 
        
        bnpe
.pdf| 
 | 1 | 
| Випуск 1(13) | Науково - виробничий | 
| 2013 | журнал | 
БУДІВНИЦТВО
НАУКА. ПРОЕКТИ. ЕКОНОМІКА
Київ 2013
| 
 | 2 | 
 | 
| Науково - виробничий | 
 | 
 | 
| журнал | 
 | 
 | 
| 
 | Засновник | |
| 
 | Академія будівництва України | |
| ВИПУСК 1(13) | 2013 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
| 
 | Видається науково-технічним центром АБУ | |
Редакційна Рада:
Злобін Г.К., Президент Академії будівництва, професор;
Члени редакційної ради:
Адріанов В.П., віце-президент АБУ, головний редактор журналу «Промислове будівництво та
інженерні споруди»; Антонюк П.Д., віце-президент АБУ, ”, голова Ради асоціації «Українське об’єднання проектних
організацій»; Барзилович Д.В., керівник галузевого відділення АБУ;
Беркута А.В., , віце-президент АБУ, кандидат економічних наук;
Биков О.В., доктор технічних наук, керівник галузевого відділення АБУ (м. Донецьк); Гончаренко Д.Ф., доктор технічних наук, профессор, керівник територіального віділення АБУ (м.
ХЇарків); Дорофєєв В.С., доктор технічних наук, профессор, керівник територіального віділення АБУ
| (м.Одеса); | 
 | 
 | 
| Захарченко П.В., віце-президент АБУ, професор; | 
 | 
 | 
| Кривошеєв П.І.,віце-президент АБУ, кандидат технічних наук; | 
 | 
 | 
| Онищук Г.І., доктор економічних наук, профессор, головний | редактор | науково-виробничого | 
видання «Реконструкція житла»; Орленко М.І., кандидат технічних наук;
Савицький М.В., доктор технічних наук, профессор, (м. Дніпропетровськ) Савенко В.І., доктор технічних наук, профессор, керівник галузевого віділення АБУ;
Ситник М.П., доктор технічних наук, профессор, керівник галузевого віділення АБУ.
Відповідальний секретар - Гаркавенко О.В.
Свідоцтво Міністерства Юстиції України про державну реєстрацію друкованого засобу масової інформації КВ № 11162 – 42ПР від 17.04.2006 р.
.
Вітчизняний журнал видається українською та російською мовами, науково-виробничого призначення, спрямований на публікацію матеріалів з проблем економіки, будівельного проектування, науки, а також статей практичного напрямку, що висвітлюють питання поточного періоду на споруджуваних об’єктах, якості підготовки кадрів для будівництва серед інженерно-технічного і наукового персоналу галузі і вищої школи.
3
ПРИОРИТЕТНАЯ ЗАДАЧА – СОЗДАНИЕ НАУЧНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.*
Г.К. Злобин , президент Академии строительства Украины
Сегодня мы, к сожалению, не можем сказать ничего нового ни в области совершенствования управления проектами, ни в методах определения инвестиционной привлекательности новых объектов. У нас отсутствует система информационного обеспечения, отсутствует система накопления соответствующих баз данных. Мы можем при желании только воспользоваться опытом строительства стран с развитой рыночной экономикой, потому что значительно отстаем от них в этих вопросах. А вот использовать их опыт могли бы, если бы… встряхнуть «трясину», затянувшую нашу строительную отрасль. Это так же способствовало бы реализации интеграции в Европу, о которой так много говорится.
Есть масса вопросов требующих неотложного решения, которые давно обоснованы теоретически (и у нас тоже) но практически работают только на Западе. Потому что там при нормальных рыночных отношениях нужны четкость и прозрачность во взаимоотношениях между всеми участниками инвестиционной деятельности. Нужен имидж надежного партнера, чтобы стать участником инвестиционного проекта. Эти вопросы уже серьезно волнуют все страны бывшего Союза.
В сборнике «Ценообразование в строительстве» № 10 за 2010г. опубликована «Концепция интегрирования систем ценообразования государств-участников СНГ и внедрения инновационных методов определения стоимости строительства на всех стадиях инвестиционно-строительного процесса».
