Научная статья на тему 'Буроугольный полукокс Березовского месторождения Канско-Ачинского бассейна: производство, свойства, применение'

Буроугольный полукокс Березовского месторождения Канско-Ачинского бассейна: производство, свойства, применение Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
3291
371
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БУРОУГОЛЬНЫЙ ПОЛУКОКС / УГЛЕРОДИСТЫЙ ВОССТАНОВИТЕЛЬ / НЕСПЕКАЮЩИЕСЯ УГЛИ / МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ / ВОССТАНОВЛЕНИЕ / ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛУКОКСА / СВОЙСТВА ПОЛУКОКСА / СТОИМОСТЬ ПОЛУКОКСА / ТЕРМОКОКС / BROWN-COAL SEMI-COKE / CARBONACEOUS REDUCER / FREE-BURNING COAL / METALLURGICAL PROCESSES / RESTORATION / PRODUCTION TECHNOLOGY OF SEMI-COKE / SEMI-COKE PROPERTIES / COST OF SEMI-COKE / TERMOCOKE

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Аникин Александр Ефимович, Галевский Геннадий Владиславович

Проведен анализ технологий производства полукоксов из отечественных малометаморфизованных углей различных месторождений, сравнительный анализ свойств этих полукоксов, а также областей их применения. В настоящее время одним из самых перспективных способов получения буроугольного полукокса считается технология «ТЕРМОКОКС». Буроугольный полукокс Березовского месторождения Канско-Ачинского бассейна обладает преимуществами по сравнению с полукоксами из малометаморфизованных углей других месторождений: пониженная зольность, повышенное содержание в золе оксидов кальция и магния, повышенные содержание фиксированного углерода, пористость, удельная поверхность и реакционная способность. Проведенный анализ состояния производства, свойств и областей применения полукоксов из отечественных малометаморфизованных углей различных месторождений позволяет сделать вывод, что наиболее перспективно производство и потребление буроугольного полукокса Березовского месторождения Канско-Ачинского бассейна ввиду его улучшенных свойств по сравнению с полукоксами из малометаморфизованных углей других месторождений, технологической возможности его крупнотоннажного производства, относительно низкой стоимости, а также значительной потребности в нем многих областей промышленности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Аникин Александр Ефимович, Галевский Геннадий Владиславович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Brown-coal semi-coke of Berezovsky deposit of Kansk-Achinsk basin: production, properties, application

The analysis of production technologies of semi-cokes from domestic lowmetamorphized coal of various fields, the comparative analysis of the semi-cokes properties, as well as the areas of their application is carried out. Currently, one of the most perspective ways of receiving brown-coal semi-coke is considered to be the “TERMOCOKE” technology. Brown-coal semi-coke of Berezovsky deposit of Kansk-Achinsk basin has the advantages in comparison with semi-cokes from domestic lowmetamorphized coal of other fields. They are low ash-content, high content in ashes of calcium oxide and the magnesium, high content of fixed carbon, porosity, specific surface and reactionary ability. The carried-out analysis of the production conditions, the properties and the application area of semicokes from domestic low-metamorphized coal of various fields allows drawing a conclusion that the production and consumption of brown-coal semi-coke of Berezovsky deposit of Kansk-Achinsk basin is the most perspective one, in view of its improved properties in comparison with semi-cokes from domestic lowmetamorphized coal of other fields, a technological capability of its large-capacity production, regarding its low cost, and also considerable need for it in many areas of industry.

Текст научной работы на тему «Буроугольный полукокс Березовского месторождения Канско-Ачинского бассейна: производство, свойства, применение»

Вестник Сибирского государственного индустриального университета № 3 (9), 2014

микротвердость КГП Ni - НП Сг3(С0,§N0,2)2 в 2,2 раза выше, чем у никелевой матрицы, в 1,23 раза выше, чем у КГП Ni - НП Сг3С2, в 1,45 раза выше, чем у КГП Ni - МП Сг3С2; для КГП Ni - НП Сг3(С0,§N0,2)2 зависимость микротвердости Н от содержания в покрытии карбо-нитрида а описывается уравнением вида Н = 2,973а+ 2,051;

- износостойкость КГП Ni - НП Сг3(С0,§N0,2)2 в 1,5 раза выше износостойкости КГП Ni - МП Сг3С2, в 1,7 раза - никелевых покрытий;

