СОВМЕСТНОЕ СЖИГАНИЕ КАНСКО-АЧИНСКИХ УГЛЕЙ И ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ

Кузнецов Б. Н., Щипко М. Л., Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярск, Россия

Совместное сжигание биомассы и угля — один из наиболее эффективных методов снижения выбросов диоксида углерода в процессе получения электроэнергии. При этом также уменьшаются капитальные затраты на создание установок, использующих биотопливо, и повышается эффективность его использования.

В данной работе представлены результаты исследования процесса сжигания смеси отсевов (мелкодисперсного) бурого угля и древесных отходов в стационарном псевдоожиженном слое, состоящем из частиц материала, каталитически активного в реакциях окисления.

Эксперименты с различными видами топлива проводили преимущественно на стендовой установке с внутренним сечением основного аппарата 0,22 × 0,22 м. Некоторые режимы апробировали на опытно-промышленном котле мощностью 8 МВт.

Характеристики исследованного смешанного топлива представлены в табл. 1.

Характеристика		Величина
		Состав топлива*
		У	Г	Б	90 % У, 10 % Г	80 % У, 20 % Г	80 % У, 20% Б
Влажность, %		17,0	12,3	42,2	16,5	16,0	22,0
Зольность, %		7,2	2,5	0,7	6,8	6,3	5,9
Низшая теплота сгорания, МДж/кг		20,0	20,0	11,4	20,0	20,0	18,2
Элементный состав (daf), %	C	70,9	62,2	58,1	70,0	69,2	68,3
	H	4,9	5,9	5,7	5,0	5,1	5,1
	N	0,8	0,1	0,1	0,7	0,7	0,7
	S	0,2	0,5	0,0	0,2	0,3	0,2
	O	23,2	31,3	36,1	24,0	24,8	25,8

* У — бурый уголь, Г — гидролизный лигнин, Б — березовые опилки.

Бурый уголь брали из системы пылеподготовки Красноярской ТЭЦ-2, гидролизный лигнин — из отвалов Красноярского БХЗ, березовые опилки — с Красноярского ЦБК. Перед подачей в топку производили смешение/измельчение угля и биомассы. Тестовые эксперименты на лабораторном стенде показали, что сжигание смешанного топлива при равной производительности снижает выделение вредных компонентов на 10–20 % (табл. 2).

Выделение вредных компонентов при сжигании исследованного топлива

Компонент	Содержание в сухих дымовых газах при нормальных условиях, мг/м3
	Состав топлива
	У	80 % У, 20 % Г	80 % У, 20% Б
SO₂	56	63	50
NO_х	220	185	170

Высокое содержание соединений кальция в минеральной части бурого угля (около 40 мас. %)
приводит к связыванию оксидов серы, содержащейся как в самом угле, так и в гидролизном лигнине. Сокращение оксидов азота, по-видимому, обусловлено перераспределением кислорода воздуха между разными компонентами топлива.

Совместное сжигание бурого канско-ачинского угля и древесных отходов позволяет также регулировать свойства золы (табл. 3).

Характеристика	Состав топлива
Характеристика	У	80 % У, 20 % Г	80 % У, 20% Б
Компонент золы	Содержание, %
SiO₂	54,6	57,8	55,5
Al₂O₃	5,7	6,3	5,9
CaO	25,6	19,1	22,1
MgO	4,1	3,7	4,5
MnO	0,1	0,2	0,1
FeO	8,2	9,6	9,1
Плавкость золы	Температура, °С
Начало деформации	1 240	1 190	1 180
Размягчение	1 280	1 215	1 220
Жидкоплавкое состояние	1 300	1 245	1 260

Kyznetsov B. N., Shchipko M. L., Institute of Chemistry and Chemical Technology, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russia

The paper demonstrates that the Kansk-Achinsk lignite and wood waste co-firing reduces the emissions of NO_x и SO₂, and enables the control of ash fusibility.

Кузнецов Борис Николаевич, д-р хим. наук, проф., первый зам. директора, Институт химии и химической технологии СО РАН, ул. К. Маркса, 42, Красноярск, 660049, Россия. Тел. (3912) 49-48-94, факс (3912) 43-93-42. E-mail₁, e-mail₂
Щипко Максим Леонидович, д-р техн. наук, гл. науч. сотр., Институт химии и химической технологии СО РАН, ул. К. Маркса, 42, Красноярск, 660049, Россия. Тел. (3912) 44-91-20. E-mail