Индекс материала
Научно-технический потенциал торфяной промышленности России
Добыча топливного фрезерного торфа
Промышленный транспорт топливного торфа
Добыча кускового торфа
Искусственное обезвоживание торфа
Брикетирование торфа
Комплексные торфоперерабатывающие производства
Производства на основе термического разложения торфа
комплексных технико-экономических исследований ЭНИН, Гипромез
актуальность задачи рационального использования торфа
Торфогеология
Работы за рубежом
Торфоперерабатывающие производства на основе процессов гидролиза и экстракции
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ГЛАВАМ 1 И 2
Все страницы

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ТОРФЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИ КАК ЧАСТИ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА СТРАНЫ (ТЭК)
Важнейшим фактором эффективного развития торфяной промышленности России, актуальность и значение которого, со временем возрастают, является научно-технический прогресс во всех сферах производства и использования торфяной продукции.

В пределах проблемы использования местных энергоресурсов, рассматриваемой программой ERUS 9802, необходимо дать оценку современного научно-технического потенциала, созданного отечественной наукой и практикой в сфере производства и энергетического использования торфяного топлива.

2.1. Добыча топливного фрезерного торфа
Сущность фрезерного способа добычи торфа, преобладающего в настоящее время в стране (в 2000 году – более 98%), состоит в послойно-поверхностной разработке торфяной залежи с последующей естественной сушкой крошки на поле. Технологический процесс добычи торфа этим способом состоит из цикла последовательных операций: фрезерования, ворошения, валкования, уборки и штабелевания, выполняемых системой самоходных и прицепных к тракторам машин, выбор которой определяется способом уборки торфа – механическим или пневматическим. Наибольшее распространение на уборке фрезерного торфа получили бункерные (кузовные) машины, распространению которых способствовала простота их конструкции, возможность использования на залежах любой характеристики, на предприятиях любой мощности и высокая мобильность. Однако, неоднократно проводившиеся технико-экономические сравнения добычи фрезерного торфа с применением этих и других машин показали, что все сравниваемые варианты оказались в сопоставимых условиях практически равноэкономичными (+ 3-5%). Причина состояла в том, что модификация только торфоуборочных машин либо не затрагивала остальных, кроме уборки, технологических операций, либо касалась их лишь в той мере, в какой это вызвано особенностями принятой схемы и средств механизации уборки торфа. Поэтому эта модификация не могла существенно повлиять ни на фондоемкость добычи, включая содержание и ремонт площадей, ни на ее трудоемкость (т.к. доля в ней уборки торфа не превышает 9-10%) и, следовательно, и на сравнительную экономическую эффективность.

В этой связи заслуживает внимания технологическая схема добычи фрезерного торфа с раздельной уборкой в укрупненные валки.

В течение периода наращивания валков по этой схеме (6-12 дней) в торфодобывающих районах вероятны осадки, но их уровень, по данным метеонаблюдений, не превышает уровня испаряемости. К тому же поглощается только часть осадков и его влажность в валке со временем снижается. Это позволяет примерно вдвое продлить уборку торфа и вывозить его из валков в штабель независимо («раздельно») от технологических операций фрезерования, ворошения и валкования. Такая особенность новой технологической схемы позволила сократить повторяемость валкования в технологическом цикле, повысить степень использования благоприятных погодных условий и надежность всего технологического процесса. Сокращение числа и удельной поверхности укрупненных складочных единиц способствует снижению потерь торфа при его хранении и погрузке. Создается возможность расположения штабелей вдоль постоянных дорог и отказа от временных путей.

Опробование новой технологической схемы в производственных условиях показало, что она позволяет увеличить сезонные сборы торфа с 1 га более чем на 20%, сократить численность трудящихся на 11-14% и соответственно увеличить производительность труда (в тоннах товарного торфа) на 19-22%. Снижение удельных капиталовложений и себестоимости 1 т торфа составляло 9-11%.

Предстоящее на ближайшие годы развитие добычи фрезерного торфа планируется осуществить в основном на базе технологической схемы с раздельной уборкой торфа.