- токи коррозии при толщине композиционного покрытия 40 мкм составляют 0,010 мкА/см2 в КГП Ni - НП Сг3(С0,§N0,2)2, 0,063 мкА/см2 в КЭП Ni - МП Сг3С2, 0,167 мкА/см2 в никелевом покрытии, т.е. при включении в покрытие нано- и микрочастиц токи коррозии снижаются в 16,7 и 2,65 раза соответственно;

- жаростойкость КГП Ni - НП Сг3(С0,§N0,2)2 значительно превосходит жаростойкость никелевой матрицы: скорость их окисления при температуре 1173 Кв 2,33 раза ниже, чем у никелевых покрытий и в 1,34 раза ниже, чем у КГП Ni - МП Сг3С2; зависимость скорости окисления R от температуры Т для КГП Ni -НП Сг3(С0,§N0,2)2 описывается уравнением вида R = {5,4-[0,0033 (Т- 705)]2’5 + 3,7} • 10 б.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Руднева В.В., Г алевский Г.В. Особенности электроосаждения и свойства композиционных покрытий с нанокомпонентами // Изв. вуз. Черная металлургия. 2007. №3. С. 39-43.

2. Ноздрин И.В., Ширяева Л.С., Руднева В.В. Плазменный синтез и физикохимическая аттестация нанокарбида хрома // Изв. вуз. Черная металлургия. 2012. № 12. С. 3-8.

3. Ноздрин И.В., Г алевский Г.В., Ширяева Л. С. Синтез и эволюция дисперсности боридов и карбидов ванадия и хрома в условиях плазменного потока // Изв. вуз. Черная металлургия. 2011. № 10. С. 12-17.

4. Руднева В.В. Развитие теории и нанотехнологии электроосаждения композиционных покрытий // Вестник РАЕН: Проблемы развития металлургии в России. 2006. Т. 6. №3. С. 63 -68.

© 2014 г. Л. С. Ширяева, И. В. Ноздрин, Г.В. Галевский, В.В. Руднева Поступила 20 февраля 2014 г.

УДК 662.732

А.Е. Аникин, Г.В. Г алевский

Сибирский государственный индустриальный университет

БУРОУГОЛЬНЫИ ПОЛУКОКС БЕРЕЗОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КАНСКО-АЧИНСКОГО БАССЕЙНА: ПРОИЗВОДСТВО, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ

В настоящее время наблюдается нехватка основного восстановителя, использующегося в металлургических процессах, - кокса из дефицитных спекающихся каменных углей. В связи с этим ведутся поиски новых перспективных углеродистых материалов, которые способны полностью или частично заменить каменноугольный кокс в целом ряде металлургических процессов. Наряду с этим из-за переизбытка энергетических углей на топливном рынке угледобывающие предприятия активно ищут новые направления их сбыта [1, 2]. Следователь-

но, весьма перспективным направлением является поиск вариантов замены каменноугольного кокса в ряде металлургических процессов исходными и переработанными энергетическими углями. Особенно интересны в этом плане бурые угли ввиду их значительных запасов и относительной дешевизны. Однако при использовании исходных бурых углей в качестве восстановителей в металлургических процессах возникает целый ряд проблем. Во-первых, зачастую металлургические предприятия располагаются на значительном удалении от месторож-

-52-

Вестник Сибирского государственного индустриального университета № 3 (9), 2014

дений, а транспортировка бурого угля на расстояние свыше 300 км экономически и технологически нецелесообразна (высокая влажность, пыление, опасность самовозгорания и т.д.) [3-5]. Во-вторых, исходный бурый уголь имеет высокие влажность (27 - 38 %) и вы-

ход летучих веществ (45 - 48 %) [6]. Такие показатели влажности и выхода летучих веществ являются недопустимыми для металлургических процессов. В частности, при нагреве из исходного бурого угля начинают выделяться летучие вещества, содержащие большое количество смолистых веществ, которые затрудняют ход процесса и могут привести к выходу из строя газоочистки. В связи с этим становится очевидной необходимость предварительной обработки бурого угля перед использованием в металлургических процессах.

Одним из направлений подготовки бурого угля к использованию в металлургических процессах является сушка и дальнейшее брикетирование. В этом случае существенно снижается влажность, достигается необходимый гранулометрический состав. Однако этого недостаточно в связи с тем, что выход летучих веществ при этом не уменьшается [3]. Добиться существенного уменьшения выхода летучих веществ из бурого угля можно с помощью его глубокой термической переработки (до 750 -800 °С) [3]. При этом образуется буроугольный полукокс (ВПК) - продукт, обладающий необходимыми свойствами для его применения в металлургических процессах.