Об основных подходах к вопросам ценообразования в ней говорится следующее:
В основу подходов к ценообразованию положены интересы и экономические мотивы сторон, участвующих в инвестиционном процессе, а также характер конъюнктуры конкретного рынка.
Затратный подход рассматривает стоимость строительной продукции с точки зрения подрядчика - исполнителя строительных работ и базируется на прошлых событиях.
Доходный подход - рассматривает стоимость строительной продукции с точки зрения потенциального инвестора или заказчика строительства и основывается на будущих событиях.
Сравнительный подход рассматривает стоимость строительной продукции исходя из фактических договоренностей заказчика и подрядчика о цене строительства объектов аналогичных оцениваемым, т.е. основывается на событиях настоящего времени.
У нас, в Украине, как уже было сказано, реализован затратный подход, построенный на ресурсном методе определения стоимости строительства. При переходе к рыночным отношениям он оказался передовым по многим аспектам. На данный момент он стал уже тормозом в дальнейшем развитии рыночных отношений, так как регламентирует все и вся, и позволяет оправдать фактически любую стоимость строящегося объекта. Но понесенные затраты – это не цена объекта в рыночных условиях. Именно поэтому в указанной Концепции делается упор на развитие доходного и сравнительного подходов в определении цены объекта. А для того, чтобы задействовать эти подходы необходимо создать соответствующие базы данных построенных и строящихся объектов, базы данных объектованалогов, объектов, построенных как в Украине, так и за рубежом, в привязке к соответствующим условиям их строительства в Украине.
А для создания таких баз данных необходимо создать единое информационное пространство, в котором бы все объекты строительства, все ресурсы, используемые при строительстве, идентифицировались по одинаковым принципам. То есть были классифицированы по единой системе классификации. И такая классификация была создана,
4
но должна быть принята Минрегионом Украины, руководящим и законодательным органом
вобласти строительства.
Кроме того, основываясь на той же Концепции, на Западе цена строительного объекта
определяется не только исходя из стадии его строительства, а включает в себя все этапы его жизненного цикла, т.е.:
•Прединвестиционная подготовка и исследования
•Тендер и заключение контракта на проектирование
•Проектирование
•Тендер и заключение контракта на строительство
•Строительство
•Сдача объекта в эксплуатацию и запуск производственных мощностей
•Эксплуатация объекта
•Инновация объекта (расширение, реконструкция и т.п.)
•Утилизация объекта.
Оценка всех этих этапов при проектировании инвестиционных объектов обязательна, особенно для объектов, строящихся за счет бюджетных средств. Казалось бы, и у нас есть так называемые сводные сметы, но что они учитывают? К примеру, стоимость 1м2 жилья практически учитывает только общестроительные работы, без отделки и инженерного обеспечения, т.е. чуть больше половины его реальной стоимости. В связи с действующей у нас системой нормирования и ценообразования возникает много вопросов у инвесторов, особенно иностранных.
Это еще одно поле деятельности для создания нормативных документов и законодательной базы в области строительства, соответствующих Евростандартам.
Не вдаваясь в подробности информационного обеспечения строительства, это тема отдельной специализированной статьи, можно сказать следующее: создание единого информационного пространства строительной отрасли – это огромное поле деятельности для всех участников инвестиционной деятельности в строительстве (инвесторов, заказчиков, проектировщиков, подрядчиков, их ассоциаций), но ответственность и координация всей этой многотрудной работы лежит на соответствующих законодательных и отраслевых исполнительных органах власти.
Информационное обеспечение строительства, с применением информационных технологий - это лишь основа, на которой строится современное управление строительными объектами как на этапе их проектирования, строительства, так и на этапе эксплуатации, ремонта, реконструкции, утилизации.
Сетевые методы управления проектами ( любыми проектами, не только строительными) за более чем полувековой период появления этого метода, стали неотъемлемой частью, практической основой любого управления. У нас же, только самые передовые фирмы, под руководством своих продвинутых руководителей, применяют сетевые методы управления. Именно поэтому западные инвесторы, приходя в Украину, предпочитают назначать на руководство
строительными проектами западные фирмы, которые обогащены соответствующими методологиями управления и своими накопленными базами данных, а также необходимым опытом их использования.