Обзор современных направлений технического развития добычи торфа показывает, что резервы повышения ее эффективности за счет улучшения использования погодных условий в сезоне еще не вполне исчерпаны. Поэтому совершенствование существующих технологических процессов и оборудования сезонной добычи торфа остается целесообразным, во всяком случае – на ближайший период. Вместе с тем сезонностью добычи обусловлены объективные границы возможного на этой основе повышения эффективности и надежности производства. Поэтому долгосрочной, стратегической задачей торфяной промышленности и науки является существенное продление сезона добычи, ограничение влияния сезонности добычи торфа, а в дальнейшем и полное его преодоление на основе экономически эффективного и надежного круглогодичного торфодобывающего производства.

Заметим, что исследования в этом направлении ведутся, однако до сих пор их эффективность, хотя и выявляется в результате экономических расчетов, но еще невелика. Одной из причин этого, по нашему мнению, является стремление максимально использовать существующее и даже ранее применявшееся оборудование. Это действительно может ускорить разработку и освоение нового производства, но применение оборудования, не создававшегося специально для круглогодичного торфодобывающего производства, будет ограничивать его эффективность. Наиболее эффективным представляется создание технологического процесса круглогодичной добычи торфа на принципиально новой технической основе. В любом случае переход на продление сезона добычи торфа повышенной влажности, на круглогодичную добычу торфа-сырца и его искусственное обезвоживание тем или иным способом будет наиболее эффективным в ряде перспективных для торфяной промышленности регионах (особенно на севере Европейской части России и Западной Сибири, где характерно ухудшение условий и показателей добычи фрезерного торфа с полевой сушкой вплоть до ее практической нецелесообразности).

2.2. Промышленный транспорт топливного торфа

В состав предприятий по добыче топливного фрезерного торфа для электростанций входят транспортные подразделения на базе узкоколейных железных дорог. Это экономически оправдано, так как данный вид транспорта торфа, как показывают ранее выполненные расчеты, эффективнее автомобильного в условиях торфопредприятий при дальности перевозок свыше 22 км и практически при любых грузопотоках, характерных для поставок торфа на электростанции.

Транспортный процесс на железных дорогах узкой колеи включает в себя погрузку торфа из полевых складочных единиц (штабелей) в узкоколейные полувагоны, перевозку в них торфа тепловозами, выгрузку его в конечном пункте в приемные или перегрузочные устройства, наконец, в последнем случае – перегрузки торфа в ширококолейные полувагоны для доставки конечному потребителю. Экономичность транспортирования торфа во многом определяется его свойствами как сыпучего материала, небольшой плотностью, способностью к намоканию и смерзанию. Поэтому улучшение этих свойств торфа, прежде всего увеличение плотности, а также разработка технических средств уменьшения их отрицательного влияния позволит повысить уровень использования транспортной и погрузочно-разгрузочной техники, облегчит организацию складов торфа в конечных пунктах его перевозки и значительно сократит транспортные затраты.

Поскольку погрузка торфа и частично его вывозка происходит на полях добычи, экономичность этих транспортных операций зависит и от технологического процесса добычи торфа. В частности, разработка и внедрение схемы добычи фрезерного торфа с раздельной уборкой, как отмечалось выше, позволит отказаться от временных железнодорожных путей, сократить транспортный персонал и снизить капиталовложения и себестоимость вывозки  торфа.

Другим вариантом решения той же задачи могли бы стать мобильные средства непрерывного транспортирования (например, самоходные конвейеры, установки по трубопроводному транспортированию фрезерного торфа) в качестве промежуточного звена между пунктом погрузки торфа и его перегрузки в вагоны широкой колеи, стоящие на постоянных путях.

Заканчивая обзор научно-технического потенциала железнодорожного промышленного транспорта торфа, отметим, что транспортные цеха и топливоподачи ныне действующих его потребителей – электростанций были в свое время запроектированы и построены для условий приема торфа с железной дороги. Это обстоятельство в настоящее время практически снимает для данных электростанций вопрос о выборе вида транспорта.

