Критические значит востребованные
Какие угольные технологии нужны для модернизации экономики?
«Какие угольные технологии нужны для модернизации российской экономики?» — задают вопрос ученые из Красноярска, доктора технических наук Сергей Степанов и Сергей Исламов. Они же и отвечают на него в статье «Перспективы жидкого моторного топлива из угля в России…», фрагменты из которой мы предлагаем ниже
— «Критическими» для угольной промышленности являются технологии обогащения угля, производства топлив с заданными свойствами, топливных брикетов, бездымного топлива для коммунально-бытового сектора и др.
«Критическими» угольными технологиями для металлургии может стать
использование пылеугольного топлива для прямого вдувания в домны (технология PCI — Pulverized Coal Injection) с целью снижения потребления доменного кокса и ПГ при выплавке чугуна. Сейчас более 50% мирового производства чугуна производится по данной технологии, причем в большинстве развитых стран на PCI перешли полностью. В России установки PCI внедряют ЕВРАЗ и НЛМК;
новые недоменные процессы прямого восстановления железа (технологии DRI — Direct Reduced Iron), которые позволяют использовать менее качественное железорудное сырье, в том числе огромные запасы титаносодержащих руд, которые для доменного процесса непригодны. А самое главное — для технологий DRI кусковой кокс вообще не нужен, там используются ПГ, генераторный газ или порошкообразные углеродистые восстановители (последнее направление самое новое и наиболее экономически эффективное). В России технологию DRI внедряют Магнитогорский меткомбинат, «Металлоинвест», «Северсталь».
Надо учитывать, что сокращение выпуска классического кокса поставит в тяжелое положение алюминиевую промышленность и электрометаллургию (электроды изготавливают с применением каменноугольного пека, эффективных заменителей нет, а пек уже сейчас дефицитен), производителей автомобильных шин и прочих резинотехнических изделий (технический углерод получают из продуктов переработки каменноугольной смолы) и другого, предупреждают ученые. Для технологии PCI требуется высококалорийное (более 6 500 ккал/кг) топливо с пониженным содержанием вредных примесей. Это, как правило, низкозольные угли марок Т и СС. Они широко используются для обжига руд и нерудных материалов, цементного клинкера, для спекания глинозема, заметная часть идет на экспорт. На сегодняшний день на рынке уже существует дефицит таких углей, в то же время угледобывающие компании имеют избыточные мощности по добыче бурого угля, а поставщики каменного угля марок Д и ДГ ежегодно производят миллионы тонн невостребованных отсевов. Они для PCI в рядовом виде не годятся, надо увеличить калорийность этих углей. Такие технологии есть, это термическое обогащение угля — удаление влаги и части летучих.
«Критическими» для угольной промышленности являются технологии термического обогащения низкосортных углей с целью получения топлива для технологии PCI и обжиговых производств в металлургии и цементной промышленности. Потенциальный объем рынка РФ по углю для PCI — более 6 миллионов тонн в год. Это годовой объем переработки ~20 миллионов тонн бурого угля.
Соизмеримый с PCI по объему сегмент рынка — это технологическое топливо для обжиговых производств — цемента, глинозема и другого. Здесь требования по калорийности чуть ниже, не 6 500, а 6 000 ккал/кг. Здесь особенно эффективно применение смесевого угольного топлива. Для этой цели требуется высококалорийный компонент, роль которого с успехом могут выполнять термически обогащенные бурые угли и отсевы углей Д, ДГ.
Для технологий прямого восстановления железа требуется высокореакционный углеродистый восстановитель с высоким содержанием углерода и низким содержанием вредных примесей. Идеальный восстановитель — древесный уголь (его и применяли в начале «железного века»), но он дорог (более 20 000 руб./т) и его мало. Близкий по качеству к древесному углю восстановитель может быть получен при термообработке бурых и молодых каменных (марка Д) углей, а также торфа.
«Критическими» для угольной промышленности являются технологии термической переработки углей марок 1Б-3Б и Д с целью получения углеродистого восстановителя для технологий DRI. Потенциальный объем рынка РФ — более 40 миллионов тонн в год без учета роста объема производства стали. Это объем переработки ~150 миллионов тонн бурого угля в год.