Вовлечение в энергетику сажистых (окисленных) углей Канско-Ачинского бассейна

Запасы сажистых (окисленных) углей Канско-Ачинского бассейна составляют по некоторым оценкам более 400 млн. тонн [41].

Этот уголь по всем месторождениям отнесен к забалансовому и по мере отработки угольных пластов выбрасывается с пустой породой в отвал.

Для окисленных углей характерным является резкое снижение их реакционной способности по отношению к кислороду воздуха. Из-за низкой реакционной способности летучих веществ будет происходить затягивание факела, что приведет к интенсификации загрязнения поверхностей нагрева и увеличению потерь с химическим и механическим недожогом (q₃ и q₄).

Окисленный уголь является неблагоприятным с точки зрения его использования в энергетике не только по теплотехническим характеристикам, но по составу и свойствам минеральной части.

Высокое содержание соединений кальция и магния (до 80 %) в минеральной части приведет к интенсивному образованию прочных сульфатносвязанных отложений. К еще худшим последствиям может привести сжигание смеси окисленного и неокисленного углей. Нижний слой неокисленного угля обогащен соединениями железа и серы [42]. Совместное сжигание таких углей будет сопровождаться высокими значениями интенсивности образования и упрочнения вторичных натрубных отложений на высокотемпературных поверхностях нагрева котлов.

Сведения, полученные в результате исследования углей [13] из зоны окисления во многом объясняют трудности, испытываемые энергетиками из-за ненадежности работы котельных агрегатов (шлакование конвективных поверхностей нагрева, потери с недожегом, неустойчивость процессов горения, и как следствие недовыработка электрической и тепловой энергии, увеличение образования оксидов азота). По мнению [43] такие угли мало пригодны в энергетике и могут быть использованы для пылевидного сжигания только с согласия потребителей.

Существующий до настоящего времени подход к сжиганию канско-ачинских углей на электростанциях без учета их вещественного состава и свойств по высоте и глубине залегания пласта, очевидно, является одной из главных причин ненадежной работы котельного оборудования ГРЭС и ТЭЦ КАТЭКа как по условиям загрязнения поверхностей нагрева, так и по условиям выгорания угольной пыли, а также устойчивости процессов горения и шлакоудаления.

Нестабильный качественный состав углей, поступающих на сжигание, примеси окисленного угля в рядовом приводят, в конечном итоге, к снижению коэффициента использования установленной мощности электростанций. При сжигании смеси окисленных углей с рядовыми резко снижается температура в топке, затягивается воспламенение, увеличивается механический и химический недожог, снижается кпд котельных агрегатов [42, 43]. Смесь окисленного и рядового угля уменьшает температуру начала шлакования и приводит к интенсификации роста отложений.

Специальные исследования состава углей, в своё время, были проведены в Австралии. Там расположен очень крупный буроугольный бассейн. Были изучены физико-химические характеристики этих углей по всему бассейну. В результате проведения исследовательских работ угли всего бассейна пришлось разделить на пять групп.

К первой группе углей были отнесены наиболее качественные. Пятую группу углей, как наиболее худшую, решили вообще не использовать в знергетике, а экспортировать в ЮАР для их газификации в печах Лурги.

По мере развития техники и технологии сжигания было предусмотрено энергетическое использование бурых углей, начиная с первой группы, как наиболее высококачественных. Эти мероприятия позволили стабилизировать работу котельного оборудования и повысить коэффициент установленной мощности тепловых электростанций [44].

В настоящее время назрела необходимость проведения комплексных исследований по изучению физико-химических свойств вещественного состава КАУ по высоте угольного пласта и глубине его залегания.

Разработка и внедрение технических предложений, позволяющих вовлечь сажистые и окисленные угли Канско-Ачинского бассейна в топливно-энергетический России, позволяет получить следующие эффекты от их использования:

1. Народное хозяйство получит дополнительные топливные ресурсы, которые в виде сажистых углей в настоящее время выбрасываются в отвалы. При этом высвободится более качественное топливо.

2. Значительно улучшатся технико-экономические показатели угольных разрезов за счет сокращения расходов на вскрышу и рекультивацию земель.

3. Отсутствие в отвалах сажистых углей благоприятно скажется на окружающей среде в районах угледобычи.