bnpe
.pdf
|
1 |
Випуск 1(13) |
Науково - виробничий |
2013 |
журнал |
БУДІВНИЦТВО
НАУКА. ПРОЕКТИ. ЕКОНОМІКА
Київ 2013
|
2 |
|
Науково - виробничий |
|
|
журнал |
|
|
|
Засновник |
|
|
Академія будівництва України |
|
ВИПУСК 1(13) |
2013 |
|
|
|
|
|
Видається науково-технічним центром АБУ |
Редакційна Рада:
Злобін Г.К., Президент Академії будівництва, професор;
Члени редакційної ради:
Адріанов В.П., віце-президент АБУ, головний редактор журналу «Промислове будівництво та
інженерні споруди»; Антонюк П.Д., віце-президент АБУ, ”, голова Ради асоціації «Українське об’єднання проектних
організацій»; Барзилович Д.В., керівник галузевого відділення АБУ;
Беркута А.В., , віце-президент АБУ, кандидат економічних наук;
Биков О.В., доктор технічних наук, керівник галузевого відділення АБУ (м. Донецьк); Гончаренко Д.Ф., доктор технічних наук, профессор, керівник територіального віділення АБУ (м.
ХЇарків); Дорофєєв В.С., доктор технічних наук, профессор, керівник територіального віділення АБУ
(м.Одеса); |
|
|
Захарченко П.В., віце-президент АБУ, професор; |
|
|
Кривошеєв П.І.,віце-президент АБУ, кандидат технічних наук; |
|
|
Онищук Г.І., доктор економічних наук, профессор, головний |
редактор |
науково-виробничого |
видання «Реконструкція житла»; Орленко М.І., кандидат технічних наук;
Савицький М.В., доктор технічних наук, профессор, (м. Дніпропетровськ) Савенко В.І., доктор технічних наук, профессор, керівник галузевого віділення АБУ;
Ситник М.П., доктор технічних наук, профессор, керівник галузевого віділення АБУ.
Відповідальний секретар - Гаркавенко О.В.
Свідоцтво Міністерства Юстиції України про державну реєстрацію друкованого засобу масової інформації КВ № 11162 – 42ПР від 17.04.2006 р.
.
Вітчизняний журнал видається українською та російською мовами, науково-виробничого призначення, спрямований на публікацію матеріалів з проблем економіки, будівельного проектування, науки, а також статей практичного напрямку, що висвітлюють питання поточного періоду на споруджуваних об’єктах, якості підготовки кадрів для будівництва серед інженерно-технічного і наукового персоналу галузі і вищої школи.
3
ПРИОРИТЕТНАЯ ЗАДАЧА – СОЗДАНИЕ НАУЧНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.*
Г.К. Злобин , президент Академии строительства Украины
Сегодня мы, к сожалению, не можем сказать ничего нового ни в области совершенствования управления проектами, ни в методах определения инвестиционной привлекательности новых объектов. У нас отсутствует система информационного обеспечения, отсутствует система накопления соответствующих баз данных. Мы можем при желании только воспользоваться опытом строительства стран с развитой рыночной экономикой, потому что значительно отстаем от них в этих вопросах. А вот использовать их опыт могли бы, если бы… встряхнуть «трясину», затянувшую нашу строительную отрасль. Это так же способствовало бы реализации интеграции в Европу, о которой так много говорится.
Есть масса вопросов требующих неотложного решения, которые давно обоснованы теоретически (и у нас тоже) но практически работают только на Западе. Потому что там при нормальных рыночных отношениях нужны четкость и прозрачность во взаимоотношениях между всеми участниками инвестиционной деятельности. Нужен имидж надежного партнера, чтобы стать участником инвестиционного проекта. Эти вопросы уже серьезно волнуют все страны бывшего Союза.
В сборнике «Ценообразование в строительстве» № 10 за 2010г. опубликована «Концепция интегрирования систем ценообразования государств-участников СНГ и внедрения инновационных методов определения стоимости строительства на всех стадиях инвестиционно-строительного процесса».
