suspensje

TECHNOLOGIA ODZYSKU KONCENTRATÓW WĘGLOWYCH Z ODPADÓW KOPALŃ WĘGLA KAMIENNEGO I ICH WYKORZYSTANIE DO PRODUKCJI SUSPENSJI WĘGLOWYCH

 

Głównym celem praktycznym projektu badawczego jest opracowanie technologii wytwarzania suspensji węglowo-wodnych (w skrócie sww), jako zamiennika dla gazu ziemnego, olejów opałowych i tradycyjnych paliw stałych, stosowanych głównie w ciepłownictwie
oraz przemyśle. W kopalniach węgla kamiennego w wyniku mechanicznego wydobycia, transportu i procesów przeróbczych urobku (kruszenie, przesiewanie, itp.) dochodzi do powstania znacznych ilości pyłu węglowego i minerałów, które w kontakcie z wodą tworzą kłopotliwe zawiesiny i są znane pod nazwą mułów węglowych oraz zawiesin wodno-mułowych.

Dotychczas przeprowadzone analizy nad suspensją węglowo-wodną niezbicie dowodzą, iż przynosi ona korzyści ekologiczne (zmniejszając emisję agresywnych produktów spalania węgla do środowiska, w szczególności NOx, CO, CO2, WWA, pyłu) oraz ekonomiczne (efektywna oszczędność wynikająca z kosztu zakupu jednostki energetycznej w stosunku do tradycyjnych paliw węglowodorowych wynosi 30%). Z tego względu w wielu krajach, które dysponują dużymi zasobami węgla i/lub energetyką opartą o spalanie importowanych paliw kopalnych, przeprowadzane są liczne prace badawcze nad opracowaniem technologii jej wytwarzania.

Społeczeństwo i gospodarka stoją przed koniecznością weryfikacji dotychczasowych rozwiązań surowców energetycznych, produkcji energii elektrycznej i ciepła systemowego. Aktualnie stosowane rozwiązania nie gwarantują w stopniu dostatecznym ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, ponadto są drogie i nie zapewniają uzyskania nieodzownych efektów ekonomicznych. W kraju dysponujemy i wykorzystujemy w dużych ilościach węgiel kamienny i brunatny. Są to paliwa najtańsze, ale emitujące do atmosfery największe ilość zanieczyszczeń. Znaczącym rozwiązaniem tych problemów jest opanowanie i udostępnienie innowacyjnego paliwa w postaci suspensji węglowo-wodnej. Uzasadnienie zapotrzebowania na wytwarzanie i stosowanie suspensji węglowo-wodnych, jako paliwa wynika głównie z:

  • możliwości obniżenia emisji gazów cieplarnianych i toksycznych dla środowiska, w porównaniu do olejów ciężkich i tradycyjnych paliw węglowych;
  • konieczności zmniejszenia zużycia paliw płynnych;
  • możliwości obniżenia kosztów spalania paliw płynnych;
  • zagospodarowania silnie zawodnionych węgli i odpadów;
  • podwyższenia sprawności procesów spalania;
  • potrzeb technologicznych np. przygotowanie wsadu do zgazowanie i pirolizy węgla oraz paliw alternatywnych.

Społeczeństwo i gospodarka stoją przed koniecznością weryfikacji dotychczasowych rozwiązań surowców energetycznych, produkcji energii elektrycznej i ciepła systemowego. Aktualnie stosowane rozwiązania nie gwarantują w stopniu dostatecznym ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, ponadto są drogie i nie zapewniają uzyskania nieodzownych efektów ekonomicznych. W kraju dysponujemy i wykorzystujemy w dużych ilościach węgiel kamienny i brunatny. Są to paliwa najtańsze, ale emitujące do atmosfery największe ilość zanieczyszczeń. Znaczącym rozwiązaniem tych problemów jest opanowanie i udostępnienie innowacyjnego paliwa w postaci suspensji węglowo-wodnej.

Uzasadnienie zapotrzebowania na wytwarzanie i stosowanie suspensji węglowo-wodnych, jako paliwa wynika głównie z:

  • możliwości obniżenia emisji gazów cieplarnianych i toksycznych dla środowiska, w porównaniu do olejów ciężkich i tradycyjnych paliw węglowych;
  • konieczności zmniejszenia zużycia paliw płynnych;
  • możliwości obniżenia kosztów spalania paliw płynnych;
  • zagospodarowania silnie zawodnionych węgli i odpadów;
  • podwyższenia sprawności procesów spalania;
  • potrzeb technologicznych np. przygotowanie wsadu do zgazowanie i pirolizy węgla oraz paliw alternatywnych.

Kaloryczność suspensji węglowo-wodnych wynosi około 21 MJ/kg. Dlatego koniecznym jest spalanie blisko 1,95 tony suspensji, aby wytworzyć równorzędną energię w porównaniu do mazutu,
z uwzględnieniem kosztów ekonomicznych i ekologicznych. Jedna tona mazutu kosztuje obecnie około 2000 zł, natomiast zakładany koszt jednostkowy sprzedaży suspensji wyniesie około 610 zł/t. Oznacza to, że osiągnięcie tej samej wartości energetycznej poprzez zakup 1,95 tony suspensji będzie kosztować 1190 zł, co wiąże się z obniżeniem kosztów paliwa na poziomie 40%.
Dla odbiorcy końcowego będzie to równoznaczne z oszczędnościami w wysokości 810 zł na jednej tonie obecnie spalanego mazutu. Aktualne zapotrzebowanie jednej ciepłowni w regionie wynosi
1,5 tony mazutu w ciągu godziny, w jednym roku zapotrzebowanie to wynosi około 3500 ton mazutu o kaloryczności 41 MJ/kg. Dla odbiorcy końcowego oznacza to redukcję kosztów paliwa w wysokości 2 835 000 zł rocznie. Odbiorca końcowy będzie miał wybór, albo zakupić gotową instalację
do produkcji suspensji o wartości około 5 mln zł i wytwarzać suspensję na potrzeby własne – zwrot kosztów takiej inwestycji wyniesie niecałe dwa lata; lub zakupić produkt w postaci gotowego paliwa, powstałego z suspensji, w takiej ilości jaka będzie mu potrzebna.

Istotą proponowanej technologii jest zastąpienie dotychczasowych rozwiązań produkcji suspensji węglowo-wodnych, opartych o energochłonny przemiał węgla, poprzez technologię bezpośredniego mieszania i homogenizacji z wodą drobnoziarnistych frakcji ziarnowych węgla, wydzielonych z odpadów węglowych

Koszt projektu obejmuje wybudowanie instalacji pilotażowej, przeprowadzeni badań wstępnych oraz głównych  Szacuje się całkowite koszty na poziomie 5500 000 (pięć milionów pięćset tysięcy złotych)