Целью настоящей работы является анализ технологий производства полукоксов из отечественных малометаморфизованных углей различных месторождений, сравнительный анализ свойств этих полукоксов, а также областей их применения.

В качестве сырья для производства ВПК может быть использован любой бурый уголь. Одними из наиболее перспективных являются бурые угли Канско-Ачинского бассейна (КАБ) ввиду их значительных запасов (прогнозные ресурсы - 309,9 млрд, т или 23,4 % от запасов России), низких зольности (3,4 - 22,3 %) и содержания серы (0,1 - 2,2 %) [7], а также благоприятного состава золы (СаО + MgO до 55 %) [8].

В составе КАБ по целому ряду причин наиболее перспективными для производства БПК можно считать бурые угли Березовского месторождения. Во-первых, Березовское месторождение обладает значительными балансовыми запасами - 2453,2 млн. т. [9]. Разработка осуществляется открытым способом на разрезе «Березовский-1», проектная мощность которого 55 млн. т/год [10], производственная мощ-

ность 13,5 млн. т/год [11, 12]. Толщина разрабатываемого угольного пласта - до 70 м [9]. Это, в сочетании с благоприятными условиями залегания [11], обусловливает высокие среднемесячную производительность до 575 т/чел. [13] и добычу угля 7,5 - 8,0 млн. т/год [14, 15]. Разрез динамично развивается - за десять лет добыча угля выросла на 32 % [13]. Во-вторых, Березовское месторождение находится на югозападе Красноярского края в непосредственной близости к Кемеровской области, а, следовательно, и к центру металлургии Сибири. Кроме того, рядом проходит Транссибирская железнодорожная магистраль, позволяющая организовать доставку сырья для металлургии не только Кузбасса, но и Красноярского края, Урала и др. В-третьих, бурые угли Березовского месторождения обладают благоприятными составом и свойствами: низкие зольность (5,6 %) и содержание серы (0,2 - 0,7 %), высокая теплота сгорания (16,0 МДж/кг) [9], благоприятный состав золы (СаО + MgO до 55 %) [8].

Известны различные технологические варианты производства полукоксов из малометаморфизованных углей [7, 8, 16-21].

На заводе «Сибэлектросталь» (г. Красноярск) в конце 60-х гг. был освоен в опытнопромышленном масштабе энерготехнологический способ полукоксования бурого угля, заключающийся в нагреве тонкоизмельченного угля комбинированным теплоносителем: на стадии подготовки - газовым, на стадии полукоксования - твердым [7, 16]. Технологическая схема этого способа содержит четыре контура: сушильно-размольный, бертинирования, полукоксования, охлаждения готового продукта. Этот способ позволяет получать мелкозернистый и пылевидный БПК (примерно 80 % класса 0,3 - 0,5 мм).

В Югославии в 60-е гг. применялся способ, в котором бурый уголь обогащают, дробят до класса 0-5 мм, сушат в кипящем слое до влажности 62 - 12 % и далее подают на установку полукоксования Лурги-Рургаз в реактор с кипящим слоем, где в качестве теплоносителя используется полукокс с температурой 530 °С. Имеется возможность регулирования конечной температуры в пределах 450 - 1000 °С.

На Ангарском нефтехимическом комбинате, Ленинск-Кузнецком заводе полукоксования, а также в Германии в 60 - 70-е гг. получил распространение процесс полукоксования в вертикальных шахтных печах системы Лурги с внутренним обогревом. Сущность процесса заключается в сушке угля (или брикетов), его полукоксовании, а затем охлаждении. В качестве газа-теплоносителя используется газ по-

-53 -

Вестник Сибирского государственного индустриального университета № 3 (9), 2014

лукоксования, сжигаемый в топках камеры сушки и камеры полукоксования [16].

На заводе «Сланцы» в г. Кохтла-Ярве (Эстония) совместно с ВУХИНом в 1997 г. было проведено коксование длиннопламенного угля Новой Зеландии в камерных печах с внешним обогревом. Получен высококачественный углеродистый восстановитель. Также опробован и отработан процесс полукоксования углей марок Д, ДГ и СС в газогенераторах с получением полукокса, удовлетворяющего требованиям электротермических производств [17, 18]. В 2000-х гг. в газогенераторах этого завода были проведены опытно-промышленные испытания процесса полукоксования углей марки Д Шубаркольского разреза Казахстана. Получен полукокс класса < 25 мм, удовлетворяющий требованиям электротермических и агломерационных производств [17, 19].

