Топливо из угля

Газификация каменного угля водяным паром

Второе важное направление — газификация каменного угля водяным паром в синтез-газ в реакторе с погружным теплооб­менником и с последующим метанированием. При этом тепло, произведенное в атомном реакторе, гелием передают во вторич­ный циркуляционный контур (температура гелия меняется от 900 до 200 °С, так как при принятой температуре гелия на выходе из реактора 950 °С в настоящее время необходим температурный перепад не менее чем в 50 °С с вторичным контуром). Газифика­цию углей ведут при 4 МПа в интервале 900—770 °С; интервал 770—200 °С используют в паросиловой установке. В уже упомя­нутом исследовании соответствующую модельную установку обоз­начили А32. Она характеризуется следующими показателями:  

Тепловая мощность реактора, МВт

3 000

Электрическая мощность (брутто), МВт

1 015

Отпуск электроэнергии, МВт

815

Производительность по каменному углю, т/ч

215

Производство   газа   (метан   и высшие углеводороды) для передачи в сеть (Qв = 40 436 кДж/м3), млрд. м3/год

1,24

Производство  побочных  продуктов   (масло и  смола), т/ч

47,5


Для этого случая потребные капиталовложения оценивают в 1807 млн. ма­рок   ФРГ   или,   включая   проценты   на   вложенный   в   строительство   капитал, 2093 млн. марок. Стоимость сырья, находяще­гося в переработке, примерно такая же, как указывалось выше; цена 1 т каменного угля 98 марок ФРГ, или 14 марок за 4,2 • 106 кДж. При   одинаково   низких  отчислениях   на   платежи по нетоварным операциям оказывается, в соответствии с рис. 195 (стр. 499) и рис. 197, что в основном варианте затраты на производство синтетического метана составляют 28 марок ФРГ за 2,2-106 кДж.

 Зависимость затрат па производ­ство синтетического метана гидрогазификацией бурого угля от цены угля при различных па­нах на отпускаемую электроэнергию

Рис. 196. Зависимость затрат па производ­ство синтетического метана гидрогазификацией бурого угля от цены угля при различных па­нах на отпускаемую электроэнергию (ФРГ, 1973—1974 гг.) [19]. Цифры на прямых—цена I кВт • ч, пфенинги ФРГ.

 

Зависимость затрат на производство син­тетического метана газификацией каменного угля водяным паром от цены угля при различных ценах на отпускаемую электроэнергию

Рис. 197. Зависимость затрат на производство син­тетического метана газификацией каменного угля водяным паром от цены угля при различных ценах на отпускаемую электроэнергию (ФРГ, 1973—1974 гг.) [19]. Цифры на кривых —цена I кВт • ч, пфенинги ФРГ.

 

При цене каменного угля в настоящее время (франко-завод) 20,70 марок ФРГ за 4,2-106  кДж затраты   на   метан,  согласно   рис.   197,   повысились   бы   до   34 марок,   т. е.   до величины, значительно более низкой, чем приводимые в табл. 65; затраты на производство метана из каменного угля составили 54 марки ФРГ за 4,2-106 кДж. При этом следует обратить внимание, что в настоящее время можно ожи­дать значительно более высоких капиталовложений в атомный реактор и уста­новку газификации, особенно из-за применения хромо-никелевых сталей для газогенератора. Кроме того, приняты очень низкие платежи по нетоварным опе­рациям. С другой стороны, при гидрогазификации бурого угля на типовой уста­новке А32, предназначенной для газификации каменного угля, образуется зна­чительный избыток вырабатываемой электроэнергии для передачи во внешнюю сеть. Поэтому цена 1 кВт-ч электроэнергии влияет на затраты на производство метана. Если бы приняли цену 5 пфеннигов ФРГ, как при расчете расходов на угле- и нефтехимические процессы, то расходы на метан и при более высокой цене на каменный уголь снизились бы, в соответствии с рис. 197, до 26 марок ФРГ за 4,2-106 кДж.

Способ газификации каменного угля водяным паром может представить интерес не только для производства синтетического метана для дальнего газоснабжения, но и для получения синтез-газа для химической переработки, так как в этом случае образу­ется первичный синтез-газ и отпадает последующая ступень метанирования. Напротив, для этой цели была бы менее пригодна гид­рогазификация бурого угля в сочетании с атомным реактором, так как по этой технологии первоначально образуется метан, который затем следует конвертировать в синтез-газ (это и без того необхо­димо делать для покрытия потребности в водороде для гидрогени­зации). Возможности производства синтез-газа и метана из угля пополняются новыми опытно-конструкторскими работами по эф­фективному использованию тепла, выделяющегося в атомных ре­акторах. Эти разработки оправдывают дальнейшее изучение эко­номики процесса.