Однако если в будущем возникнет необходимость строительства новых электростанций или других промышленных потребителей торфа, особенно с относительно небольшим годовым объемом и дальностью его поставок, с возможностью использования для этого новых большегрузных автомобилей, - выбор вида транспорта торфа в этих условиях будет обязателен и потребует технико-экономического сравнения вариантов – железнодорожного и автомобильного.

2.3. Добыча кускового торфа

Технологический процесс производства кускового торфа, используемого главным образом в качестве коммунально-бытового топлива, осуществляется последовательно следующими операциями: добычей и переработкой торфа-сырца с формованием из торфомассы кирпичей, их выстилкой на поле, сушкой и уборкой готовой продукции в штабели.

В настоящее время используются два способа получения кускового торфа: экскаваторный с применением ковшевых устройств, экскавирующих торфяную залежь на полную или максимальную глубину, и способ щелевого фрезерования на глубину до 0,4 м. В первом способе применяется в комплекте с экскаватором стилочная машина, во втором – используется комплект оборудования, состоящий из трех добывающих машин и одной уборочной машины, выполняющей также функции валкователя.

Машины для производства кускового торфа методом щелевого фрезерования используются на залежи преимущественно верхового и переходного типов степенью разложения не ниже 20%, экскаваторы же могут работать на залежи любого типа степенью разложения не ниже 15%, но наиболее эффективно – на беспнистых низинных залежах.

Таким образом, сферы применения экскаваторного и послойно-щелевого способов совпадают не полностью, что позволяет использовать оба способа как дополняющие друг друга. Это позволяет, используя торфяные залежи разных типов, равномерно разместить участки добычи кускового торфа, максимально приблизив их к потребителям, что ведет к упрощению и удешевлению транспорта топлива, осуществляемого чаще всего за счет собственных средств потребителей топлива.

2.4. Искусственное обезвоживание торфа

Введение искусственного обезвоживания в состав технологического процесса производства торфа направлено на переход от сезонной к круглогодичной его добыче.

Искусственное обезвоживание торфа как его первичная переработка, продолжающая добычу, или извлечение торфа из залежи, является частью единого технологического процесса производства готового торфа -–торфа или сырья. В последнем случае, наиболее перспективном, искусственное обезвоживание торфа, при условии экономической эффективности, может стать предпосылкой (в ряде северных регионов – единственной) развития производств по переработке торфа с целью получения различных продуктов на его основе.

В 1934 году в СССР был разработан термомеханический способ обезвоживания торфа, сущность которого состояла в нарушении связи воды с торфом путем его термической обработки с последующим отжатием влаги (осахаренного отжима) в гидравлических прессах до готовой продукции (топливного торфа) и утилизацией отходов производства с получением этилового спирта, кормовых дрожжей, фурфурола, уксусной кислоты и прочих продуктов.

В результате 10-летних экспериментальных работ и всестороннего испытания в полупроизводственных условиях модельного оборудования на первом опытном заводе (Торфяная опытная станция – ТОС) термомеханический способ искусственного обезвоживания  торфа был значительно усовершенствован, что позволило построить и в 1953 году пустить в эксплуатацию Бокситогорский завод искусственного обезвоживания торфа с использованием отечественного оборудования.

На Бокситогорском заводе предусматривалась комплексная переработка торфа, включая утилизацию отходов и регенерацию тепла, что способствовало не только улучшению показателей процесса обезвоживания, но и обезвреживанию сточных вод и защите окружающей среды. Но несмотря на ряд достоинств, Бокситогорский завод был низкорентабельным, из-за чего не нашел дальнейшего распространения и термомеханический способ искусственного обезвоживания торфа.

Исследования по искусственному обезвоживанию торфа-сырца до 60-х годов развивались преимущественно в направлении получения из него топлива. Однако впоследствии, когда начала увеличиваться потребность в высококачественной продукции из торфа малой степени разложения для сельскохозяйственного использования внутри страны и на экспорт, в целях ее круглогодичного производства возникла необходимость искусственного обезвоживания торфа малой степени разложения. При этом оказалось, что все известные способы обезвоживания топливного торфа не пригодны для малоразложившегося торфа вследствие его значительной переработки и изменений структуры при механических и физико-химических воздействиях на твердую фазу перед отжатием.