Об основных подходах к вопросам ценообразования в ней говорится следующее:
В основу подходов к ценообразованию положены интересы и экономические мотивы сторон, участвующих в инвестиционном процессе, а также характер конъюнктуры конкретного рынка.
Затратный подход рассматривает стоимость строительной продукции с точки зрения подрядчика - исполнителя строительных работ и базируется на прошлых событиях.
Доходный подход - рассматривает стоимость строительной продукции с точки зрения потенциального инвестора или заказчика строительства и основывается на будущих событиях.
Сравнительный подход рассматривает стоимость строительной продукции исходя из фактических договоренностей заказчика и подрядчика о цене строительства объектов аналогичных оцениваемым, т.е. основывается на событиях настоящего времени.
У нас, в Украине, как уже было сказано, реализован затратный подход, построенный на ресурсном методе определения стоимости строительства. При переходе к рыночным отношениям он оказался передовым по многим аспектам. На данный момент он стал уже тормозом в дальнейшем развитии рыночных отношений, так как регламентирует все и вся, и позволяет оправдать фактически любую стоимость строящегося объекта. Но понесенные затраты – это не цена объекта в рыночных условиях. Именно поэтому в указанной Концепции делается упор на развитие доходного и сравнительного подходов в определении цены объекта. А для того, чтобы задействовать эти подходы необходимо создать соответствующие базы данных построенных и строящихся объектов, базы данных объектованалогов, объектов, построенных как в Украине, так и за рубежом, в привязке к соответствующим условиям их строительства в Украине.
А для создания таких баз данных необходимо создать единое информационное пространство, в котором бы все объекты строительства, все ресурсы, используемые при строительстве, идентифицировались по одинаковым принципам. То есть были классифицированы по единой системе классификации. И такая классификация была создана,
4
но должна быть принята Минрегионом Украины, руководящим и законодательным органом
вобласти строительства.
Кроме того, основываясь на той же Концепции, на Западе цена строительного объекта
определяется не только исходя из стадии его строительства, а включает в себя все этапы его жизненного цикла, т.е.:
•Прединвестиционная подготовка и исследования
•Тендер и заключение контракта на проектирование
•Проектирование
•Тендер и заключение контракта на строительство
•Строительство
•Сдача объекта в эксплуатацию и запуск производственных мощностей
•Эксплуатация объекта
•Инновация объекта (расширение, реконструкция и т.п.)
•Утилизация объекта.
Оценка всех этих этапов при проектировании инвестиционных объектов обязательна, особенно для объектов, строящихся за счет бюджетных средств. Казалось бы, и у нас есть так называемые сводные сметы, но что они учитывают? К примеру, стоимость 1м2 жилья практически учитывает только общестроительные работы, без отделки и инженерного обеспечения, т.е. чуть больше половины его реальной стоимости. В связи с действующей у нас системой нормирования и ценообразования возникает много вопросов у инвесторов, особенно иностранных.
Это еще одно поле деятельности для создания нормативных документов и законодательной базы в области строительства, соответствующих Евростандартам.
Не вдаваясь в подробности информационного обеспечения строительства, это тема отдельной специализированной статьи, можно сказать следующее: создание единого информационного пространства строительной отрасли – это огромное поле деятельности для всех участников инвестиционной деятельности в строительстве (инвесторов, заказчиков, проектировщиков, подрядчиков, их ассоциаций), но ответственность и координация всей этой многотрудной работы лежит на соответствующих законодательных и отраслевых исполнительных органах власти.
Информационное обеспечение строительства, с применением информационных технологий - это лишь основа, на которой строится современное управление строительными объектами как на этапе их проектирования, строительства, так и на этапе эксплуатации, ремонта, реконструкции, утилизации.
Сетевые методы управления проектами ( любыми проектами, не только строительными) за более чем полувековой период появления этого метода, стали неотъемлемой частью, практической основой любого управления. У нас же, только самые передовые фирмы, под руководством своих продвинутых руководителей, применяют сетевые методы управления. Именно поэтому западные инвесторы, приходя в Украину, предпочитают назначать на руководство
строительными проектами западные фирмы, которые обогащены соответствующими методологиями управления и своими накопленными базами данных, а также необходимым опытом их использования.
