. Loginov, S.V. Demenchuk, 2020 ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2020, № 12, pp. 56-62 DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-12-56-62
Title
SMOKELESS DOMESTIC FUEL: KRASNOYARSK ExPERIENCE Authors
Stepanov S.G.1, Mikhalev I.O.2, Evtushenko E.M.1, Loginov D.A.2, Demenchuk S.V.2 ' "SUEK-Krasnoyarsk" JSC, Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation 2 Branch of "SibNIIugleobogashenie" LLC in Krasnoyarsk city, 660060, Russian Federation
Authors' Information
Stepanov S.G, Doctor of Engineering Sciences, Chief of Innovative Coal Processing Technologies Bureau, e-mail: [email protected] Mikhalev I.O., PhD (Engineering), Deputy Branch Manager (Technology), e-mail: [email protected]
Evtushenko E.M., Deputy General Director (Technical Director), e-mail: [email protected] Loginov D.A., PhD (Engineering), Chief of R&D Bureau, e-mail: [email protected]
demenchuk S.V., Technologist, e-mail: [email protected] Abstract
The present paper indicates that, based on the analysis of the maximum permissible emissions (MPE) assessment summary for Krasnoyarsk city, the furnaces and boilers of the private housing have the dominant negative impact on the city's atmosphere with benz(a)pyrene being the most prominent harmful substance. Siberian Coal and Energy Company (SUEK) was the first in Russia to produce smokeless fuel briquettes for domestic use. A pilot lignite processing plant capable of producing up to 30 ktpa of smokeless fuel briquettes had been constructed on the premises of the industrial boiler plant at the Berezovskiy open cast mine. The testing of the briquettes in a domestic boiler has revealed that the negative impact from burning thereof is reduced 30-fold as compared to coal and by an order of magnitude as compared to firewood. In March 2019 in Krasnoyarsk, a large-scale fortnight-long experiment had been conducted as follows. The traditional solid fuels had been replaced with smokeless briquettes in more than 9300 private households (those comprise approximately 70% of private housing in Krasnoyarsk), whereas several mobile laboratories had been monitoring the air quality and have registered a many-fold reduction of the air pollution levels.
Keywords
Autonomous heater, Smokeless fuel, Benz(a)pyrene, Briquettes, Lignite, Lignite coke, Thermal coal processing, Environmental safety.
References
1. Mikhailuta S.V., Lezhenin A.A., Pitt A. & Taseiko O.V. Urban wind fields: Phenomena in transformation. Urban Climate, 2017, No. 19, pp. 122-140.
2. Wenborn M. An approach to Estimation of PAH emissions. P. van der Most. Emission Inventory Guidebook, 1999, 12 p.
3. The Clean Air Act, 1956. [Electronic resource]. Available at: http://www. legislation.gov.uk/ukpga/Eliz2/4-5/52/enacted (accessed 15.11.2020).
4. Appliances Burning Solid Mineral Fuels & Wood. HETAS approved for use on. 2013. [Electronic resource]. Available at: https://docplayer.net/38433012-Hetas-approved-for-use-on-open-fire-closed-appliances-gravity-feed-he-tas-approved-for-use-on-open-fire-closed-appliances-gravity-feed.html (accessed 15.11.2020).
5. Maloletnev A.S., Mazneva O.A. & Naumov K.I. Production of granulated household fuel from small coal classes in the Moscow region and Kansko-Achinsk coal basins. Chemistry of Solid Fuel, 2012, No. 2, pp. 47-54. (In Russ.).
6. Islamov S.R. Partial coal gasification. Moscow, Gornoye Delo Publ., 2017, 384 p. (In Russ.).
7. Islamov S.R. & Stepanov S.G. Metallurgical medium-temperature coke production process. RU 2285715, 29.07.2005, Bul. 29. (In Russ.).
8. Islamov S.R., Mikhalev I.O., Chernykh A.P. & Loginov D.A. Metallurgical briquette production process. RU 2655175, 14.03.2018, Bul. 15. (In Russ.).
For citation
Stepanov S.G., Mikhalev I.O., Evtushenko E.M., Loginov D.A. & Demenchuk S.V. Smokeless domestic fuel: Krasnoyarsk experience. Ugol' - Russian Coal Journal, 2020, No. 12, pp. 56-62. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2020-12-56-62.
Paper info
Received October 20,2020 Reviewed October 30,2020 Accepted November 11,2020