При таких подходах, в ближайшее время для объектов строительства в Украине, даже для наших отечественных инвесторов, потребуется только низкооплачиваемая низкоквалифицированная рабочая сила (так как нет у нас специализированных профтехучилищ, выпускающих высококвалифицированных рабочих различных строительных специальностей), которую будут брать на временную работу с вокзалов.
Впериод спада экономики, застоя в строительстве, с целью сохранения своих коллективов
иих подготовки к работе, в ближайшей перспективе, в условиях жесткой рыночной конкуренции, что неизбежно происходит и происходило во всех странах после
5
экономических спадов, строительные организации, фирмы (и не только строительные, но и проектные, строительные отделы и департаменты заказчиков-инвесторов) должны бы:
•Провести подготовку своих специалистов, обучить их работе с использованием современных методов управления проектами.
| • Провести | экономический, | технологический, | организационный | анализ | 
| проектирования и строительства объектов различного назначения. | 
 | |||
•Перевести, используя современные информационные технологии, имеющиеся архивы проектной и сметной документации в электронный вид, создав тем самым основу для дальнейшего формирования электронных баз данных.
•Использовать эти базы данных для быстрого и целенаправленного поиска проектов (объектов)–аналогов, чтобы в кратчайшие сроки, с минимальными затратами выдавать интересующую инвестора информацию.
•Иметь возможность принимать участие в максимальном количестве тендерных торгов на проектирование и строительство, и выигрывать их. Тем самым показывая инвестору свой высокий уровень готовности к современным методам не только проектирования и строительства, но и успешного управления проектами, с гарантиями сдачи проекта (объекта) в установленные сроки, в пределах
установленного финансирования и с высоким качеством своей продукции.
Эти базы данных - золотой фонд каждой организации, накапливаемый западными фирмами десятилетиями. Только таким образом наши проектные и строительные фирмы смогут создать ту основу, на которой будут успешно конкурировать с западными фирмами, что позволит им получать заказы на проектирование и строительство не только в Украине, но и в ближнем и дальнем зарубежье.
Минрегиону, профессиональным ассоциациям необходимо оказать методическую помощь, а при необходимости создать законодательную основу для того, чтобы наши строительные фирмы, объединения, корпорации, используя единое информационное пространство, созданное общими усилиями всех участников инвестиционного процесса в строительстве, имели возможность выйти на самый высокий уровень профессионального мастерства в управлении строительными проектами.
Именно с этой целью на заседании Президиума Академия строительства Украины 31 мая 2012 г. было рассмотрено сегодняшнее состояние нормативного, методического, организационного и информационного обеспечения строительства и приняты соответствующие рекомендации и решения о создании основы проектирования и управления строительными проектами на базе информационных технологий.
И в заключение хочется сказать следующее.
Ныне имеются все предпосылки, чтобы приступить к реализации Программы «Создания единого информационного пространства строительной отрасли Украины и внедрения новых методов проектирования и управления строительными проектами на базе информационных технологий». Уже наступило время, когда надо начинать действовать, чтобы не оказаться «в хвосте» уходящего поезда.
Все эти проблемные вопросы требуют решений и энергичных действий не только соответствующих руководящих органов государства, но и руководителей организаций, фирм, объединений, корпораций, ассоциаций. Ведь выживание в условиях жесткой конкуренции – это их проблемы.
 
6
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ГАЗООЧИСТКИ УГОЛЬНЫХ ТЭС ОБЕСПЕЧИВАЮТ ПРОМЫШЛЕННО ОСВОЕННЫЕ МАЛОЗАТРАТНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
В.Н. Долгополов
директор, член-корреспондент, Проблемный институт ресурсо- и энергосберегающих технологий "АкадемРесурсоЭнергоПроект" Академии строительства Украины, Киев
Объемы выбросов одной из украинских ТЭС в сравнении с нормативами
приказа Минэкологии (2008) и директивы ЕС2001/80
| SO2 | NOx | Пыль | 
Наиболее актуальная проблема ТЭС – сокращение выбросов диоксида серы SO2
Размеры эконалогов в Украине за каждую тонну выбросов в 2012 году:
Диоксида серы SO2 = 1330 гривен Оксидов азота NOx = 1330 гривен Мелких частиц (пыль) = 50 гривен
В1979 году подписана международная Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния. Страны-участники приняли обязательства по сокращению промышленных выбросов, в том числе угольными ТЭС.