При таких подходах, в ближайшее время для объектов строительства в Украине, даже для наших отечественных инвесторов, потребуется только низкооплачиваемая низкоквалифицированная рабочая сила (так как нет у нас специализированных профтехучилищ, выпускающих высококвалифицированных рабочих различных строительных специальностей), которую будут брать на временную работу с вокзалов.
Впериод спада экономики, застоя в строительстве, с целью сохранения своих коллективов
иих подготовки к работе, в ближайшей перспективе, в условиях жесткой рыночной конкуренции, что неизбежно происходит и происходило во всех странах после
5
экономических спадов, строительные организации, фирмы (и не только строительные, но и проектные, строительные отделы и департаменты заказчиков-инвесторов) должны бы:
•Провести подготовку своих специалистов, обучить их работе с использованием современных методов управления проектами.
• Провести |
экономический, |
технологический, |
организационный |
анализ |
проектирования и строительства объектов различного назначения. |
|
•Перевести, используя современные информационные технологии, имеющиеся архивы проектной и сметной документации в электронный вид, создав тем самым основу для дальнейшего формирования электронных баз данных.
•Использовать эти базы данных для быстрого и целенаправленного поиска проектов (объектов)–аналогов, чтобы в кратчайшие сроки, с минимальными затратами выдавать интересующую инвестора информацию.
•Иметь возможность принимать участие в максимальном количестве тендерных торгов на проектирование и строительство, и выигрывать их. Тем самым показывая инвестору свой высокий уровень готовности к современным методам не только проектирования и строительства, но и успешного управления проектами, с гарантиями сдачи проекта (объекта) в установленные сроки, в пределах
установленного финансирования и с высоким качеством своей продукции.
Эти базы данных - золотой фонд каждой организации, накапливаемый западными фирмами десятилетиями. Только таким образом наши проектные и строительные фирмы смогут создать ту основу, на которой будут успешно конкурировать с западными фирмами, что позволит им получать заказы на проектирование и строительство не только в Украине, но и в ближнем и дальнем зарубежье.
Минрегиону, профессиональным ассоциациям необходимо оказать методическую помощь, а при необходимости создать законодательную основу для того, чтобы наши строительные фирмы, объединения, корпорации, используя единое информационное пространство, созданное общими усилиями всех участников инвестиционного процесса в строительстве, имели возможность выйти на самый высокий уровень профессионального мастерства в управлении строительными проектами.
Именно с этой целью на заседании Президиума Академия строительства Украины 31 мая 2012 г. было рассмотрено сегодняшнее состояние нормативного, методического, организационного и информационного обеспечения строительства и приняты соответствующие рекомендации и решения о создании основы проектирования и управления строительными проектами на базе информационных технологий.
И в заключение хочется сказать следующее.
Ныне имеются все предпосылки, чтобы приступить к реализации Программы «Создания единого информационного пространства строительной отрасли Украины и внедрения новых методов проектирования и управления строительными проектами на базе информационных технологий». Уже наступило время, когда надо начинать действовать, чтобы не оказаться «в хвосте» уходящего поезда.
Все эти проблемные вопросы требуют решений и энергичных действий не только соответствующих руководящих органов государства, но и руководителей организаций, фирм, объединений, корпораций, ассоциаций. Ведь выживание в условиях жесткой конкуренции – это их проблемы.
6
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ГАЗООЧИСТКИ УГОЛЬНЫХ ТЭС ОБЕСПЕЧИВАЮТ ПРОМЫШЛЕННО ОСВОЕННЫЕ МАЛОЗАТРАТНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
В.Н. Долгополов
директор, член-корреспондент, Проблемный институт ресурсо- и энергосберегающих технологий "АкадемРесурсоЭнергоПроект" Академии строительства Украины, Киев
Объемы выбросов одной из украинских ТЭС в сравнении с нормативами
приказа Минэкологии (2008) и директивы ЕС2001/80
SO2 |
NOx |
Пыль |
Наиболее актуальная проблема ТЭС – сокращение выбросов диоксида серы SO2
Размеры эконалогов в Украине за каждую тонну выбросов в 2012 году:
Диоксида серы SO2 = 1330 гривен Оксидов азота NOx = 1330 гривен Мелких частиц (пыль) = 50 гривен
В1979 году подписана международная Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния. Страны-участники приняли обязательства по сокращению промышленных выбросов, в том числе угольными ТЭС.