Известна технология термоокислительного полукоксования и коксования на цепных колосниковых решетках. Пиролиз угля осуществляется в окислительном режиме за счет сгорания над слоем топлива выделяющихся летучих веществ. В связи с этим процесс получил название «автотермический» или «аутогенный». В России такую технологию разрабатывали в МХТИ им. Д.И. Менделеева, затем в ВУХИНе, и в последнее время с участием Кузнецкого центра ВУХИНа процесс разработан и внедрен в условиях Казахстана для получения углеродистых материалов для недоменных потребителей из углей марки Д Шубаркольского разреза [17 - 19]. В России в промышленном масштабе эта технология не применяется. Исключение составляют малотоннажные производства полукоксов из углей марок Д и СС на котельных Кузбасса и Алтайского края. За рубежом этот способ широко используют в Канаде, США, Германии, ЮАР и Индии [17].

Для получения полукокса и кокса из углей могут применяться кольцевые печи. Сущность метода заключается в нагревании до заданной температуры относительно тонкого (50 -200 мм) слоя свободно лежащей угольной загрузки на движущемся поде. В зависимости от типа перерабатываемого сырья и требований, предъявляемых к конечному продукту, загружаемый на кольцевую подину материал может быть кусковым или порошкообразным. Наибольший производственный опыт эксплуатации мощных кольцевых печей (диам. до 25 м) с использованием бурых углей накоплен в Г ермании; производительность агрегата

115 тыс. т/год ВПК (зольность на сухую массу (Ad) 9 %, выход летучих на сухую беззольную массу (Р^) 3 %, пористость (П) 48,6 %, удельная поверхность (S) 300 м2/г) [17, 20]. В США также эксплуатируются кольцевые печи диам. 5 и 8 м (производительность последней составляет 28 т кокса /сут.). Кокс используют в электротермических производствах ферросплавов и фосфора. В бывшем СССР технология коксования в кольцевых печах диам. 5 м отрабатывалась на опытно-промышленных установках Нижнетагильского металлургического комбината и Московского коксогазового завода. В настоящее время эти установки не работают [17, 18].

В Китае на одном из заводов в провинции Шаньси (Внутренняя Монголия) эксплуатируются две вертикальные печи типа SJ производительностью около 100 тыс. т полукокса/год из углей Шеньму марки Д. Печь SJ - вертикальная, квадратная, состоит из четырех камер. Загрузка угля осуществляется сверху, периодически, синхронно связана с выгрузкой полукокса. Газ для нагрева загрузки вдувается через фурмы, установленные в стенах печи. При сгорании и частичном сжигании выделяющихся при нагреве летучих компонентов угля, образующихся внутри печи, газ равномерно нагревает загрузку угля. Камеру можно условно разделить на три зоны: в верхней происходит подсушка угля, в средней - непосредственно полукоксование, в нижней - охлаждение и выдача полукокса. В зоне полукоксования достигается температура 750 ± 20 °С, в зоне охлаждения - не ниже 80 - 100 °С. Получаемый полукокс используется для производства ферросплавов - ферросилиция и ферромарганца, фосфора (класс 5-15 мм), карбида кальция (класс 8-20 мм) [21]. Такая технология также используется в Казахстане - на борту Шубаркольского разреза в 2006 г. построено шесть печей, общее производство полукокса составляет 300 тыс. т/год [19, 21].

В настоящее время одним из самых перспективных способов получения ВПК считается технология «ТЕРМОКОКС» [22], принципиальная схема которой приведена на рис. 1.

Суть технологической концепции состоит в разделении углей с высоким выходом летучих веществ на два продукта - газовое топливо и коксовый остаток (полукокс). В рамках указанной технологии реализуются следующие способы: «ТЕРМОКОКС-С», «ТЕРМОКОКС-КС», «ТЕРМОКОКС-02» [22].

-54-

Вестник Сибирского государственного индустриального университета № 3 (9), 2014

Дымовые

газы

Кокс

Пар

(горячая вода)

Рис. 1. Принципиальная схема технологии «ТЕРМОКОКС»

Технология «ТЕРМОКОКС-С» предусматривает частичную газификацию углей (окислительную карбонизацию) в слоевых аппаратах с использованием обращенного дутья (схема с обратной тепловой волной), продуктами являются ВПК и горючий газ (СО + Н2). В 1996 г. процесс реализован в г. Красноярске на Опытно-промышленном заводе по переработке угля (с 2000 г. - ЗАО «Карбоника-Ф») [1 -4, 10- 15, 22-26].