Приказом Минэкологии Украины (2008) установлены нормативы допустимых выбросов загрязнителей крупных (более 50 МВт) теплосиловых установок – на уровне строгих европейских норм.
В2011 году Украина стала членом Европейского Энергетического Сообщества и обязалась до 2018 года снизить уровни выбросов угольных ТЭС и других объектов
свысокотемпературными процессами (металлургия, цементная промышленность, другие) до жестких европейских требований по основным выбросам: диоксида серы (SO2), оксидов азота (NOx), микронных частиц (PMx).
Ежегодно растущие эконалоги за выбросы достигают половины прибыли энергогенерирующих компаний.
От правильного выбора технологии и оборудования газоочистки зависят: • инвестиционные затраты, которые могут превысить стоимость самого энергоблока;
• эксплуатационные затраты, которые в типовых процессах превышают размер эконалогов;
• объемы отходов газоочистки и отвалов для них.
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | • Эконалог на SO2 для ТЭС | |
| 
 | Уголь, | 
 | Серы | Выброс | Сумма | Украины ≈ 2 млрд. грн в год. | ||
| Крупные | ср/год, | Марка | в угле | SO2, | налога | |||
| • Для очистки от SO2 им нужно | ||||||||
| угольные ТЭС | тыс.тн | угля | S | пр | ср/год, | (2012 г.) | ||
| р, | более 1,5 млн.тонн извести в год. | |||||||
| Украины | 
 | 
 | % | тыс.тн | млн.грн. | |||
| 
 | 
 | • Цена извести в 2012 году – | ||||||
| Кураховская | 2700 | Г | 
 | 3,1 | 167 | 223 | ||
| 
 | от 1,5 тыс. грн/тонну СаО. | |||||||
| Луганская | 2000 | Т | 
 | 2,7 | 108 | 144 | ||
| 
 | • Энергетика имеет выбор по SO2: | |||||||
| Зуевская | 2500 | Г | 
 | 3,1 | 155 | 206 | ||
| 
 | или 2 млрд. грн в год – эконалог, | |||||||
| Запорожская | 2100 | Г | 
 | 3,1 | 130 | 173 | ||
| 
 | или 2 млрд. грн в год – на известь. | |||||||
| Криворожская | 1900 | Т | 
 | 2,7 | 103 | 136 | ||
| 
 | 
 | |||||||
| Приднепровская | 1800 | А – Т | 1,7- | 79 | 105 | Технология DALSICA гарантирует | ||
| 
 | 2,7 | 
 | снижение выбросов SO2 до жестких | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| Бурштынская | 3200 | Г | 
 | 3,1 | 198 | 264 | ||
| 
 | евронорм б е з закупки товарной | |||||||
| Ладыжинская | 1700 | Г | 
 | 3,1 | 105 | 140 | ||
| 
 | извести, а также дает возможность | |||||||
| Добротворская | 1000 | Г | 
 | 3,1 | 62 | 82 | ||
| 
 | реализации отхода сероочистки | |||||||
| Углегорская | 1700 | Г | 
 | 3,1 | 105 | 140 | ||
| 
 | Окупаемость 1-2 года | |||||||
| Змиевская | 2100 | А – Т | 1,7- | 92 | 123 | |||
| 
 | ||||||||
| 
 | 2,7 | За счет | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| Трипольская | 1300 | А | 
 | 1,7 | 44 | 59 | ||
| 
 | невыгоревшего углерода в золе | |||||||
| Старобешевская | 2200 | А | 
 | 1,7 | 75 | 99 | ||
| 
 | 
 | |||||||
| Славянская | 1300 | А | 
 | 1,7 | 44 | 59 | 
 | |
| Всего | 27500 | 
 | 
 | 
 | 1467 | 1953 | 
 | |
| © В.Долгополов 1989-2013; патенты: США, Китай, ЕС | ©лиценз. Академресурсоэнергопроект 2003-2013 | 
 
| 
 | 
 | 
 | 7 | 
 | 
 | |
| Иллюстрация типового полусухого процесса очистки газов на угольной ТЭС | 
 | |||||
| от диоксида серы SO2 | – начиная от источника типового сырья | 
 | ||||
| 
 | 
 | 40 кг SO2 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | Котел | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | ТЭС | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 1 тонна | S + O2 | 
 | Золоуловитель | 
 | ||
| угля | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| (2% серы S = | 
 | 