Приказом Минэкологии Украины (2008) установлены нормативы допустимых выбросов загрязнителей крупных (более 50 МВт) теплосиловых установок – на уровне строгих европейских норм.
В2011 году Украина стала членом Европейского Энергетического Сообщества и обязалась до 2018 года снизить уровни выбросов угольных ТЭС и других объектов
свысокотемпературными процессами (металлургия, цементная промышленность, другие) до жестких европейских требований по основным выбросам: диоксида серы (SO2), оксидов азота (NOx), микронных частиц (PMx).
Ежегодно растущие эконалоги за выбросы достигают половины прибыли энергогенерирующих компаний.
От правильного выбора технологии и оборудования газоочистки зависят: • инвестиционные затраты, которые могут превысить стоимость самого энергоблока;
• эксплуатационные затраты, которые в типовых процессах превышают размер эконалогов;
• объемы отходов газоочистки и отвалов для них.
|
|
|
|
|
|
|
• Эконалог на SO2 для ТЭС |
|
|
Уголь, |
|
Серы |
Выброс |
Сумма |
Украины ≈ 2 млрд. грн в год. |
||
Крупные |
ср/год, |
Марка |
в угле |
SO2, |
налога |
|||
• Для очистки от SO2 им нужно |
||||||||
угольные ТЭС |
тыс.тн |
угля |
S |
пр |
ср/год, |
(2012 г.) |
||
р, |
более 1,5 млн.тонн извести в год. |
|||||||
Украины |
|
|
% |
тыс.тн |
млн.грн. |
|||
|
|
• Цена извести в 2012 году – |
||||||
Кураховская |
2700 |
Г |
|
3,1 |
167 |
223 |
||
|
от 1,5 тыс. грн/тонну СаО. |
|||||||
Луганская |
2000 |
Т |
|
2,7 |
108 |
144 |
||
|
• Энергетика имеет выбор по SO2: |
|||||||
Зуевская |
2500 |
Г |
|
3,1 |
155 |
206 |
||
|
или 2 млрд. грн в год – эконалог, |
|||||||
Запорожская |
2100 |
Г |
|
3,1 |
130 |
173 |
||
|
или 2 млрд. грн в год – на известь. |
|||||||
Криворожская |
1900 |
Т |
|
2,7 |
103 |
136 |
||
|
|
|||||||
Приднепровская |
1800 |
А – Т |
1,7- |
79 |
105 |
Технология DALSICA гарантирует |
||
|
2,7 |
|
снижение выбросов SO2 до жестких |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
Бурштынская |
3200 |
Г |
|
3,1 |
198 |
264 |
||
|
евронорм б е з закупки товарной |
|||||||
Ладыжинская |
1700 |
Г |
|
3,1 |
105 |
140 |
||
|
извести, а также дает возможность |
|||||||
Добротворская |
1000 |
Г |
|
3,1 |
62 |
82 |
||
|
реализации отхода сероочистки |
|||||||
Углегорская |
1700 |
Г |
|
3,1 |
105 |
140 |
||
|
Окупаемость 1-2 года |
|||||||
Змиевская |
2100 |
А – Т |
1,7- |
92 |
123 |
|||
|
||||||||
|
2,7 |
За счет |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||
Трипольская |
1300 |
А |
|
1,7 |
44 |
59 |
||
|
невыгоревшего углерода в золе |
|||||||
Старобешевская |
2200 |
А |
|
1,7 |
75 |
99 |
||
|
|
|||||||
Славянская |
1300 |
А |
|
1,7 |
44 |
59 |
|
|
Всего |
27500 |
|
|
|
1467 |
1953 |
|
© В.Долгополов 1989-2013; патенты: США, Китай, ЕС |
©лиценз. Академресурсоэнергопроект 2003-2013 |
|
|
|
7 |
|
|
|
Иллюстрация типового полусухого процесса очистки газов на угольной ТЭС |
|
|||||
от диоксида серы SO2 |
– начиная от источника типового сырья |
|
||||
|
|
40 кг SO2 |
|
|
|
|
|
Котел |
|
|
|
|
|
|
ТЭС |
|
|
|
|
|
1 тонна |
S + O2 |
|
Золоуловитель |
|
||
угля |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
(2% серы S = |
|
|
|
Узел |
Продукт |
|
= 20 кг серы S) |
|
|
|
сероочистки |
сероочистки |
|
|
|
Воздух |
|
|
