CC BY
14
УДК 67.03
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БЕЗДЫМНОГО УГЛЯ
Н.Д. Савин, М.Л. Николаев Научный руководитель- Е.Н. Бельская
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail:nick-savin@mail.ru, 20061004@bk.ru
В рамках работы проведен анализ целесообразности замены бурого угля на более экологически чистый и энергоэффективный бездымный уголь, как для частного сектора, так и в масштабах производства. Рассмотрены экономическая и экологическая выгоды использования данного вида топливного ресурса.
Ключевые слова: Бездымный уголь, термококс, экология, загрязнения воздуха, инновационный способ.
PROSPECTS FOR THE USE OF SMOKELESS COAL
N.D. Savin, ML. Nikolaev Scientific Supervisor - E.N. Belskaya
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: nick-savin@mail.ru, 20061004@bk.ru
As part of the work, an analysis was conducted of the feasibility of replacing brown coal with more environmentally friendly and energy-efficient smokeless coal, both for the private sector and on the scale of production. The economic and environmental benefits of using this type of fuel resource are considered.
Keywords: Smokeless coal, thermocock, ecology, air pollution, an innovative way.
На протяжении длительного периода времени в Красноярске остро стоит вопрос улучшения экологической ситуации. По данным AirVisual город занял 1 место в списке самых грязных городов мира в 2018 году [1]. Специалистами этого экологического сервиса проводятся замеры уровней PM 2.5 и CO2 в воздухе. В состав РМ 2.5 входят как твердые микрочастицы, так и мельчайшие капельки жидкостей. Эти частицы не растворяются в организме человека и оседают в легких. Со временем загрязнитель может образовать некрозы, которые приведут к отмиранию тканей. По словам руководителя ассоциации экологических расследований Сергея Михайлюты, ситуация для Красноярска непростая, так как город географически расположен так, что примеси накапливаются сами по себе. Кроме того, Красноярск — промышленный город, на территории которого расположены крупнейшие металлургические и теплоэнергетические предприятия. Одним из основных источников загрязнения атмосферы являются продукты горения угля. По объемам выброса вредных веществ в атмосферу предприятия теплоэнергетики занимают одно из лидирующих мест. Это 21% от общего числа выбросов всех предприятий различных отраслей. Порядка 10% выбросов приходится на частный сектор и малые котельные, использующие в качестве топлива бурый уголь [2].
При сгорании бурого угля в атмосферу выбрасывается большое количество опасных веществ. Такие как оксид серы, оксид азота, диоксид углерода, летучие зола, шлак, бензапирен [3]. Дан-
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2019. Том 2
ные вещества вызывают широкий спектр серьезных заболеваний, таких как заболевание легочной системы, нарушение дыхательной системы, вплоть до рака легких [4].
Закисление почвы кислотными дождями - это следствие такого процесса, как загрязнение воздуха ТЭЦ диоксидом серы. Накопление большого количества углекислого газа в атмосфере приводит к увеличению температуры воздуха на планете, ее среднегодовых показателей, что называется парниковым эффектом. Выбросы ТЭЦ являются причиной скопления в нижних слоях атмосферы аэрозольных химически вредных частиц и органической пыли. Это явление получило название "фотохимический туман", когда в условиях слабых ветров, сильной радиации солнца и повышенной концентрации фотооксидантов в воздухе над городами повисает смог [5].
Одним из инновационных способов решения данной проблемы является замена бурого угля на более экологически чистый и энергоэффективный бездымный уголь.
Разработкой и проверкой брикетов занимались на заводе в г. Шарыпово, на Березовском разрезе. Многие называют эти брикеты «углем», но это не так. Производитель поправляет - это бездымное топливо, прессованный термококс.
Мелкозернистая субстанция с большой теплоотдачей - до 6-7 тыс. ккал на кг. Для сравнения - в буром угле 4-4,7 тыс. ккал на кг. При этом, при сжигании последнего большая часть тепла просто улетает в трубу. Бездымное топливо работает иначе - оно дольше тлеет и отдает больше энергии, а как следствие и тепла. Брикеты изготавливают не из дорогих компонентов, а из самого простого угля. Из 4 тонн получается 1 тонна термококса. Бездымным он становится после полусжигания [6].