 | 
 | Узел | Продукт | |
| = 20 кг серы S) | 
 | 
 | 
 | сероочистки | сероочистки | |
| 
 | 
 | Воздух | 
 | 
 | Са-S-ОХ | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | (21% О2) | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | Гидратор | ≈72 | кг Са(ОН)2 | Обычно в отвал | |
| Мельница | (гасильный | |||||
| Гидроксид | 
 | |||||
| 
 | 
 | аппарат) | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | Кальция | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | (сорбент SO2) | На золоотвал | ||
| ≈68 кг | 
 | 
 | 
 | |||
| Вода | 
 | 
 | 
 | |||
| Товарной Извести | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| при 80% СаО (2 сорт) | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| Доставка извести специальным влагозащищенным транспортом | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Завод (цех) | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | по производству извести | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Цена товарной извести | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | Мельница | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | Печь | от 1100 до 1500 грн/тонну, | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | обжига | зависит от активности (% СаО), | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | качества помола и прочего | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | Доставка известняка любым транспортом | ||
| Карьер Известняка | 
 | 
 | |
| Пояснения: | Товарная фракция | 
 | |
| 
 | 
 | ||
| 
 | 40-200 мм | 120 грн/тонну | Фракция (малый спрос) | 
| 
 | 
 | 
 | 10-20 мм – до 50 грн/тонну | 
| Добыча | Сортировка | 
 | 
 | 
| 
 | Отсев сортировки | Мелкая фракция | в отвал | 
| Отсев добычи | 
 | 0-10-20 мм | ≈ 25% | 
| 
 | 
 | (мелкий отсев) – в отвал | |
| 
 | 
 | извлеченного | |
| 
 | 
 | 
 | |
 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 8 | 
 | 
| Иллюстрация малозатратного полусухого процесса очистки газов на угольной ТЭС | 
 | ||||
| от диоксида серы SO2 | – начиная от источника сырья для комплекта DALSICA | 
 | |||
| 
 | 
 | 40 кг SO2 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | Котел | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | ТЭС | 
 | 
 | 
 | 
| 1 тонна | 
 | S + O2 | 
 | Золоуловитель | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| угля | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| (2% серы S = | 
 | 
 | Типовой | Продукт | |
| = 20 кг серы | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | Узел | сероочистк | ||
| S) | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | Сероочистки | и | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Са-S-ОХ | 
| 
 | 1 | 
 | 
 | ≈72 кг Са(ОН)2 | Продукт при | 
| 
 | 
 | 
 | Гидроксид Кальция | добавке | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | с добавкой золы | сорбента | 
| 
 | 
 | 1000ºС | 
 | как активатора | 
 | 
| 120-140 | 
 | 4 | 2 | очистки | 
 | 
| 2 | SO | 
 | |||
| кг отсева | вода | 
 | На золоотвал | ||
| Сорбент | 
 | ||||
| на 40 кг | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| SO2 | 
 | 5 | 
 | 
 | |
| 
 | 3 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | Состав комплекта DALSICA для получения извести (сорбента): | 
 | |||
| 
 | 1 - дозирующие бункеры; 2 и 5 - смесители; 3 - гранулятор; | 
 | |||
| 
 | 4 - печь самообжига (топливом является остаточный углерод золы) | 
 | |||
Из двух отходов (зола и отсевы известняка)