Поэтому, начиная с 60-х годов, исследования механического обезвоживания в СССР проводились главным образом применительно к малоразложившемуся торфу.

К 1987 году Всесоюзным научно-исследовательским институтом торфяной промышленности (ВНИИТП) и отраслевой научно-исследовательской лабораторией искусственного обезвоживания торфа Калининского политехнического института были разработаны предложения по селективной экскавации торфа-сырца (вл. 90-94%) и метод его искусственного обезвоживания до кондиционного содержания влаги в готовой продукции.

Предложенные технологии позволяли организовать безотходную комплексную переработку торфа вне зависимости от погодных условий, при максимальной механизации и автоматизации производства.

Одновременно решалась проблема хранения торфа, снижалась потребность в жидком топливе и расширялись регионы возможного освоения торфяных ресурсов. Однако эти исследования, рассмотренные и одобренные, были впоследствии прерваны.

Заметим, что выполненные институтом «Гипроторф» в 1992 г. технико-экономические расчеты применительно к условиям Среднего Приобья (Тюменская обл.) подтвердили экономическую эффективность упомянутых предложений.

Искусственное обезвоживание торфа в течение ряда лет исследуется, кроме России, еще в ряде стран (в Швеции, Финляндии, США, Канаде и Ирландии). Такое внимание к этой проблеме подчеркивает значение, которое придается ее решению для обеспечения эффективности дальнейшего развития добычи и переработки торфа.

2.5. Брикетирование торфа

Основным видом торфяного коммунально-бытового топлива до настоящего времени являются торфяные брикеты. Торфяные брикеты производятся в России по технологии, предусматривающей прессование (брикетирование) в штемпельных прессах фрезерного торфа, предварительно высушенного в сушилках пневмогазового типа.

Качественная характеристика торфяных брикетов: содержание влаги – около 16%, зольность – 15-23% и низшая теплота сгорания рабочего топлива – около 16 МДж/кг. Одна тонна торфяных брикетов заменяет 2,5-3 м3 дров, что позволяет, используя продукцию торфобрикетного завода мощностью 60 тыс. т в год, ежегодно сохранять от вырубки до 1000 га леса.

Другим экологическим достоинством торфяных брикетов является очень незначительное содержание серы – около 0,3% на горючее вещество. Поэтому их сжигание в бытовых топках вместо донецкого угля (содерж. серы 3-5,2%) или подмосковного (соотв. до 6%)  предохраняет воздушный бассейн от загрязнения сернистыми соединениями. Кроме того, КПД использования торфяных брикетов в бытовых топках значительно выше, чем каменного угля.

Торфобрикетное производство в настоящее время стоит перед проблемой эффективной адаптации к брикетированию торфяного сырья ухудшенного качества (пониженной степени разложения, плотности и др.) в связи с истощением запасов более качественного торфа на разрабатываемых сырьевых базах. Решение этой проблемы требует специальных исследований, новых технологических и конструкторских подходов.

В последнее время вновь обращено внимание на брикетирование фрезерного торфа без предварительной искусственной досушки – на производство так называемых полубрикетов, предложенное ранее в Белоруссии и получившее некоторое распространение еще в 60-х годах.

В процессе возобновленных работ по этой проблеме усовершенствовано прессовое оборудование, что в сочетании с пневмоуборочными машинами позволило использовать в качестве сырья для производства полубрикетов фрезерный торф влажностью до 40% (вместо прежнего предела 28-30%).

В НПЦ «Брикет» были разработаны установки по производству торфяных полубрикетов годовой мощностью, в зависимости от режима работы, 2-3 тыс. тонн в год. Теплота сгорания полубрикетов примерно на 25% ниже, чем торфяных брикетов, однако их производство менее капиталоемко, его организация возможна в более короткие сроки и на ограниченных по запасам торфа сырьевых базах давно действующих предприятий.

