Газификация топлива и ее основные отходы
Газификация твердого топлива – это процесс преобразования углеродсодержащей части твердого топлива в газообразное состояние с образованием генераторного газа. Он удобнее, чем твердое топливо, для энергетического сжигания, как котлах различного назначения, так и в различных двигателях. Основное преимущество технологии газификации топлива с точки зрения охраны природы – более низкий уровень вредного воздействия на окружающую среду.
При газификации твердого топлива (угля и сланцев) кроме минеральных (неорганической части сырья) и угольно-минеральных отходов формируется значительное количество вязких отходов, которые содержат органические массы. Это фусы, гудроны и некоторые другие. В основном они не используются и попадают в отвалы.
Фусы формируются при обволакивании смолой, имеющейся в парогазовой смеси, пылевых частиц (угольная, сланцевая, торфяная пыль) при термической газификации твердого сырья в камерах коксования или газогенераторах. При относительно невысоких температурах фусы застывают в виде хрупкого материала. Поскольку угольная пыль или компоненты пылевидных сланцев (или торфа) частично растворяются, разделение фусов на составные компоненты представляет сложную для практики проблему.
Утилизация фусов
К главным направлениям утилизации фусов относят их частичный возврат в газогенераторы для повторной дополнительной переработки вместе с исходным топливом, добавление фусов, так же для повторной переработки, в шихту для коксования, сжигание их в смеси с твердым топливом на ТЭЦ, извлечение из фусов содержащихся в них смол.
В большинстве случаев, перед утилизацией производят окомкование фусов в смеси с исходными компонентами сырья и другими видами промышленных отходов. Так они приобретают консистенцию, более благоприятную как для сгорания, так и для основных химических реакций.
Утилизация смол и гудронов
В установках очистки генераторных газов на газогенераторных станциях, перерабатывающих бурый уголь и торф, образуется большое количество сильно загрязненных и обводненных смол.
В процессе взаимодействия смолистых отходов получения коксового газа с серной кислотой при производстве сульфата аммония образуется кислый гудрон.
Выход этого продукта определяется степенью очистки газа и долей смол в составе надсмольных вод.
Смолистые отходы с выраженной кислой реакцией в виде густых темных масс образуются также в процессе очистки сырого бензола или продуктов его разделения на фракции от сернистых и непредельных углеводородов с использованием концентрированной серной кислоты методом ректификации на коксохимических и сланцеперерабатывающих производствах.
При дальнейшей ректификации из бензола могут выделяться отдельные продукты сульфирования в форме кубовых остатков.
Утилизация гудронов осуществляется по нескольким направлениям. Их используют как добавки (после нейтрализации) в шихту для газификации, как сырье для вяжущих материалов (битумов), получения сернистого газа с последующей переработкой его в серную кислоту.
Кубовые остатки после ректификации сырого бензола можно использовать как один из компонентов дорожных гудронов, для производства сажи и стирольно-инденовых смол.
Переработка таких сажевых отходов также возможна разными способами, в том числе в качестве одного из компонентов котельных топлив и в целях повторной газификации. В этом случае полученную из пульпы сажу направляют вновь в газогенераторы, и там она в качестве дополнительного сырья вновь подвергается газификации. Пульпу при этом перемешивают с жидким топливом, затем подвергают декантации для очистки от лишней воды и подают уже непосредственно в газогенератор.
Минусом этого технологического процесса является загрязнение сажей фильтров и выходных отверстий газогенераторов. В этой связи более целесообразно смешение сажевой пульпы с четвертью по объему мазута и газификация водно-саже-мазутной смеси в специальных газогенераторах с воздушным дутьем.