Технология «ТЕРМОКОКС-КС» заключается в частичной газификации углей (окислительной карбонизации) с использованием технологии кипящего слоя; продукты - ВПК и тепловая энергия. Принципиальная схема технологии приведена на рис. 2. В 2007 г. процесс реализован в промышленных условиях на Березовском разрезе (ОАО «СУЭК», Красноярский край) [1 - 4, 10 - 15, 22 - 26].

Несомненным достоинством технологии «ТЕРМОКОКС-КС» является возможность ее реализации в модернизированных типовых энергетических котлах (рис. 3) [22].

Технология «ТЕРМОКОКС-02» предусматривает частичную газификацию малозольного угля в слоевых реакторах с использованием обращенного кислородного дутья; продукты -БПК и синтез-газ. В дальнейшем синтез-газ может перерабатываться в синтетические жидкие топлива (СЖТ) [1 - 4, 10- 15, 22 - 26]. Отличительной особенностью технологии является существенное удешевление (за счет ко-генерации полукокса и синтез-газа в одном агрегате) получаемого синтез-газа, и, следовательно, получаемых СЖТ (в два раза) по сравнению с другими технологиями, в т.ч. с классической технологией SASOL [22].

Таким образом, исходя из географии опытно-промышленного и промышленного применения, по технологии «ТЕРМОКОКС» перерабатываются, в первую очередь, бурые угли Березовского месторождения КАБ. Данная технология позволяет перерабатывать бурые, а также каменные угли марок Д и Е других месторождений.

у-

(W

V)+K

t

(W + V) + Воздух I Тепловая энергия

(СО2, Н20) (СО + Н2) + Воздух II

t

(СО2, ню, лу _________________

Кокс

Тепловая энергия

Дымовые газы Тепловая энергия

Рис. 2. Принципиальная схема технологии «ТЕРМОКОКС-КС»:

У - уголь; V - летучие вещества; W - влага; К - коксовый остаток (полукокс); С - углерод; воздух I и воздух II - первичное

и вторичное воздушное дутье

-55 -

Вестник Сибирского государственного индустриального университета № 3 (9), 2014

Дымовые газы

Рис. 3. Принципиальная схема технологии «ТЕРМОКОКС-КС» с использованием энергетического котла

Сравнительный анализ свойств ВПК из углей Березовского месторождения КАБ (ВПК березовский) [8, 17, 20], ВПК из углей Талов-ского месторождения Томской области (БПК таловский) [27], полукокса из каменного угля марки Г Кузбасса (ООО «Завод полукоксования», г. Ленинск-Кузнецкий) (КПК ленинск-кузнецкий) [7, 16, 21] и полукокса из каменного угля марки ДГ Черемховского месторождения Иркутского бассейна (Ангарский завод нефтеоргсинтеза) (КПК ангарский) [7, 16] представлен в таблице.

Из приведенных данных видно, что БПК березовский обладает следующими преимуществами по сравнению с полукоксами из мало-метаморфизованных углей других месторождений:

- зольность на сухую массу ниже на 53, 16 и 214 % по сравнению с БПК таловским, КПК ленинск-кузнецким и КПК ангарским соответственно;

- содержание фиксированного углерода (Сfix) выше на 4, 10 и 15 % по сравнению с БПК таловским, КПК ленинск-кузнецким и КПК ангарским соответственно;

- содержание в золе СаО + MgO выше на 288 и 1633 % по сравнению с КПК ленинск-кузнецким и КПК ангарским соответственно;

- пористость выше на 9 % по сравнению с КПК ленинск-кузнецким;

- удельная поверхность выше на 21 и 45 % по сравнению с КПК ленинск-кузнецким и КПК ангарским соответственно;

- содержание углерода на сухую беззольную массу (Cdaf) выше на 2 и 1 % по сравнению

с КПК ленинск-кузнецким и КПК ангарским соответственно;

- реакционная способность по ССЬ при 1000 °С (PC) выше на 20 и 49 % по сравнению с БПК таловским и КПК ленинск-кузнецким соответственно.

Кроме технологических свойств, БПК из углей Березовского месторождения КАБ обладает следующими преимуществами в плане производства: БПК таловский получен лишь в лабораторных условиях; КПК ленинск-кузнецкий производится в объеме 60 тыс. т/год [28], чего явно недостаточно для удовлетворения потребности в нем; производство КПК ангарского остановлено в начале 1990-х гг. В то же время, на Березовском разрезе производится около 25 тыс. т/год БПК на одну установку. При этом имеется технологическая возможность увеличения объема производства до 100 - 125 тыс. т/год и более при проведении модернизации эксплуатирующихся энергетических котлов.