Усиление заинтересованности в расширении использования местных топливных ресурсов, в том числе и торфа, для производства коммунально-бытового топлива для небольших городов и населенных пунктов, в том числе – сельских, особенно отдаленных от других источников топливоснабжения и от дорог обусловлено высокими ценами на каменный уголь и высокими тарифами на его железнодорожные перевозки, часто – на дальние расстояния, что делает цены на уголь у потребителей превышающими платежеспособный спрос населения.

В связи с этим активизировались работы по созданию оборудования для получения коммунально-бытового топлива из торфа с производительностью, соответствующей распространению местного торфяного топлива на расстояния, предельные по условию сохранения его конкурентоспособности с дальнепривозным.

Среди успешных разработок этого направления следует назвать оборудование для торфобрикетных заводов мощностью 10-12 тыс. т, которое может составить основу типового завода (такой завод уже запроектирован Гипроторфом), а также устанавливаться в различных свободных помещениях и, по крайней мере, на начальный период эксплуатации, - на открытых площадках.

Получен опыт успешной эксплуатации такого торфобрикетного завода – в Параньге (Республика Марий ЭЛ).

Важным направлением работ по расширению гаммы высококачественных видов бытового топлива является промышленное освоение и развитие производства торфяных термобрикетов, а также брикетов из смесей различных топлив (в том числе с участием торфа).

Торфяной термобрикет – прессованный бертинат, полученный  путем высокоскоростного пиролиза торфа (473-573 К), обеспечивающего снижение на 10% содержания кислорода в горючей массе топлива и, соответственно, относительное повышение содержания углерода, При этом теплота сгорания повышается до 21-23 МДж/кг.

Технология производства термобрикетов удовлетворяет современным требованиям, обеспечивая безотходность переработки сырья, экономию электроэнергии, утилизацию тепла и охрану окружающей среды (отсутствие пылевых выбросов и сточных вод). В результате получается окускованное бездымное бытовое (возможно, и технологическое) топливо с прочностью, увеличенной в 2,5 раза, удельной теплотой сгорания на 20% большей по сравнению с брикетами и в 40-50 раз меньшей водопоглощаемостью.

Имеются сведения об использовании в последние годы в отдельных случаях как бытового топлива, а также как восстановителя в алюминиевой промышленности (на Уральском алюминиевом заводе) формованной смеси малозольного (до 4,5%) торфа с отсевом древесного угля, каменноугольного и нефтяного кокса, без подсушки.

Одной из весьма актуальных задач является автономное тепло- и электроснабжение предприятий торфяной промышленности с тем, чтобы вместо покупных (и дорогих) энергоносителей и электроэнергии использовать торф при производстве для собственных производственных и бытовых нужд не только тепла, но и электроэнергии.

Особенно высокий экономический эффект в современных условиях автономное энергоснабжение может дать для торфопредприятий, где возможна организация выпуска энергоемкой продукции переработки торфа, тем более – экспортной (например, активных углей).

2.6. Комплексные торфоперерабатывающие производства

2.6.1. Общие положения

Как уже отмечалось, данный обзор научно-технического потенциала российской торфяной промышленности ограничен его характеристикой в тех торфяных производствах, продукция которых находит применение в топливно-энергетическом комплексе (ТЭК) в качестве топлива.

При таком ограничении вне рассмотрения здесь остаются многие виды производств, специализированных на выпуске торфопродукции неэнергетического назначения, главным образом – сельскохозяйственного, а также ряда товаров народного потребления.

Особое место в этом отношении занимают комплексные торфоперерабатывающие производства, основанные на термическом разложении,  представленные – частично – продуктами, которые могут использоваться не только как технологическое сырье, но и как энергоносители (газ, кокс). В продукции других производств, например основанных на процессах гидролиза  и экстракции, энергоносители отсутствуют, однако некоторые  ее виды могут играть экологически важную роль в работе предприятий ТЭК, снижая объем их неутилизируемых отходов, загрязняющих окружающую среду (сорбенты).