комплект DALSICA дает ТЭС дешёвый и качественный сорбент диоксида серы SO2
Доставка отсева известняка любым транспортом
| 
 | 
 | Мелкий отсев из отвала (спрос отсутствует) | ||
| 
 | 
 | 
 | за погрузку 15-25 грн/тонну | |
| 
 | Доставка известняка любым транспортом | |||
| Карьер Известняка | Товарная фракция | 
 | ||
| 
 | 
 | |||
| 
 | 40-200 мм | 120 грн/тонну | Фракция (малый спрос) | |
| 
 | 
 | 
 | 10-20 мм – до 50 грн/тонну | |
| Добыча | Сортировка | 
 | 
 | |
| 
 | Отсев сортировки | Мелкая фракция | в отвал | |
| Отсев добычи | 
 | 0-10-20 мм | ≈ 25% | |
| (мелкий отсев) – в отвал | ||||
| 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | извлеченного | |
 
9
Как Работает Система DALSICA: основные процессы
(газификаиця золы ТЭС, генерация газа и тепла, самообжиг, получение активных сорбентов)
Топливо и Сырье:
Зола ТЭС с содержанием невыгоревшего углерода не менее 5-10%. Такая зола имеется на всех ТЭС.
Зола используется в процессе DALSICA в первую очередь как топливо (невыгоревший углерод), и кроме того как активирующий компонент сорбента.
Известняк СаСО3 – доступное сырье. Нужна мелкая фракция размером не более 5-10 мм. Спросом пользуются фракции более 40 мм (40-200мм) для шахтных печей; неиспользуемые запасы мелкой фракции – в отсевах известняковых карьеров и заводов – в Украине десятки миллионов тонн.
Может потребоваться малая добавка (до ≈ 5 %) глинистого материала, чтобы сгранулировать золу.
Подготовительные Операции:
Смешивание компонентов в типовом интенсивном противоточном смесителе, в котором кроме смешивания обеспечивается в дальнейшем доступ газовой фазы к углероду золы.
Гранулирование полученной смеси в грануляторе. На выходе гранулятора – гранулы определенного (для имеющихся компонентов сырья) размера в диапазоне от ≈15 до ≈30 мм.
Тепловые процессы (газификация и обжиг в тепловом агрегате шахтного типа):
При загрузке в шахту гранулы равномерно распределяются по сечению шахты и нагреваются газами, поднимающимися из средней по высоте зоны высоких температур.
Как только температура гранул достигает ≈800-900ºС, начинается декарбонизация частиц известняка СаСО3 (карбонат кальция), введенных в гранулы, – начинается выделение диоксида углерода СО2 и образование извести СаО (оксида кальция), – как и в обычной печи при обжиге известняка на известь:
СаСО3 тв = СаО тв + СО2 газ Выделяющийся газ СО2 реагирует внутри гранул с углеродом С, имеющимся в золе гранул:
СО2 газ + С тв = 2СО газ
В результате образуется СО – оксид углерода – горючий газ, по ряду параметров более эффективный, чем метан СН4 (природный газ). Таким образом, твердый углерод из золы переходит в газообразное состояние (газифицируется); при этом на один объем СО2 образуется двойной объем СО – то есть 2СО (это видно из формулы); за счет увеличения объема газа, СО выделяется из гранул и сгорает при 900-1000ºС в потоке горячего воздуха (в воздухе 21% кислорода О2), нагретого в нижней части шахты охлаждающимися гранулами:
| 2СО газ + О2 газ = 2СО2 газ + Q | 
 | 
 | 
 | 
 | (Q – тепловая энергия) | ||||||||||||||
| Основой расчетов процесса и управления им являются общеизвестные данные (ΔНº): | |||||||||||||||||||
| Декарбонизация известняка СаСО3 – поглощает тепло: | |||||||||||||||||||
| СаСО3 = СаО + СО2 | – 179 кДж/моль (1790 кДж/кг СаСО3 или 3195 кДж/кг СаО) | ||||||||||||||||||
| Газификация углерода С углекислым газом СО2 – поглощает тепло: | |||||||||||||||||||
| СО2 + С = 2 СО | – 162,5 кДж/моль (13500 кДж / кг С) | ||||||||||||||||||
