Предварительная калькуляция затрат на синтез-газ как промежуточный продукт позволяет сравнивать затраты на производство и экономически оценивать различные способы газификации и применение разнообразного сырья. Однако при этом имеются различные затруднения, что усложняет расчеты и делает их неточными.
По этой причине предлагается объединять, по крайней мере, газификацию и подготовку или очистку газа, причем за основу оценки синтез-газа целесообразно принять содержание в нем оксида углерода и водорода. Для более точного суждения следует классифицировать синтез-газ по типам в зависимости от последующих синтезов: для синтеза аммиака, для оксосинтеза, синтеза метанола и т. д., так как при этом показатели синтез-газа будут иметь большое значение (отношение СО : Н2, степень чистоты, требуемое давление). В случае предварительной калькуляции применительно к объединенной установке, точность абсолютных данных все же сохранится.
В качестве примера для одного из способов газификации угля в табл. 63 приведена предварительная калькуляция получения синтез-газа, обогащенного водородом, с соотношением Н2 : СО = 2,05 : 1 (оно необходимо, например, для некоторых вариантов синтеза Фишера — Тропша или синтеза метанола). В основе лежит газификация пылевидного угля по способу Koppers — Totzek. Производительность очень большой установил должна соответствовать последующей переработке газа синтезом Фишера — Тропша годовой мощностью 1,5 млн. т первичных продуктов С3 и выше. Установка по переработке угля включает газогенератор с котлом-утилизатором, установку разделения воздуха для получения кислорода, компрессор синтез-газа на 3 МПа, стадию подготовки газа с отмывкой по способу Rectisol, установку конверсии СО, различные газгольдеры, системы распределения энергии и производства пара, соединительные трубопроводы, стадию обработки шлама и золы, факельное хозяйство, общее снабжение охлаждающей водой, подготовку воды для питания котлов и установку с печами Клауса.
Таблица 63. Предварительная калькуляция производства синтез-газа газификацией угольной пыли (ФРГ, 1975 г.) на установках производительностью 1,35-106 мЗ сырого газа в час (1,17 -106 мЗ смеси СО + Н2 в час; отношение Н2 : СО = 2,05 : 1)
При газификации каменноугольной пыли общие капиталовложения 1120 млн. марок ФРГ (120 марок на 1000 м смеси СО + Н2 в год,- из них капиталовложения в установку 970 млн. марок (104 марки на 1000 м смеси СО + Н2 в год), а оборотные средства 150 млн. марок 16 марок на 1000 м3 смеси СО + Н2 в год).
При газификации буроугольной пыли соответственно: (180 млн. марок (126 марок в год), 1030 млн. марок (ПО марок в год) и 150 млн. марок (16 марок в год)
Статьи затрат | Газификация каменноугольной пыли QH=29330 кДж/кг | Газификация буроугольной пыли (QH = 8388 кДж'кг) | ||
расход на 1000 м3 смеси СО + Н2 | сумма, марки ФРГ | расход на 1000 м смесн СО + Н2 | сумма, марки ФРГ | |
Каменный уголь (145 марок за 1 т) | 0,847 т (21,8-106 кДж) | 123 | — | — |
Бурый уголь (17 марок за 1 т) |
|
| 3,1 т (26.106 кДж) | 53 |
Вспомогательные материалы |
| 1 |
| 1 |
Вода для процесса (1 марка за 1 м3) | 2,7 м3 | 3 | 2,8 м3 | 3 |
Зарплата производственного персонала | 32 чел. в смену по 40 тыс. марок на 1 чел. в год | 1 | 36 чел. в смену по 40 тыс. марок на 1 чел. в год | 1 |
Зарплата управленческого персонала и общезаводские расходы (100% зарплаты производственного персонала) |
| 1 |
| 1 |
Отчисления |
|
|
|
|
от капиталовложений | — | 25 | — | 26 |
в установку (24%) от оборотных средств (16%) |
| 3 |
| 3 |
Затраты на производство | — | 157 | — | 88 |
Производство и очистка синтез-газа и получение кислорода объединены в одну систему. Для большинства компрессоров в качестве двигателей предусмотрены паровые турбины, использующие отработанный водяной пар от производства газа, поэтому требуется относительно небольшое количество дополнительной электроэнергии (производство ее также включено в установку). При объединении с установкой Фишера — Тропша имелась бы дополнительная возможность располагать значительным производством отработанного водяного пара, поэтому фактически пришлось бы рассматривать другие выкладки по энергосистеме.
Сырой газ содержит 86,8% (об.) СО + Н2, а очищенный синтез-газ имеет следующий состав (% об.):
СО2 | 1,0 |
СО | 32,0 |
Н2 | 65,7 |
N2 + Ar | 1,2 |
СН4 | 0,1 |
При низшей теплоте сгорания очищенного газа Qн = 1114,5 кДж/м3 к. п. д. (с учетом всех технологических и вспомогательных установок и получения сжатого и очищенного газа) при газификации каменных углей составляет 45%, а при газификации бурых 43%. К. п. д. непосредственно газификации значительно больше.
В случае газификации каменного угля затраты на производство на 75% определяются стоимостью угля; остальное приходится преимущественно на долю платежей по нетоварным операциям. При использовании бурого угля сырьевая составляющая себестоимости из-за низкой стоимости этого угля снижается до 60%.
Большая производительность установки благоприятствует снижению капиталовложений и расходов на рабочую силу, поэтому затраты на производство 1 м3 смеси СО + Н2 при ее выработке из каменного угля составляют 15,7 пфеннигов ФРГ, а из бурого угля они меньше — 9 пфеннигов — и ненамного отличаются от затрат на производство синтез-газа, который получали бы на основе нефтехимического сырья. Однако следует ожидать, что при выработке только 100 тыс. м3 сырого газа в час затраты на производство 1 м3 смеси СО + Н2 на основе каменного угля возрастут до 20 пфеннигов.