CC BY
92
УДК 553.93+622.33 (571.51) Г.Р. Монгуш
ТувИКОПР СО РАН, Кызыл
ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В РЕСПУБЛИКЕ ТЫВА
Месторождения угля на территории Республики Тыва разведаны в Улуг-хемском каменноугольном бассейне. Добываемый каменный уголь используется исключительно в энергетических целях. В лаборатории инженерно-технологических проблем ТувИКОПР СО РАН разработаны эффективные инновационные технологии переработки каменного угля.
G.R. Mongush
Tuva Institute for Exploration of Natural Resources of the SB RAS (TuvIENR) Internatsionalnaya str., 117a, Kyzyl, 667007, Resp. Tyva
PROBLEMS AND PERSPECTIVES OF COAL INDUSTRY IN TYVA REPUBLIC
Coal deposits in the territory of the Tyva Republic of are explored in the Ulug-Khem coal basin. Produced coal is used mainly for energy purposes. Laboratory, engineering and technological problems TuvIENR SB RAS has developed effective innovative technologies for processing of coal.
Известно, что запасы органического топлива, постоянно сокращаются. Каменный уголь является не только источником топлива для энергетики, но и ценным сырьем для металлургической промышленности. В связи с проблемами в добыче коксующихся углей в Кузбассе, появляется необходимость ввода в эксплуатацию других месторождений каменного угля, ранее не использовавшихся и находящихся в резерве. Таким источником металлургического сырья являются месторождения Улуг-Хемского угольного бассейна.
В Республике Тыва разведано несколько месторождений. Они сосредоточены в Улуг-хемском каменноугольном бассейне: Эрбекское, Элегесткое, Межегейское, Каа-хемское, Чихачевское и Юго-Восточная угленосная площадь. Всего запасов каменного угля Улуг-хемского каменноугольного бассейна 4017605 тыс. тон.
В Чаданской угленосной площади: Чаданское месторождение, Чангыз-Хадынское месторождение. Есть Актальская перспективная угленосная площадь месторождение Одегелдей. Также изучены Инитальская угленосная площадь и Онкажинская мульда. Общие запасы угля вне Улуг-Хемского бассейна составляют 68056 тыс.тон. (По состоянию 2007г.)
В составе этих месторождений обнаружены различные марки углей: Г-газовые, ГЖ-газовые жирные, Ж-жирные, КСН-коксовые слабоспекающиеся низкометаморфизованные, СС-слабоспекающиеся (отощенные), ОК энерг.-каменные окисленные (окисленные каменные энергетические).
Рис. 1. Обзорная карта Республики Тыва. Угленосные площади
Применение угля
Применение угля многообразно. Уголь применяется как бытовое, промышленное энергетическое топливо, как сырье для металлургической и химической промышленности.
Применение угля в качестве топлива
Основная проблема энергетического применения угля состоит в высоком уровне выбросов от сжигания угля - газообразных и твёрдых (зола). В большинстве развитых стран, включая Россию, действуют жёсткие требования по уровню выбросов, допустимых при сжигании угля. Выходом из ситуации является использование различных фильтров (например, электрофильтров) в газоходах котлов, либо сжигание угля в виде водоугольных суспензий (Водоугольное_топливо). В последнем случае из-за более низкой температуры горения угля существенно (до 70%) снижаются выбросы оксидов NOx. Зола от сжигания углей, отходы добычи и переработки используются в производстве стройматериалов, керамики, огнеупорного сырья, глинозема, абразивов.
Уголь как сырье для металлургической промышленности
Пиролиз (Коксование, полукоксование) углей. Под коксованием в общем виде понимают сложный процесс превращения угля при нагреве до высоких
температур без доступа воздуха в кокс, полукокс. Осуществляется процесс как правило в кокосовых печах (батареях).
Кокс используется как восстановитель в металлургии при выплавке железа. Из самого кокса изготавливают угольные электроды, пасты, анодную массу, блоки для алюминиевых электролизеров и др.
Сырье для химической промышленности
Каменный уголь является ценным сырьем для химической промышленности. В странах, не имеющих запасов газа и нефти, (особенно в Германии) из каменного угля получают многие химические виды сырья для промышленности, в том числе используемые для получения синтез-газа. Синтез-газ получают газификацией, а из синтез-газа получают чистые товарные продукты: бензол, толуол, ксилолы и др. Перспективным является сжижение (гидрогенизация) угля с образованием жидкого топлива. Для производства 1т нефти расходуется 2-3 тонны каменного угля. В зависимости от условий гидрогенизации (давление, температура, катализатор) органическую массу углей можно полностью перевести в жидкие углеводороды. Полученные продукты используются как искусственное жидкое топливо.