Анализ рынков сбыта КПК ленинск-кузнецкого и БПК березовского позволяет выделить следующие основные сферы их применения.

Ленинск-Кузнецкий завод полукоксования производит два вида полукокса (П-2 и П-3), опробованных и применяемых в следующих областях [29]: в качестве восстановителя в металлургических процессах (производство ферросплавов); компонента шихт для коксования, производства карбида кальция и активированного угля; раскислителя стекла; для термической обработки стали; топлива для кузниц; на агломерационных фабриках для спекания же-

-56-

Вестник Сибирского государственного индустриального университета № 3 (9), 2014

Свойства полукоксов из малометаморфизованных углей различных

месторождений

Свойства Полукокс

БПК березов-ский БПК та-ловский КПК ленинск-кузнецкий КПК ангарский

1. Влажность на рабочую массу, % 1,2 Нет св. 13,8 17,0

2. Зольность на сухую массу, % 8,6 13,2 10,0 27,0

3. Выход летучих веществ на сухую беззольную массу, % 9,5 7,7 17,2 5,6

4. Содержание фиксированного углерода, % 81,9 79,1 74,5 67,4

5. Химический состав золы, %:

Si02 19,0 Нет св. 35,1 75,7

А120з 10,5 То же 26,8 11,2

СаО + MgO 52,0 -//- 13,4 3,0

Fe203 5,8 -//- 20,6 7,6

р2о5 Нет св. -//- 1,25 0,03

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

S03 4,4 -//- Нет св. Нет св.

Na20 + К20 2,8 -//- То же То же

6. Удельное электросопротивление собственное, Ом-см Нет св. -//- 11,649 6,014

7. Удельное электросопротивление в засыпи кусков 3-6 мм, Ом-см То же -//- 1,6-106 75,0

8. Плотность кажущаяся, г/см3 0,924 -//- 0,869 0,820

9. Плотность истинная, г/см3 1,846 -//- 1,606 1,820

10. Пористость, % 49,9 -//- 45,9 55,0

11. Удельная поверхность, м2/г 264,0 -//- 217,5 182,0

12. Элементный состав, %:

содержание углерода на сухую беззольную массу 90,85 -//- 88,83 89,70

содержание водорода на сухую беззольную массу 1,97 -//- 2,97 1,63

содержание азота на сухую беззольную массу 0,89 -//- 2,76 1,53

содержание кислорода на сухую беззольную массу 6,16 -//- 5,24 6,23

содержание серы на сухую беззольную массу 0,13 -//- 0,20 0,91

13. Реакционная способность по С02 при 1000 °С, см3/(г с) 6,48 5,40 4,35 9,80

лезной руды; в качестве выгорающих добавок для производства пористо-пустотного глиняного (строительного) кирпича; для энергетических целей (сжигание в котельных в смеси с рядовым углем).

Буроугольный полукокс из углей Березовского месторождения КАБ опробован и применяется в следующих областях: в качестве бездымного высококалорийного топлива [1 -3, 5, 7, 13, 14, 22]; сырья для производства водорода путем газификации [7]; восстановителя в металлургических процессах; в производстве ферросплавов заменяет коксовый орешек; используется в качестве восстановителя для прямого (недоменного) получения железа из руд, для приготовления пылеугольного топлива для вдувания в горн доменной печи [1 - 3, 7, 10, 13, 14, 22, 23, 25, 26]; добавки в шихту для коксования [1, 7, 16]; углеродного сорбента [22 - 24]; как высококалорийный компонент сме-севых топлив самого различного назначения, например, для обжига цементного клинкера или для спекания глинозема [2].

Спрос на БПК из углей Березовского месторождения КАБ может составлять от 5 до 10 млн. т/год [30], такой полукокс особенно интересен для производителей ферросплавов. В 2012 г. достигнута договоренность о проведении промышленных испытаний по использованию брикетов из БПК на Надеждинском металлургическом заводе. В конце 2012 г. выполнена поставка 1000 т брикетов из БПК на ОАО «Серовский завод ферросплавов», ООО «СГМК-ферросплавы» и ООО «Металекс». В 2013 г. на ферросплавные заводы поставка брикетов из БПК происходила на постоянной основе. В настоящее время ведутся работы по созданию брикета из БПК для кремниевых заводов ОАО «РУСАЛ» [31]. Планируется заменить дорогостоящие колумбийские угли на БПК при производстве кремния. Опыты пройдут на ЗАО «Кремний» (г. Шелехов). Годовая потребность ОАО «РУСАЛ» в углях - около 50 тыс. т. Замена их на БПК позволит сэкономить около 50 млн. руб./год [32, 33]. Заключен договор на поставку БПК в количестве 3 тыс.