Са-S-ОХ |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
(21% О2) |
|
|
|
|
|
|
Гидратор |
≈72 |
кг Са(ОН)2 |
Обычно в отвал |
|
Мельница |
(гасильный |
|||||
Гидроксид |
|
|||||
|
|
аппарат) |
|
|||
|
|
|
Кальция |
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
(сорбент SO2) |
На золоотвал |
||
≈68 кг |
|
|
|
|||
Вода |
|
|
|
|||
Товарной Извести |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
при 80% СаО (2 сорт) |
|
|
|
|
||
Доставка извести специальным влагозащищенным транспортом |
|
|
|
|
|
|
Завод (цех) |
|
|
|
|
|
по производству извести |
|
|
|
|
|
Цена товарной извести |
|
|
|
|
|
|
|
Мельница |
|
|
|
|
|
|
|
Печь |
от 1100 до 1500 грн/тонну, |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
обжига |
зависит от активности (% СаО), |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
качества помола и прочего |
|
|
|
|
|
|
|
Доставка известняка любым транспортом |
||
Карьер Известняка |
|
|
|
Пояснения: |
Товарная фракция |
|
|
|
|
||
|
40-200 мм |
120 грн/тонну |
Фракция (малый спрос) |
|
|
|
10-20 мм – до 50 грн/тонну |
Добыча |
Сортировка |
|
|
|
Отсев сортировки |
Мелкая фракция |
в отвал |
Отсев добычи |
|
0-10-20 мм |
≈ 25% |
|
|
(мелкий отсев) – в отвал |
|
|
|
извлеченного |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
Иллюстрация малозатратного полусухого процесса очистки газов на угольной ТЭС |
|
||||
от диоксида серы SO2 |
– начиная от источника сырья для комплекта DALSICA |
|
|||
|
|
40 кг SO2 |
|
|
|
|
|
Котел |
|
|
|
|
|
ТЭС |
|
|
|
1 тонна |
|
S + O2 |
|
Золоуловитель |
|
|
|
|
|
||
угля |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2% серы S = |
|
|
Типовой |
Продукт |
|
= 20 кг серы |
|
|
|||
|
|
Узел |
сероочистк |
||
S) |
|
|
|
||
|
|
|
Сероочистки |
и |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Са-S-ОХ |
|
1 |
|
|
≈72 кг Са(ОН)2 |
Продукт при |
|
|
|
Гидроксид Кальция |
добавке |
|
|
|
|
|
с добавкой золы |
сорбента |
|
|
1000ºС |
|
как активатора |
|
120-140 |
|
4 |
2 |
очистки |
|
2 |
SO |
|
|||
кг отсева |
вода |
|
На золоотвал |
||
Сорбент |
|
||||
на 40 кг |
|
|
|
|
|
SO2 |
|
5 |
|
|
|
|
3 |
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Состав комплекта DALSICA для получения извести (сорбента): |
|
|||
|
1 - дозирующие бункеры; 2 и 5 - смесители; 3 - гранулятор; |
|
|||
|
4 - печь самообжига (топливом является остаточный углерод золы) |
|
Из двух отходов (зола и отсевы известняка)
комплект DALSICA дает ТЭС дешёвый и качественный сорбент диоксида серы SO2
Доставка отсева известняка любым транспортом
|
|
Мелкий отсев из отвала (спрос отсутствует) |
||
|
|
|
за погрузку 15-25 грн/тонну |
|
|
Доставка известняка любым транспортом |
|||
Карьер Известняка |
Товарная фракция |
|
||
|
|
|||
|
40-200 мм |
120 грн/тонну |
Фракция (малый спрос) |
|
|
|
|
10-20 мм – до 50 грн/тонну |
|
Добыча |
Сортировка |
|
|
|
|
Отсев сортировки |
Мелкая фракция |
в отвал |
|
Отсев добычи |
|
0-10-20 мм |
≈ 25% |
|
(мелкий отсев) – в отвал |
||||
|
||||
|
|
|
извлеченного |
9
Как Работает Система DALSICA: основные процессы
(газификаиця золы ТЭС, генерация газа и тепла, самообжиг, получение активных сорбентов)
Топливо и Сырье:
Зола ТЭС с содержанием невыгоревшего углерода не менее 5-10%. Такая зола имеется на всех ТЭС.