| Сгорание оксида углерода СО в кислороде воздуха – выделяет тепло: | |||||||||||||||||||
| 2 СО + О2 = 2 СО2 + 2 • 285,8 МДж/2 моля | 
 | ||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2 • 22,4 м3 =44,8 м3 • 12,7 МДж/нм3 = 569 МДж | ||
| СаСО3 | = СаО | + | СО2 … … СО2 | + С | = 2 х СО | ||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 100 кг | 56 кг | 
 | 44 кг … …44 кг | 12 кг | 2 х 28 кг = 56 кг : 1,25 кг/нм3= 44,8 нм3 | ||||||||||||||
| Тепловые эффекты процессов (в привычных величинах): | |||||||||||||||||||
| На декарбонизацию 100 кг СаСО3 | = – 179 МДж – поглощение теплоты | ||||||||||||||||||
| На газификацию 12 кг С | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | = – 163 МДж – поглощение теплоты | |||||||
| От сжигания образовавшегося СО | = + 569 МДж – выделение теплоты | ||||||||||||||||||
Баланс: 569 – 179 – 163 = +226 МДж (на 100 кг СаСО3 и 12 кг С = 56 кг СаО)
(избыточное тепло)
Таким образом, в одном агрегате идут несколько сопряженных тепловых процессов:
•декарбонизация известняка СаСО3 (выделение СО2 и образование извести СаО),
•газификация углерода С золы углекислым газом СО2 (образование горючего газа СО),
•сгорание этого газа СО в каналах между гранулами при прососе воздуха через слой,
•обжиг гранул (сгорающим газом СО), обеспечивающий декарбонизацию известняка, газификацию углерода, дегидратацию глинистой добавки с определенным ее спеканием.
При отсутствии потерь, 100 кг СаСО3 (≈ 105-110 кг природного известняка) выделяет СО2 для полной газификации 12 кг углерода С – его конверсии в 44,8 нм3 оксида углерода СО; при сгорании этого количества СО выделяется тепло, достаточное для получения 56 кг извести СаО и для газификации 12 кг углерода С, а также значительное количество избыточного тепла, которое можно не сбрасывать, а использовать – в виде теплоносителя и/или в виде горючего газа, состоящего из или содержащего оксид углерода СО.
Вреальном процессе подлежат учету тепловой кпд (≈90%) шахтного агрегата (потери тепла с отходящими газами, с выгружаемым продуктом, через корпус агрегата), фактические температуры процесса, и другие параметры (как задаваемые, так и определяемые свойствами исходных компонентов).
 
10
Получение активной извести – вяжущего и сорбента
Эндотермичность диссоциации известняка и газификации углерода золы снижают температуру внутри гранул на 100-200ºC (до ≈750-850ºC) по сравнению с температурой сгорания (900-1000ºС) выделяющегося СО в порозных каналах между гранулами. Но за счет конверсии выделяющегося из известняка СО2 в оксид углерода СО, внутри гранулы снижается концентрация СО2 (СО2 препятствует декарбонизации и в типовых процессах вынуждает повышать температуру, что приводит к пережогу и низкой активности извести).
Пониженная концентрация СО2 обеспечивает декарбонизацию известняка СаСО3 и получение качественно обожженной извести СаО несмотря на пониженные температуры обжига. Пониженная температура диссоциации СаСО3 внутри гранул обеспечивает получение высокоактивной извести с нанокристаллической структурой (размер кристаллитов СаО ≈0,1-0,3 мкм = 100-300 нм – показано на фото SEM ниже), в то время как в традиционных процессах обжига известняка размер кристаллитов извести превышает 5- 20 мкм. Пониженная температура полной диссоциации известняка исключает недожог и пережог, и дает в этом процессе качественную известь даже при высоком содержании MgСО3, что расширяет сырьевую базу за счет возможности использования доломитов.
