Разработка технологии пирогенетического коксования углей с получением коксов с улучшенными экологическими и эксплуатационными характеристиками

Проект соответствует второму направлению приоритетов научно-технологического развития в соответствии со Стратегией научно-технического развития РФ - переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, разработка новых источников, способов транспортировки и хранения энергии, накопителей энергии, создание эффективных технологий геологоразведки, добычи и переработки минерального сырья, ядерная энергетика нового поколения. Необходимость переориентации использования угля с традиционных задач выработки тепла и электроэнергии на другие цели. Данный факт обусловлен планами газификации исконно угольных регионов для снижение негативного влияния угольных ТЭС на окружающую среду за счет уменьшения выбросов загрязняющих веществ. В тоже время по разведанным месторождениям угля Россия занимает второе место в мире (около 15 % мировых запасов) после США (более 23 % мировых запасов). Запасы угля в России превышают 162 млрд т. доля России в мировой добыче угля составляет около 5,5 % (шестое место после Китая, Индии, США, Индонезии и Австралии). В России имеются крупные месторождения угля с благоприятными условиями добычи, в которых можно реализовывать крупные проекты по созданию крупных промышленных кластеров, реализующих чистые угольные технологии, например на основе парогазовых установок с внутрицикловой газификации угля. Имеется достаточно много относительно небольших угольных месторождений, для которых эффективно использовать менее дорогостоящие технологии, например коксование. Однако угли с таких месторождений часто являются слабоспекающимися и традиционные технологии коксования позволяют получать кокс преимущественного бытового назначения для нужд малой теплоэнергетики. В связи с этим, разработка технологий коксования слабоспекающихся углей с получением кокса с близкими характеристиками к металлургическому является значимой и своевременной задачей. Новизна технического решения, обеспечивающая его существенные преимущества перед известными российскими или зарубежными установками коксования слабоспекающихся углей, заключается в особой организации процесса, которая предполагает последовательное коксование угля в едином технологическом цикле с получением формованного кокса. Технологическую установку можно разделить на несколько реакторов согласно представленной схеме: в первом реакторе происходит сушка угля при 200°С, затем подсушенный уголь поступает следующий реактор, в котором он быстро нагревается до 400-600°С до формирования пластической массы, затем пластическая угольная масса выдерживается в изотермическом режиме при 400-450°С. Время выдержки индивидуально для каждого типа используемого угля. Пластичная угольная масса далее формуется в брикеты с использованием специального пресса, и затем поступает в реактор, в котором происходит закалка формованного брикета при 800°С. Стоит отметить, что пиролизный газ, получаемый на разных стадиях, поступает в устройство сжигания и образующееся тепло используется для нагрева реакторов технологической установки. Также предусмотрено использование альтернативного газового топлива (природный газ, СУГ) в реакторе сжигания пиролизного газа, что повышает надежность работы установки. Реализация НИР предполагается совместно с зарубежным партнером в лице профессора Юсуфа Исы с университета Витватерсранда (ЮАР). В результате выполнения проекта будут получены и опубликованы в высокорейтинговых журналах новые научные и научно-технологические результаты фундаментального и прикладного характера, имеющие важное значение для развития научного направления и формирования научных основ и технологий создания, внедрения и использования чистых угольных технологий. Прорывной характер выполненных исследований обеспечит формирование технологической платформы для создания, внедрения и использования наукоемкого и инновационного процесса коксования углей разной стадии метаморфизма в энергетике России в соответствии со стратегическим курсом НТР РФ.