Зола используется в процессе DALSICA в первую очередь как топливо (невыгоревший углерод), и кроме того как активирующий компонент сорбента.
Известняк СаСО3 – доступное сырье. Нужна мелкая фракция размером не более 5-10 мм. Спросом пользуются фракции более 40 мм (40-200мм) для шахтных печей; неиспользуемые запасы мелкой фракции – в отсевах известняковых карьеров и заводов – в Украине десятки миллионов тонн.
Может потребоваться малая добавка (до ≈ 5 %) глинистого материала, чтобы сгранулировать золу.
Подготовительные Операции:
Смешивание компонентов в типовом интенсивном противоточном смесителе, в котором кроме смешивания обеспечивается в дальнейшем доступ газовой фазы к углероду золы.
Гранулирование полученной смеси в грануляторе. На выходе гранулятора – гранулы определенного (для имеющихся компонентов сырья) размера в диапазоне от ≈15 до ≈30 мм.
Тепловые процессы (газификация и обжиг в тепловом агрегате шахтного типа):
При загрузке в шахту гранулы равномерно распределяются по сечению шахты и нагреваются газами, поднимающимися из средней по высоте зоны высоких температур.
Как только температура гранул достигает ≈800-900ºС, начинается декарбонизация частиц известняка СаСО3 (карбонат кальция), введенных в гранулы, – начинается выделение диоксида углерода СО2 и образование извести СаО (оксида кальция), – как и в обычной печи при обжиге известняка на известь:
СаСО3 тв = СаО тв + СО2 газ Выделяющийся газ СО2 реагирует внутри гранул с углеродом С, имеющимся в золе гранул:
СО2 газ + С тв = 2СО газ
В результате образуется СО – оксид углерода – горючий газ, по ряду параметров более эффективный, чем метан СН4 (природный газ). Таким образом, твердый углерод из золы переходит в газообразное состояние (газифицируется); при этом на один объем СО2 образуется двойной объем СО – то есть 2СО (это видно из формулы); за счет увеличения объема газа, СО выделяется из гранул и сгорает при 900-1000ºС в потоке горячего воздуха (в воздухе 21% кислорода О2), нагретого в нижней части шахты охлаждающимися гранулами:
2СО газ + О2 газ = 2СО2 газ + Q |
|
|
|
|
(Q – тепловая энергия) |
||||||||||||||
Основой расчетов процесса и управления им являются общеизвестные данные (ΔНº): |
|||||||||||||||||||
Декарбонизация известняка СаСО3 – поглощает тепло: |
|||||||||||||||||||
СаСО3 = СаО + СО2 |
– 179 кДж/моль (1790 кДж/кг СаСО3 или 3195 кДж/кг СаО) |
||||||||||||||||||
Газификация углерода С углекислым газом СО2 – поглощает тепло: |
|||||||||||||||||||
СО2 + С = 2 СО |
– 162,5 кДж/моль (13500 кДж / кг С) |
||||||||||||||||||
Сгорание оксида углерода СО в кислороде воздуха – выделяет тепло: |
|||||||||||||||||||
2 СО + О2 = 2 СО2 + 2 • 285,8 МДж/2 моля |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 • 22,4 м3 =44,8 м3 • 12,7 МДж/нм3 = 569 МДж |
||
СаСО3 |
= СаО |
+ |
СО2 … … СО2 |
+ С |
= 2 х СО |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
100 кг |
56 кг |
|
44 кг … …44 кг |
12 кг |
2 х 28 кг = 56 кг : 1,25 кг/нм3= 44,8 нм3 |