| 
 | 
 | 
 | 
 | В золе всех ТЭС | ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ: | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | остается углерод. | Декарбонизация известняка: | ||||
| 
 | Зола Известняк | 
 | 
 | получение извести СаО и | |||||
| 
 | 
 | 
 | Система DALSICA | ||||||
| 
 | ТЭС (мелкие | 
 | 
 | газифицирующего газа СО2: | |||||
| 
 | 
 | 
 | газифицирует его, | ||||||
| 
 | отсевы) | 
 | 
 | СаСО3 + Q = СаО + СО2 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | сжигает и генерирует | Газификация углерода золы: | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | синтез-газ | Получение горючего газа СО | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | с активацией углерода золы: | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | СО2 + С + Q = 2•СО | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Сжигание газа СО: | ||
| 
 | 
 | 950-1000ºС | 
 | 
 | 
 | 
 | 2•СО + О2 = 2•СО2 + Q | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | Без Топлива | 
 | 
 | 
 | 
 | Результат этих процессов: | ||
| 
 | 
 | Без Футеровки | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | из 100кг СаСО3 и 60кг золы** | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | = 56 кг извести СаО | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | (≈100кг комплексногосорбента) | ||
| 
 | Смеситель | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | + избыток энергии от 200 МДж: | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | (теплоноситель или горючий газ) | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ** в ≈60кг золыАШ ≈12кг углерода | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | • Готовый сорбент – на очистку газов | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | • Готовое вяжущее в производство газобетона, | ||||
| 
 | Гранулятор | Газогенератор и Печь | 
 | 
 | кирпича, кладочных растворов, асфальтобетона | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| в одном агрегате | 
 | 
 | Продукт для отгрузки потребителям | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | (сорбенты, вяжущие, известь, прочие) | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
Газогенератор-Печь. Высокотемпературный (≈1000ºС) агрегат без футеровки
Процесс самообжига гранул из известняка и золы ТЭС может быть реализован в любой шахтной печи. Шахтный агрегат DALSICA не оснащен огнеупорной футеровкой за счет и с целью создания
температурного градиента возле стенки шахты по ее периметру. Внутренняя стенка шахты подвергается воздействию температур не более 500-700ºС, а в осевой части массы гранул идет их самообжиг при температуре 900-1000ºС. Отсутствие футеровки обеспечивает:
а) долговечность печи: на внутреннюю стенку шахты не воздействуют высокие температуры; б) малый вес, модульная конструкция и мобильность всего теплового агрегата;
в) возможность неоднократных остановов и быстрых запусков агрегата (не требуется разогрев футеровки); это не допускается в обычных печах из-за разрушения футеровки; г) обжиг гранул в пристеночной области шахты до различных температур (целевой продукт).
Поэтому стенка шахты выполнена из тонкого листа термостойкой стали. Внутренние диаметры шахты: 1500, 2200, 2600 мм. Компоновочная высота агрегата – 8…12 м.
В процессе и в результате такого обжига образуются тонкодисперсные высокопористые (Sуд более 30-100+
м2/г) сорбционно активные компоненты, в том числе: ● нанокристаллическая известь, которую невозможно получить в типовых производственных процессах; ● алюмосиликаты (Al-Si-) – типа метакаолина;
● субмикронные алюмосиликаты кальция (Al-Si-Ca); ● активный углерод золы (при неполной газификации).
Самоизмельчение гранул и самодиспергация извести за счет её гашения
Обожженные гранулы подают в смеситель, добавляется вода (вода/известь от 1:3 – для получения сухого/сырого продукта). Вода проникает вовнутрь гранул и частиц извести внутри гранул. Структура мягкообожженной извести (размер кристаллов, пористость) обеспечивает ее гашение не через раствор. При гашении известь увеличивается в объеме в 2,5-3,5 раза и разрывает гранулы (эффект искусственного «дутика»), поэтому продукт обжига (гранула) не требует размола. Помол извести исключается – известь имеет дисперсность, которую невозможно достичь при обычно применяемом помоле (из-за агломерации). Исключается пылеобразование извести при обжиге гранул и при самоизмельчении извести.
