Алматы 2014 Докладчик: академик, д-р техн. наук, профессор Нуркеев Самат Сагиевич

1. Уголь в казахстанской электроэнергетике: текущее состояние и перспективы развития. 2. Характеристика ТЭЦ РК. 3. Объемы золошлаковых материалов (ЗШМ) на ТЭС Казахстана. 4. Основные направления использования ЗШМ. 5. Анализ развития технологии ЗШМ в РК. 6. Барьеры развития угольной энергетики в Казахстане. 7. Выводы и рекомендации.

Угольная промышленность Казахстана является одной из наиболее крупных отраслей экономики страны. По запасам углей Казахстан входит в десятку стран-лидеров, уступая лишь Китаю, США, России, Австралии, Индии, ЮАР, Украине. Рисунок 1 - Мировые запасы угля, млрд. тонн Рисунок 2 - Размещение балансовых запасов угля Республики Казахстан по регионам Государственным балансом учтены запасы по 49 месторождениям и составляют 33,6 млрд. тонн, в том числе каменных – 21,5 млрд.тонн, бурых углей – 12,1 млрд. тонн. Большая часть месторождений угля сосредоточена в Центральном (Карагандинский и Экибастузский угольные бассейны, а также месторождение Шубарколь) и Северном Казахстане (Тургайский угольный бассейн).

Сегодня угольная отрасль республики обеспечивает выработку в Казахстане 80% электроэнергии. В республике по добыче угля работают 33 угольных компании – недропользователей, крупнейшие из которых ТОО «Богатырь Комир», разрезы «Восточный» и АО «Шубарколь Комир» Евразийской энергетической корпорации, Угольный департамент АО «Арселор Миттал Темиртау», Угольный департамент «Борлы» корпорации «Казахмыс». В настоящее время основными угольными бассейнами Казахстана являются: Карагандинский угольный бассейн. Экибастузский угольный бассейн. Шубаркольский угольное месторождение. Каражиринское угольное месторождение. Тепловые электростанции являются крупнейшими потребителями энергетических углей, поставки экибастузского угля для теплоэлектростанций Казахстана увеличатся к годам до млн. тонн с 22,5 млн. тонн в 2000 году.

около 1 млрд. т 20 млн. т/год 2 млн. т/год накоплено годовой выход переработка и использование Объемы золошлаковых материалов (ЗШМ) на ТЭС Казахстана Основная цель: угольные ТЭС – без золоотвалов Способы достижения: Внесение изменений в законы и нормативные акты РК (зола – минеральное сырье; ЗШМ – строительный материал); Использовать цемент и бетон, содержащий ЗШМ; Использование ЗШМ при строительстве дорог; Развитие малого и среднего бизнеса в сфере утилизации ЗШМ (наиболее эффективно в случае признания ЗШО не отходами, а ЗШМ или ППСУ); Внедрение существующих и разработка новых технологий для использования ЗШМ.

Основные направления использования ЗШМ (ППСУ) Производство строительных материалов (цемента, заполнителей – зольного и аглопоритового гравия, глиноземного керамзита, соло силикатного кирпича, бетона, стеновых материалов - золокерама) Производство строительных материалов нового поколения (пористо- искусственной древесины, серных нано композиционных материалов) Производство ферросилиция, редких и редкоземельных металлов Для изоляции различных отходов и закладочного материала для выработанного горного пространство В сельском хозяйстве Тушение пожаров Производство глинозема Производство коагулянтов и сорбентов для водоподготовки и очистки сточных вод