||||||||||||||
Тепловые эффекты процессов (в привычных величинах): |
|||||||||||||||||||
На декарбонизацию 100 кг СаСО3 |
= – 179 МДж – поглощение теплоты |
||||||||||||||||||
На газификацию 12 кг С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= – 163 МДж – поглощение теплоты |
|||||||
От сжигания образовавшегося СО |
= + 569 МДж – выделение теплоты |
Баланс: 569 – 179 – 163 = +226 МДж (на 100 кг СаСО3 и 12 кг С = 56 кг СаО)
(избыточное тепло)
Таким образом, в одном агрегате идут несколько сопряженных тепловых процессов:
•декарбонизация известняка СаСО3 (выделение СО2 и образование извести СаО),
•газификация углерода С золы углекислым газом СО2 (образование горючего газа СО),
•сгорание этого газа СО в каналах между гранулами при прососе воздуха через слой,
•обжиг гранул (сгорающим газом СО), обеспечивающий декарбонизацию известняка, газификацию углерода, дегидратацию глинистой добавки с определенным ее спеканием.
При отсутствии потерь, 100 кг СаСО3 (≈ 105-110 кг природного известняка) выделяет СО2 для полной газификации 12 кг углерода С – его конверсии в 44,8 нм3 оксида углерода СО; при сгорании этого количества СО выделяется тепло, достаточное для получения 56 кг извести СаО и для газификации 12 кг углерода С, а также значительное количество избыточного тепла, которое можно не сбрасывать, а использовать – в виде теплоносителя и/или в виде горючего газа, состоящего из или содержащего оксид углерода СО.
Вреальном процессе подлежат учету тепловой кпд (≈90%) шахтного агрегата (потери тепла с отходящими газами, с выгружаемым продуктом, через корпус агрегата), фактические температуры процесса, и другие параметры (как задаваемые, так и определяемые свойствами исходных компонентов).
10
Получение активной извести – вяжущего и сорбента
Эндотермичность диссоциации известняка и газификации углерода золы снижают температуру внутри гранул на 100-200ºC (до ≈750-850ºC) по сравнению с температурой сгорания (900-1000ºС) выделяющегося СО в порозных каналах между гранулами. Но за счет конверсии выделяющегося из известняка СО2 в оксид углерода СО, внутри гранулы снижается концентрация СО2 (СО2 препятствует декарбонизации и в типовых процессах вынуждает повышать температуру, что приводит к пережогу и низкой активности извести).
Пониженная концентрация СО2 обеспечивает декарбонизацию известняка СаСО3 и получение качественно обожженной извести СаО несмотря на пониженные температуры обжига. Пониженная температура диссоциации СаСО3 внутри гранул обеспечивает получение высокоактивной извести с нанокристаллической структурой (размер кристаллитов СаО ≈0,1-0,3 мкм = 100-300 нм – показано на фото SEM ниже), в то время как в традиционных процессах обжига известняка размер кристаллитов извести превышает 5- 20 мкм. Пониженная температура полной диссоциации известняка исключает недожог и пережог, и дает в этом процессе качественную известь даже при высоком содержании MgСО3, что расширяет сырьевую базу за счет возможности использования доломитов.