-57

Вестник Сибирского государственного индустриального университета № 3 (9), 2014

т/год с НИИ экологических проблем металлургии для использования в сталеплавильном производстве Новолипецкого металлургического комбината. Также ВПК возможно использовать в металлургических производствах, где уголь применяют в пылевидной фракции. Именно такую технологию практикует Ачинский глиноземный комбинат. Также потенциальными потребителями ВПК могут стать предприятия «Кузбассэнерго» в Кемеровской области [30].

Стоимость бурого угля марки 2Б Канско-Ачинского бассейна составляет 450 -

550 руб./т, каменного угля марки Г Кузнецкого бассейна - 1200 - 1400 руб./т, БПК Березовского месторождения КАБ - 2500 руб./т, полукокса ООО «Завод полукоксования» (г. Ле-нинск-Кузнецкий) марки П-2 (класс 10 -100 мм) - 5500 руб./т, марки П-3 (класс 0 -10 мм) - 2500 руб./т, коксового орешка - 5000 - 6000 руб./т, кокса класса 25 - 40 мм - 6000 -7000 руб./т [34].

Выводы. Проведенный анализ состояния производства, свойств и областей применения полукоксов из отечественных малометаморфи-зованных углей различных месторождений позволяет сделать вывод, что наиболее перспективно производство и потребление буроугольного полукокса Березовского месторождения КАБ ввиду его более высоких свойств по сравнению с полукоксами из малометамор-физованных углей других месторождений, технологической возможности его крупнотоннажного производства, относительно низкой стоимости, а также значительной потребности в нем многих областей промышленности.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Исламов С.Р., С т е и а и о в С.Г. Глубокая переработка угля: введение в проблему выбора технологии // Уголь. 2007. № 10. С. 55 - 58.

2. Исламов С.Р. Экономический кризис как побуждение к глубокой переработке угля //Уголь. 2013. № 2. С. 46 - 48.

3. Исламов С.Р. Переработка низкосортных углей в высококалорийное топливо // Уголь. 2012. №3. С. 64-66.

4. Романов С.М. Перспективы развития добычи, переработки и использования бурых углей в России // Уголь. 2009. № 1. С. 15 - 17.

5. Головин К.С., К р а и ч и и С.С. Переработка углей - стратегическое направление повышения качества и расширения

сфер их использования // Уголь. 2006. № 6. С. 64 - 67.

6. Угли СССР: справочник / И.А. Ульянов,

A. И. Солдатенков, В.К. Дмитриев и др. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1975. - 308 с.

7. Минерально-сырьевая база угольной промышленности России: в 2 т. Т. 1. Состояние, динамика, развитие / И.И. Балмасов,

B. К. Бранчугов, В.С. Быкадоров и др.; под ред. А.Е. Евтушенко, Ю.Н. Малышева. -М.: изд. Московского государственного горного университета, 1999. - 648 с.

8. Страхов В.М., Суровцева И.И., Долинский В. А. и др. Буроугольный полукокс. Возможности его использования как топлива в агломерации железных руд // Кокс и химия. 2007. № 8. С. 20 - 26.

9. Минерально-сырьевая база угольной промышленности России: в 2 т. Т. 2. Регионы и бассейны / Н.Н. Балмасов, В.К. Бранчугов, В.С. Быкадоров и др.; под ред. А.Е. Евтушенко, Ю.Н. Малышева. - М.: изд. Московского государственного горного университета, 1999. - 448 с.

10. Королева А. Пароль - КАТЭК. В День шахтера свое 35-летие отмечает Березовский разрез в Красноярском крае // Уголь. 2010. № 8. С. 36.

11. ОАО «СУЭК-Красноярск»: задачи на перспективу//Уголь. 2011. № 8. С. 18, 19.

12. Федоров А.В., И и ш а к о в В.Ю. ОАО «СУЭК-Красноярск»: результаты 2010 года и задачи на 2011 год // Уголь. 2011. № 3.

C. 18-20.

13. Федоров А.В. СУЭК-Красноярск: итоги, проблемы, перспективы // Уголь. 2009. №5. С. 48-51.