В Республике Казахстан производство электрической энергии осуществляется на 14 мощных ТЭС, где сжигается в основном экибастузский угли. Дальнейшее развитие теплоэнергетики Казахстана базируется на сжигании экибастузских углей. Недавно Сенат Парламента РК ратифицировал межправительственное соглашение между Казахстаном и Республики Кореей «О строительстве и эксплуатации Балхашской тепловой электрической станций». Ввод в эксплуатацию первого блока первого модуля (660 мегаватт) запланирован на октябрь 2017 года, а всего первого модуля (1 320 мегаватт) – на апрель 2018 года. Принятый Закон очень важен с точки зрения энергетической безопасности Республики Казахстан, так как строительство электростанции создает резерв необходимой энергетической мощности в южном Казахстане. Угли экибастузского бассейна запасы, которого составляет более 11 млрд. тонн содержит до 50 % и более золы, только при работе двух Экибастузских ГРЭС ежегодно выбрасывается более 15 млн. тонн золы, а при вводе в эксплуатацию Балхашской ТЭС будет выбрасываться около 2 млн. тонн. В золе экибастузских углей содержится SiO 2 (~50%) и Al 2 O 3 (~30%). При этом она состоит из химически стойких компонентов в виде муллита и кварца. Такая зола высокоабразивна, что приводит к сильному абразивному износу поверхностей нагрева котла. Эта зола высокодисперсная, кроме того она еще высокоомна, отсюда неэффективность работы электрофильтров. Следствием всего этого является загрязнение атмосферы неуловленной силикозоопасной золой. Из-за недостатка связывающих компонентов в золе не образуется твердая корка на золоотвалах и они пылят на ветру, вторично загрязняя окружающую среду уже уловленной золой. В то же время минеральная часть топлива содержит такие ценные компоненты как алюминий, железо и другие металлы, а также редкоземельные, редкие и рассеянные элементы на добычу которых, доставку и измельчение в металлургической промышленности, затрачивается много средств. В Казахском Национальном Техническом Университете имени К.И.Сатпаева в течение ряда лет разрабатываются научные основы и технологии комплексной переработки алюминийсодержащих золошлаков экибастузских углей, которые могут быть источником обеспечения народного хозяйства солями алюминия, глиноземом, ферросилицием, редкими металлами и другими продуктами. Проведенные нами исследования по созданию научных основ и технологии щелочных и кислотных способов позволили предложить новые технические решения и способы комплексной переработки бесщелочного алюминийсодержащего сырья. Экономическая эффективность этих способов была определена сравнением существующих или ранее применяемых технологии. При этом были использованы результаты исследовательских работ и опытно-заводских испытаний, а так же фактические данные работы предприятий цветной металлургии и химической промышленности.

Рисунок 3 – Принципиальная технологическая схема комплексной переработки минеральной части энергетических углей

Рисунок 4 – Энерготехнологическая схема получения сульфата алюминия и глинозема из него шлаков и золы низкотемпературного сжигания экибастузских углей

11 Барьеры развития угольной энергетики в Казахстане угольной энергетики Угольная генерация: - доля в производстве энергии – 80%; -количество выбросов отрасли – более 250 млн.тонн. В золоотвалах накоплено более 1 млрд. тонн ЗШМ. Низкий уровень утилизации ЗШМ – барьер на пути функционирования и развития угольной генерации в Казахстане! В Казахстане ежегодный выход золошлаковых материалов при сжигании углей составляет около 20 млн.т. Ежегодно утилизируется и используется не более 10% (2 млн.т) выхода ЗШО. В Германии и Дании в производстве стройматериалов используется до 100% годового выхода ЗШМ. В Германии в настоящее время запрещено иметь золошлакоотвалы. В США, Великобритании, Польше, Китае используется 50-70% годового выхода ЗШМ. Изменение в законодательстве Индии привело к повышению объемов утилизации золы с 30% от годового выхода до 53%, что составляет около 70 млн.т/год.

1. Необходимо создание целостного комплекса правовых и нормативных документов прямого действия и его постоянное совершенствование на основе государственного финансирования системных исследований по проблеме обращения с золошлаками ТЭС. 2. Формулирование государственной политики, стимулирующей максимальную переработку золошлаков взамен природного сырья с целью повышения экономической устойчивости и экологической безопасности государства в целом. 3. Активное взаимодействие с международными и национальными ассоциациями стран мирового сообщества по проблеме обращения с золошлаками. 4. Разработка эффективной стратегии развития угольной генерации Казахстана на базе современных «чистых» угольных технологий и энерготехнологических комплексов с учетом возможного наращивания потенциала совместного взаимодействия со странами СНГ и Мирового сообщества в сфере ТЭК. 5. Реализация пилотных проектов современных «чистых» угольных технологий в рамках частно-государственного партнерства с последующим их тиражированием на ТЭС Казахстана. 6. Подготовка квалифицированных специалистов по проблеме обращения с золошлаками.

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ! 13