|
|
|
|
В золе всех ТЭС |
ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ: |
||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
остается углерод. |
Декарбонизация известняка: |
||||
|
Зола Известняк |
|
|
получение извести СаО и |
|||||
|
|
|
Система DALSICA |
||||||
|
ТЭС (мелкие |
|
|
газифицирующего газа СО2: |
|||||
|
|
|
газифицирует его, |
||||||
|
отсевы) |
|
|
СаСО3 + Q = СаО + СО2 |
|||||
|
|
|
|
сжигает и генерирует |
Газификация углерода золы: |
||||
|
|
|
|
|
синтез-газ |
Получение горючего газа СО |
|||
|
|
|
|
|
с активацией углерода золы: |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
СО2 + С + Q = 2•СО |
||
|
|
|
|
|
|
|
Сжигание газа СО: |
||
|
|
950-1000ºС |
|
|
|
|
2•СО + О2 = 2•СО2 + Q |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Без Топлива |
|
|
|
|
Результат этих процессов: |
||
|
|
Без Футеровки |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
из 100кг СаСО3 и 60кг золы** |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
= 56 кг извести СаО |
||
|
|
|
|
|
|
|
(≈100кг комплексногосорбента) |
||
|
Смеситель |
|
|
|
|
|
+ избыток энергии от 200 МДж: |
||
|
|
|
|
|
|
|
(теплоноситель или горючий газ) |
||
|
|
|
|
|
|
|
** в ≈60кг золыАШ ≈12кг углерода |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• Готовый сорбент – на очистку газов |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
• Готовое вяжущее в производство газобетона, |
||||
|
Гранулятор |
Газогенератор и Печь |
|
|
кирпича, кладочных растворов, асфальтобетона |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
в одном агрегате |
|
|
Продукт для отгрузки потребителям |
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
(сорбенты, вяжущие, известь, прочие) |
|
|||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Газогенератор-Печь. Высокотемпературный (≈1000ºС) агрегат без футеровки
Процесс самообжига гранул из известняка и золы ТЭС может быть реализован в любой шахтной печи. Шахтный агрегат DALSICA не оснащен огнеупорной футеровкой за счет и с целью создания
температурного градиента возле стенки шахты по ее периметру. Внутренняя стенка шахты подвергается воздействию температур не более 500-700ºС, а в осевой части массы гранул идет их самообжиг при температуре 900-1000ºС. Отсутствие футеровки обеспечивает:
а) долговечность печи: на внутреннюю стенку шахты не воздействуют высокие температуры; б) малый вес, модульная конструкция и мобильность всего теплового агрегата;
в) возможность неоднократных остановов и быстрых запусков агрегата (не требуется разогрев футеровки); это не допускается в обычных печах из-за разрушения футеровки; г) обжиг гранул в пристеночной области шахты до различных температур (целевой продукт).
Поэтому стенка шахты выполнена из тонкого листа термостойкой стали. Внутренние диаметры шахты: 1500, 2200, 2600 мм. Компоновочная высота агрегата – 8…12 м.
В процессе и в результате такого обжига образуются тонкодисперсные высокопористые (Sуд более 30-100+
м2/г) сорбционно активные компоненты, в том числе: ● нанокристаллическая известь, которую невозможно получить в типовых производственных процессах; ● алюмосиликаты (Al-Si-) – типа метакаолина;
● субмикронные алюмосиликаты кальция (Al-Si-Ca); ● активный углерод золы (при неполной газификации).
Самоизмельчение гранул и самодиспергация извести за счет её гашения
Обожженные гранулы подают в смеситель, добавляется вода (вода/известь от 1:3 – для получения сухого/сырого продукта). Вода проникает вовнутрь гранул и частиц извести внутри гранул. Структура мягкообожженной извести (размер кристаллов, пористость) обеспечивает ее гашение не через раствор. При гашении известь увеличивается в объеме в 2,5-3,5 раза и разрывает гранулы (эффект искусственного «дутика»), поэтому продукт обжига (гранула) не требует размола. Помол извести исключается – известь имеет дисперсность, которую невозможно достичь при обычно применяемом помоле (из-за агломерации). Исключается пылеобразование извести при обжиге гранул и при самоизмельчении извести.