Техника - молодёжи 1965-08, страница 13

Итак, твердое топливо — основная база большой энергетики. А большой химии?

Часто приходится -слышать: природный газ — наиболее экономичное химическое сырье. Это грубая ошибка. Она проистекает из сравнения переработки газа с газификацией твердого топлива. Но разве можно в качестве эталона брать допотопный экстенсивный процесс получения синтез-газа, протекающий с низким энергетическим кпд в громоздких аппаратах?

В действительности же, а это подтверждает и опыт США, по полной стоимости газ и уголь отличаются мало. Конечно, переработка природного газа на химических предприятиях подкупает чистотой производства, отсутствием складов топлива, простотой автоматизации. Но как бы то ни было, природный газ далеко не идеальное химическое сырье! Тот же метан, основной компонент природного газа, химически очень устойчив. Прежде чем начинать органический синтез, газ обычно приходится сжигать до СО и Нг. Стало быть, применяют не сам исходный метан, а синтез-газ (смесь СО и Hs), водород, ацетилен, формальдегид, фенол, аммиак. Но к ним ведут далеко не простые технологические операции! Нелегко получать химическое сырье и из нефти. В то же время при пиролизе твердых топ лив прямо образуются фенол, бензол, нафталин и другие ценнейшие полупродукты. Автору этих строк с сотрудниками удалось показать, что можно вести регулируемый высокоинтенсивный пиролиз бурых и каменных углей, а также торфа и сланцев с повышенным выходом фенола, нафталина, бензола.

Выходит, не только нефть и газ можно назвать надеждой большой химии! Уголь, торф и сланцы тоже. Как же быть? Куда лучше всего направить топливные ресурсы?

Только правильная экономическая оценка (включая транспортные расходы) по полным затратам поможет оптимально распределить виды топлива между химическими и энергетическими потребителями.

В ближайшей перспективе на оба главных потребителя — электростанции и промышленность — придется одинаковая доля в топливном бюджете страны. Совершенно очевидно, какое огромное значение имеет в этих условиях экономия энергетического и химического потенциала топлива. Для мощных электростанций топливо — источник энергии. И только! Конечно, современные котельные агрегаты позволяют достигнуть высокого энергетического

ЧТО ЛУЧШЕ?

ТЭС и ЗАВОДЫ ? предположи*: отпущено иди ЗТК ?

НА ГОД 100 WAH.T ТОПЛИВА. КАК ЕГО ИСПОЛЬЗОВАТЬ?

ПРИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ

ИСПОЛЬЗОВ АНИИ ни ТЭС:

ПРИ ШРГОТЕХНОДОГИЧЕГКОМ

ИСПОЛЬЗОВАНИИ НА ЭТК'-

ГАМ

Зт**т СМОЛЫ

Иг- • спт» .5 3

ВЫБРАСЫВАЮТСЯ _|А <г 1ЛШ НА СВАЛКУ III" 1Эмлн.т /УЛИ

ПРИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НА ЗАВОДАХ

?1Ж^Н0 50«„и.тТ0ПЛИМ ■ Ю ЖН.Г СТРОЙ

М«Т(ПММ*

5*«а ЩМЕН

lis

кпд (90—93%)- А промышленные потребители используют лишь 10—50% потенциальной энергии топлива со средним энергетическим кпд 20—30°/о]. Но при высоком кпд производства пара энергетический потребитель совершенно не интересуется качественным богатством органического состава топлив. И выбрасывает на свалку все минеральные компоненты — примерно 100 млн. т золы ежегодно! А зола эстонских сланцев, например, — готовое сырье для производства цементного клинкера. В золе экибастузских углей около 30%. окиси алюминия. Минеральная часть мазутов Поволжья богата ванадием и никелем. Из золы добываются германий и радиоактивные элементы.

Органическая масса еще многообразнее, особенно в твердых топливах и мазутах, которые при простейшем пиролизе дают ценнейшее химическое сырье и высококалорийный газ. Все это при чисто энергетическом использовании вылетает в трубу. Совершенно очевидно, что столь варварское отношение (к дарам природы далее нетерпимо. Разве не расточительно сжигать фенолы, нафталин, бензол, этилен, формальдегид — важнейшие строительные материалы химии? Но столь же неразумно мириться и с тепловыми отходами промышленных предприятий Нельзя допускать, чтобы бесполезно пропадали температуры 1500—1700°. достигаемые в топках энергетических установок, когда рядом для создания тех же высокотемпературных режимов в металлургии расходуется огромное количество топлива, причем с низким энергетическим кпд. Невозможно спокойно созерцать, как десятки миллионов тонн прокаленной золы и шлаков, почти готовых полуфабрикатов для производства цемента, выбрасываются на свалку, а рядом специально сжигаются миллионы тонн топлива для получения той же минеральной продукции.

Что же делать? Теперешнее технологическое (промышленное) использование потенциального тепла топлив в принципе не может стать более эффективным; низкий энергетический кпд совершенно неизбежен для большинства промышленных процессов. Вот почему так остро стоит проблема — как утилизировать «отходы» тепла? По подсчетам специалистов эти вторичные энергоресурсы эквивалентны десяткам миллионов тонн условного топлива ежегодно.

Но позвольте, спросят меня, разве не устанавливают у нас «котлы-утилизаторы»? Устанавливают. Так разве получаемый с их помощью вторичный пар и энергия не оказываются весьма дешевыми для народного хозяйства? Нет! Ибо оценка энергии по полным затратам в связи с небольшой мощностью котлов и неблагопрйятными условиями их эксплуатации дает совсем другие результаты. Сравнение (по полным затратам) с производством энергии на мощных ТЭС однозначно доказывает неэкономичность существующих утилизаторов. Тем не менее идея комплексного использования топлив, безусловно, прогрессивна. Правильное развитие этого принципа приводит нас к идее энерготехнологии.

Я вижу в недалеком будущем электростанции, превращенные в энерготехнологические комбинаты. Мощные промышленные установки по производству металлов, цемента, химической продукции, технического сырья, технологического газа в комбинации с мощными топками ТЭС приведут к экономии топлива и ликвидируют недостатки маломощных утилизационных установок. Это создаст качественно новые условия для высокоэффективного использования топлив. Новая организация производства позволит полностью употребить в дело органическую и минеральную части топлива, с высоким энергетическим кпд расходовать тепло, а также реализовать неиспользованные возможности высокотемпературных процессов.

Энергометаллургические процессы в высокотемпературном факеле с доводкой металла в жидком расплаве открывают заманчивые перспективы. В производстве чугуна и стали в 2—3 раза сократится расход топлива, упростится технологический процесс, металлургия перейдет на дешевые топлива, упразднив за ненадобностью трудоемкое и сложное производство кокса. Энергоклинкерные схемы на основе золы резко удешевят производство цемента и других стройматериалов.

Энергохимические комбинаты на мазутах, твердых топливах и природном газе уже в семидесятых годах должны занять ведущее место в энергетике и одновременно в химической промышленности. Энергогазохимические комбинаты будут лишены основного изъяна теперешней энергетики. Подвергаясь перед сжиганием направленному высокоинтенсивному пиролизу, топливо не проото сгорает. Термическое деструктивное разложение превращает органиче-