14. Л а л е т и и Н И. ОАО «СУЭК-Красноярск» - 2011 год: стабильность и развитие //Уголь. 2012. № 3. С. 15 - 18.

15. Филиал ОАО «СУЭК-Красноярск» «Разрез Березовский-1». Мы - за прозрачные, честные отношения // Уголь. 2012. №4. С. 10, 11.

16. М и з и и В.Е., Серов Е.В. Углеродистые восстановители для ферросплавов. -М.: Металлургия, 1976. - 272 с.

17. С т р ахов В.М. Научные и производственные аспекты получения специальных видов кокса для электротермических производств // Кокс и химия. 2008. № 9. С. 44 -49.

18. Страхов В.М., С в я т о в Б.А., Ролов а ч е в НИ. и др. Технология производства кокса из углей Шубаркольского разреза. Оценка его качества как углероди-

-58 -

Вестник Сибирского государственного индустриального университета № 3 (9), 2014

стого восстановителя для выплавки ферросплавов // Кокс и химия. 2004. № 10. С. 16 -20.

19. Г л е з и н И. Л., Шампаров А.Г., Страхов В.М. Полукоксование длиннопламенных углей Шубаркольского месторождения в газогенераторах // Кокс и химия. 2009. № 8. С. 25 - 29.

20. Школлер М.Б. БПК - модификатор свойств кокса и угольных смесей // Кокс и химия. 2007. № 12. С. 18 - 24.

21. Страхов В.М. Суровцева И.В., Дьяченко А.В., Меньшенин В.М. Технология производства и качество полукокса из вертикальных печей типа SJ Китая // Кокс и химия. 2007. № 5. С. 17 - 24.

22. Исламов С.Р. Энергоэффективное ис-

пользование бурых углей на основе концепции «ТЕРМОКОКС»: автореф. дис.

докт. техн. наук. - Красноярск, 2010. - 37 с.

23. Исламов С.Р. О новой концепции использования угля // Уголь. 2007. № 5. С. 67-69.

24. Г р и н ь к о Н.К. Использование чистых угольных технологий в России // Уголь. 2006. № 1.С. 6-8.

25. И с л а м о в С.Р. Переработка бурого угля по схеме энерготехнологического кластера //Уголь. 2009. № 3. С. 65 - 67.

26. Ф е д о р о в А.В. ОАО «СУЭК-Красноярск»: миллионы тонн «черного золота» // Уголь. 2013. № 8. С. 12 - 14.

27. Строкина И.В. Разработка научных основ и определение технологических режимов углеродотермического восстановления и окисления железа в водородосодержащей атмосфере: автореф. дис. канд. техн. наук. - Новокузнецк, 2013. - 22 с.

28. С т р ахов В.М. Научные и производственные аспекты получения специальных видов кокса для электротермических производств // Материалы научной конференции «Перспективы развития химической

переработки горючих ископаемых» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ngpedia.ru/cgibm/getpage.ехе/Ап =333&uid= 0.24549786420539&inte=2. (Дата обращения: 17.07.2014).

29. ООО Завод полукоксования. Полукокс ка-

менноугольный [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.zavodpoluko-

ksovaniva.pulscen.ru/goods/121282-polukox kamennougolnv. - (Дата обращения: 17.07. 2014).

30. СУЭК нашел покупателей [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.kras-noyarsk.biz/articles/analitics/2008/03/14/suek. (Дата обращения: 17.07.2014).

31. Металлурги заинтересовались Березовским

полукоксом [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.metalindex.ru/

news /2013/03/25/news_45066.html. (Дата обращения: 17.07.2014).

32. Русал и СУЭК будут использовать полу-

кокс бурого угля для производства кремния [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://mining24.ru/2013/09/rusal-i-suek-

budut-ispolzovat-poukoks-burogo-uglva-dlva-proizvodstva-kremniya/. (Дата обращения:

17.07.2014) .

33. Интересы «Русала» все шире - от Содерберга до катанки и угольного пека [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.rusal.rU/pressenter/news_details.a spx?id=9240&ibt=52&at=l. (Дата обращения: 17.07.2014).

34. Кокс металлургический и доменный. Динамика цен [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.metaltorg.ru/me-tal catalog/metallugicheskove svrve i poluf abrikatv/koks/coke/. (Дата обращения:

27.07.2014) .

© 2014 г. A.E. Аникин, Г. В. Галевский Поступила 10 сентября 2014 г.

-59-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.