Занимательно об энергетике

Чирков Юрий Георгиевич

Энерготехнология

Первобытный человек нашел и принес в пещеру горящую ветку. Это был прообраз длинной цепи источников энергии — даровой машины, дизельного двигателя, ГРЭС. Шли годы: менялись размеры устройств, рост КПД использования топлива, инженерное, конструкторское искусство. Но принцип был все тот же: законсервированная когда-то, миллионы лет назад, в растениях солнечная энергия при сжигании угля, нефти, природного газа превращалась в тепло, а затем в электроэнергию. «Не топить ассигнациями...» — об этом предупреждал еще Менделеев. Сейчас эти слова приобретают буквальный смысл, ибо в условиях энергетического кризиса

на Западе нефть катастрофически дорожает. Ее стоимость за последние несколько лет возросла в пять раз и составила 80—90 долларов за кубический метр.

Нефть — ценнейшее химическое сырье. Из нее вырабатываются бензины, этилен, полиэтилен, ацетилен, метанол и другие незаменимые продукты. Но почему только из нефти? А углы, в частности бурые, канско-ачинские?

Уместно вспомнить недавнее прошлое. Прежде химические продукты получали в основном из угля. В 20— 30-е годы в Германии, Англии, США, СССР проводились обширные научно-исследовательские и опытные работы. Они привели к созданию, в том числе и у нас в стране, промышленности для производства из угля моторных топлив и всевозможных химических продуктов.

Однако после окончания второй мировой войны эти методы были забыты. Пришла Большая Нефть. Во времена нефтяного бума исследования по углю были почти что искоренены, заводы, производящие эрзац-бензины, демонтированы. Но время диктовало свои условия. Еще лет пять назад бесполезно было спрашивать про метод Лурги, про процесс Фишера — Тропша и другую технологию химической переработки угля: все было, казалось, прочно забыто... А в 1977 году в США был объявлен конкурс на создание к 1985 году промышленного предприятия мощностью 15—18 миллионов тонн в год синтетических топлив.

Вот так и оказалось, что угли сейчас — это не только топливо, но и сырье для химии. И очень жаль не только нефть, но и уголь сжигать просто так, безвозвратно расходуя накопленные природой богатства. Эта простая мысль и родила новые технологические подходы к использованию углей КАТЭКа, попытку получить из них одновременно и топливо, и химические продукты.

По-видимому, в будущем наукой будет предложено множество путей для реализации этого заманчивою варианта. Сейчас же наиболее четко определился подход, имя которому — знерготехнология.

Энерготехнологию разрабатывают ученые Энергетического института имени Г. М. Кржижановского под руководством директора этого института члена-корреспондента АН СССР 3. Чуханова.

Энерготехнологический метод комплексной переработки состоит в нагреве до высоких температур угля без доступа воздуха. При этом уголь разделяется на три вида продуктов: газообразные (их можно сжигать либо же использовать для химической переработки), жидкие (смола, бензол — высококачественное котельное топливо и сырье для производства синтетических веществ) и твердые (полукокс, кокс — бездымное, высококалорийное топливо, термоуголь с теплотой сгорания 6200—6400 килокалорий на килограмм, годен для перевозки на дальние расстояния).

В основе технологии, разработанной 3. Чухановым, так называемый скоростной пиролиз. Рядовой сырой уголь в отличие от прежней технологии подается в камеру термического разложения не кусками, а в виде сухой угольной пыли, находящейся во взвешенном состоянии б потоке горячих газов (циклонов). Скорость нагрева частиц угольной массы теперь возросла в тысячи раз. Сам процесс термического разложения (температура порядка 600—1000 градусов) стал высокопроизводительным и рентабельным.

Энерготехнологический

метод облагораживает бурый уголь В исходном сырье много влаги (до 40 процентов), а возить воду за тысячи километров не очень-то выгодно. При высыхании же бурый уголь растрескивается, превращается в порошок, летучую пыль: при транспортировке в вагонах большие потери становятся неизбежными. Естественно поэтому, что получаемый при скоростном пиролизе полукокс более удобен для перевозок на дальние расстояния.

Сейчас на Красноярской ТЭЦ-2 возводится первая промышленная установка ЭТХ-175 для энерготехнологической переработки канско-ачинских углей. Ее производительность — 175 тонн угля в час (1,2 миллиона тонн в год).

Энерготехнологические комбинаты КАТЭКа, строительство которых предусмотрено постановлениями XXV съезда партии, позволят в будущем, по расчетам авторов этого проекта, экономить сотни миллионов тонн нефтепродуктов. Так угольный КАТЭК станет для страны не только четвертой кочегаркой, но и второй Тюменью!

Венерин башмачок

В Красноярье природа, казалось бы, сама пошла навстречу чаяниям человека. Залежи канско-ачинского угля расположены в обжитых местах, да еще вдоль железнодорожной магистрали. Добывай — грузи в вагоны — и в путь: к жаждущим топлива ГРЭС европейской части СССР.

Другой немаловажный плюс — этот уголь собран в мощнейшие пласты, расположенные горизонтально почти у самой поверхности земли. Их можно брать открытым способом. Техника для этого есть, и очень производительная. К примеру, гигантский экскаватор-драглайн ЭШ-100/100, имеющий размах стрелы 100 метров и 100-кубовый объем ковша, способен за минуту переместить 100 кубометров грунта на 200 метров по горизонтали и 80 метров по вертикали.

Вот и возникают заманчивые эпитеты — самый перспективный уголь, самый дешевый... Но это, к сожалению, лишь одна сверкающая, что ли, сторона медали. Увы, как во всяком большом деле, есть и другая, так сказать, негативная.

Когда затевают мероприятие столь внушительных размеров, как КАТЭК, прежде всего необходимо подумать о возможных и, в общем-то, неизбежных во всяком новом деле минусах.

По планам формирование КАТЭКа разбито на два этапа. Строительство энерготехнологических комбинатов начнется где-то после 1990 года, а до этой поры бурый уголь будет использоваться только в качестве топлива на мощных тепловых электростанциях, построенных в непосредственной близости от разрезов.

Но тут могут вступить в действие экологические ограничения.

За сутки мастодонты энергетики вроде Березовской ГРЭС будут пожирать 500 тысяч тонн угля, астрономические объемы кислорода воздуха и извергать колоссальное количество углекислого газа, горы золы (подсчитано, что за десять лет работы ГРЭС на поверхности земли вокруг них может появиться тридцатисантиметровый слой пепла), груды окислов азота и серы (ее в канско-ачинском угле мало, но масштабы переработки угля велики).

И все это в сравнительно небольшом и уже довольно плотно заселенном регионе. Следует добавить тепловое загрязнение сибирских рек, расположенных поблизости. На реке Чулым запланировано строительство ряда водохранилищ. И вот из недр ГРЭС потекут реки горячей (70—90 градусов) воды, и ее будет так много, что никакие тепличные хозяйства или потребности отопления вырастающих здесь городов не смогут ее «поглотить». Горячую воду придется сбрасывать со всеми вытекающими из этого последствиями.