В данный момент стоимость угля, используемого частным сектором, составляет порядка 2600 руб/тн, против стоимости бездымного угля, которая составляет на данный момент около 4000 руб/тн [7]. Фактически данная стоимость обусловлена значительным количеством преимуществ. Переводя данные только о теплоотдаче, можно рассчитать выгоду от 30% до 35% по сравнению с бурым углем. Это означает, что для отопления одинаковых площадей потребуется на 30-35% массы бездымного угля меньше, чем при использовании бурого угля, что позволяет экономить при его покупке. При пересчете на денежное выражение конечная стоимость продукта будет варьироваться в пределах 2700-2900 руб/тн, что немногим превышает стоимость бурого угля. В перспективе ожидается снижение стоимости данного вида топлива, что объясняется тем, что в нынешнее время производство бездымного угля осуществляется в опытном производстве. При массовом выпуске цена может значительно измениться в более привлекательную сторону.
Если экономическая и экологическая выгода использования бездымного угля частным сектором очевидна, то для ТЭЦ картина будет значительно меняться в экономическом плане. ТЭЦ использует бурый уголь бородинского разреза [8], марки 2БР [9] стоимостью 400 руб/тн. При данном соотношении цена-калорийность применение бездымного угля становится экономически невыгодным. При переходе ТЭЦ с бурого угля на бездымный возникает необходимость замены котлового оборудования, так как бездымный уголь имеет более высокую калорийность. Замена каждого из котлов обойдется в 1,7 млрд.руб [10]. Однако при больших объемах угля сжигаемого ТЭЦ экологическая ситуация в городе значительно улучшится. Инструментальные измерения вредных выбросов проводились в Экспериментальном центре СУЭК, на двух заводах, выпускающих бытовые котлы — сжигали уголь и брикеты, потом сравнивали показатели. Замеры проводились Краевым Центром реализации мероприятий по природопользованию и охране окружающей среды Красноярского края. По всем показателям было зафиксировано снижение выбросов в разы [11], а по главному загрязнителю — бензапирену — в 200раз!
Резюмируя всё вышесказанное можно сделать вывод о том, что данный вид топливного ресурса имеет высокий потенциал использования, как альтернативы бурому углю. Использование бездымного угля позволит значительно увеличить величину единовременно поставляемой партии за счет более высокой плотности в сравнении с аналогами. Потребуется меньшая площадь для хранения угля. Значительно сократятся выбросы вредных веществ, что благоприятно повлияет на окружающую среду и здоровье жителей. Но по мнению авторов, данный вид топлива может иметь будущее только в частном секторе, к тому же результат социологического опроса жителей, использовавших данный ресурс, показал, что калорийность данного продукта не всегда соответствует заявленной.
Библиографические ссылки
1. Исследования качества воздуха в любой точке мира. ArtVisual [Электронный ресурс] URL: https://www.airvisual.com (дата обращения: 24.07.2018)
2. Экология города: проблемы и пути их решения. Публичные Слушания «Об экологической ситуации в городе Красноярске, неотложных и стратегических мерах по её улучшению» 04 апреля 2016 г. [Электронный ресурс] URL: http://www.sobranie.info/files/110416-10.pdf (дата обращения: 08.03.2019)
3. Энциклопедия теплоснабжения: характеристика продуктов сгорания выбрасываемых котельными в атмосферу [Электронный ресурс] URL: https://clck.ru/FMQxW (дата обращения: 08.03.2019)
4. Чем опасен бурый уголь? 2х2.ги [Электронный ресурс] URL: https://2x2.su/society/article/zola-v-nas-45401.html (дата обращения: 12.03.2019)
5. Загрязнение воздуха ТЭЦ. Экология ТЭЦ. fb.ru [Электронный ресурс] URL: http://fb.ru/article/196324/zagryaznenie-vozduha-tets-ekologiya-tets (дата обращения: 18.03.2019)
6. За и против: красноярцы попробовали топить бесплатным бездымным топливом. tvk6.ru [Электронный ресурс] URL: https://tvk6.ru/publications/sunday-news/40774/ (дата обращения: 18.03.2019)
7. ugol-briket.ru сайт доставки угля [Электронный ресурс] URL: https://ugol-briket.ru/#block97 (дата обращения:18.03.2019)
8. Бурый уголь отправил в Красноярск новосибирских энергетиков.Новосибирские новости nsknews.info [Электронный ресурс] URL: https://clck.ru/FMRiL (дата обращения: 22.03.2019)
9. krasugol.ru сайт компании "РЕГИОН-РЕСУРС" [Электронный ресурс] URL: https://clck.ru/FMRiq (дата обращения: 22.03.2019)
10. Подольская компания поставит котел для ТЭЦ за 1,7 млрд руб. riamo.ru [Электронный ресурс] URL: https://clck.ru/FNH3Y (дата обращения: 22.03.2019)
11. Новые технологии на страже экологии: важный разговор с разработчиками бездымного топлива. Интернет-газета newslab [Электронный ресурс] URL: http://newslab.ru/article/886913 (дата обращения: 26.03.2019)
© Савин Н. Д., Николаев М. Л., 2019