Применение угля для извлечения из него редких и рассеянных элементов
Металлургическими способами из каменного угля, в промышленных масштабах извлекают ванадий, германий, серу, галлий, молибден, цинк, свинец.
Каменный уголь также применяется для производства искусственного графита.
Его получают нагреванием смеси кокса и пека до 2800 °С.
Активированный уголь
Активированный уголь (активный уголь, «карболен») - пористое вещество, которое получают из различных углеродсодержащих материалов органического происхождения: древесный уголь, каменноугольный кокс, нефтяной кокс и др.
Исследования углей Республики Тыва
Основное применение угля в настоящее время - энергетическое. Разработка месторождений ведется открытым способом (разрезы «Каа-Хемский», «Чаданский», «Элегестинский»). Предварительная технологическая обработка угля в настоящее время отсутствует. Из-за большого содержания «летучих» (неконденсируемые газы, каменноугольная смола) и склонности к спеканию слоевое горение тувинских углей в котлоагрегатах сопровождается высоким химическим недожогом. Резко континентальный климат и географические условия - расположение населенных пунктов республики в межгорных котловинах, своеобразная «инверсионная крышка», препятствуют перемешиванию воздушных масс и очищению воздуха.
Тувинские угли марки Г, ГЖ газифицируются с высоким выходом газовых продуктов. Однако кокс, получаемый из этих углей имеет недостаточную механическую прочность, что ограничивает применение данного угля для замещения выбывающих месторождений. Улучшение прочностных характеристик кокса возможно при проведении процесса коксования при повышенных давлениях с возможностью деструкции газовой составляющей на образующемся коксе как катализаторе этого процесса.
Рис. 2. Инверсионная «крышка» над г. Кызылом концентрирует выбросы энергетических устройств в городской зоне
В лаборатории инженерно-технологических проблем ТувИКОПР СО РАН разработаны эффективные инновационные технологии переработки каменного угля.
Создали технологию, позволяющая получать из каменных углей экологически более безопасный вид топлива угольного происхождения «бездымное топливо», для снижение ущерба окружающей среде от угольной энергетики.
Разработали модульную установку, позволяющую комплексно получать электроэнергию, тепло и кокс, т.е. вести глубокую энерготехнологическую переработку угля, что соответствует мировым тенденциям в углепереработке. Перспективными являются также исследования возможностей применения коксового газа в качестве топлива для двигателей.
Стратегия развития угольной отрасли Республики Тыва, разработанная Тувинским институтом комплексного освоения природных ресурсов СО РАН, предусматривает выбор более эффективных направлений её развития с целью более полного использования угольного потенциала республики для улучшения социально-экономической ситуации в республике. Рекомендовано создать энергохимическое производство глубокой переработки каменного угля для получения ценных товарных продуктов (адсорбентов, ферросплавов, бытовых топливных брикетов, неэтилированного автобензина, авиационного керосина, водяного пара, тепло/энергии, пропан - бутана).
Целесообразность реализации этой программы определяется необходимостью повышения рентабельности топливно-энергетического комплекса и снижения дотационности республики, уменьшения загазованности воздушного бассейна населенных пунктов.
Заключение
В ОАО «ТГРК» добычные работы производятся открытым способом по комбинированной схеме на Каа-Хемском месторождении и автотранспортной -на Чаданском. В ЗАО ЕПК уголь добывается шахтным способом. Добываемый каменный уголь на территории Тувы используется исключительно в энергетических целях. Основными потребителями являются Кызылская и Ак-Довуракская ТЭЦ (40 % от общего объема поставки), котельные РПП «Тувкоммунэнерго» (12 %) и Республиканская контора по реализации топлива, которая поставляет уголь бюджетным учреждениям и населению (до 30 %). Несмотря на наличие на территории республики больших, разведанных запасов высококачественных углей, угольная отрасль не получила достаточного развития, что обусловлено рядом проблем:
Отсутствие необходимой транспортной инфраструктуры, в первую очередь - железной дороги, из-за чего невозможны крупнотоннажные перевозки на дальние расстояния;
- Объем добычи жестко привязан к объему потребления местных предприятий и организаций, а также ее населения. В настоящее время экономически весьма затратными являются как завоз всех видов продукции в Туву, так и вывоз добываемого каменного угля и других видов сырья за пределы республики на автотранспорте;
Потребителями угля в Туве, которые своевременно рассчитываются с угледобывающим предприятием, являются бюджетные учреждения, организации и различные получатели социальных трансфертов (инвалиды, ветераны и др.), а структура потребления угля (25-28 % от общего объема поставки угля) является Государственным заказом Правительства Республики Тыва;
- Финансово-экономическое положение основных потребителей угля в республике находятся в кризисном состоянии.
© Г.Р. Монгуш, 2011