Наконец, возможно и в определенных условиях целесообразно использовать для собственных энергетических нужд торфоперерабатывающих предприятий отходов их производств. Эффективность такой утилизации отходов будет тем выше, чем ниже их технологическая ценность, то есть чем более глубокой и комплексной является переработка торфа, а также – чем выше цены на замещаемые отходами собственных производств покупное топливо и энергию.

С учетом этих соображений в данный обзор включено также рассмотрение научно-технического потенциала производств, основанных на комплексной термохимической и биохимической технологиях переработки торфа.

Общее достоинство комплексной переработки торфа состоит в высокой степени использования потенциала торфа как сырья и энергоносителя, малоотходности технологий, снижении загрязнения окружающей среды неутилизируемыми отходами, получении ряда продуктов с высокими потребительскими качественными характеристиками.

При этом производства, специализированные по переработке торфяного сырья становятся первой стадией, а их отходы, до того не используемые, – сырьем для переработки на следующей стадии единого комплексного производства. Повышением использования потенциала торфа как энергоносителя или сырья (в зависимости от технологических схем) по сравнению с одностадийной специализированной переработкой, создаются принципиальные возможности ресурсосбережения (в частности, энергосбережения) и роста экономической эффективности.

Внедрение этих производств может существенно расширить рынок торфяной продукции, что, в свою очередь, должно способствовать развитию торфяной промышленности на новой технической основе.

Среди таких торфоперерабатывающих производств, освоение которых представляет теперь (или представит в недалеком будущем) актуальную проблему, следует назвать:

-    производства по термическому разложению торфа, с получением его продуктов – кокса, газа, смолы, позволяющее их квалифицированно использовать (возможно, с дополнительной переработкой на следующих стадиях) в различных отраслях – в энергетике, металлургии, химии и др. Имеется ряд предложений по таким энерготехнологическим схемам;

-    производства на основе процессов гидролиза слаборазложившегося торфа и экстракции битуминозного торфа, дающие возможность получения ряда продуктов для разных сфер использования: мелассы, кормовых дрожжей, сахара, воска, бертината, торфощелочных реагентов, активных углей.

2.6.2. Производства на основе термического разложения торфа

В прошлые годы в России накоплен большой научный и практический опыт в области термической переработки торфа. В 30-х – 50-х годах на торфяном газе работал ряд стекольных и керамических предприятий; его использовали такие крупнейшие предприятия тяжелой промышленности как Уралмаш, Уралвагонзавод и Первоуральский Новотрубный завод.

Ряд НИИ разрабатывал способы получения водяного и двойного водяного газа из кускового и фрезерного торфа; некоторые из этих способов были опробованы в опытно-промышленных условиях. Эти работы показали высокую интенсивность процессов газификации и возможность получения газов с теплотой сгорания от 6,3 до 17,6 МДж/м3.

Процессы коксования торфа с получением кокса (полукокса), газа и смолы разрабатывались и испытывались по различным способам: коксованием фрезерного торфа с циркулирующим твердым теплоносителем (ЭНИН – Энергетический Институт Академии Наук), в падающем слое (Энергетический институт АН Белоруссии), во взвешенном слое (ВНИИТП); коксованием кускового или мелкокускового торфа в камерных печах и в печах Лурги (ВНИИТП).

По схеме ЭНИН мелкозернистое торфяное топливо подсушивается и через сепаратор подается в камеру термического разложения (реактор), куда одновременно подается нагретый до 700-900оС мелкозернистый теплоноситель, состоящий из частиц полукокса или золы перерабатываемого топлива. При перемешивании с теплоносителем топливо нагревается до 500-700оС и выделяет летучие – полукоксовый газ, деготь и подсмольную воду.

Эта схема была использована для сооружения пилотной установки полузаводского масштаба на Торфяной Опытной станции (ТОС) в пос. Редкино Калининской (ныне Тверской) области.

Позднее Московский филиал ВНИИТП обосновал эффективность получения искусственного газа в реакторах аэрофонтанного типа с внутренним обогревом твердым теплоносителем по схеме ЭНИН.

В 1963 г. была построена на схеме ЭНИН опытно- промышленная установка с твердым теплоносителем при электростанции в Свердловске.

Был разработан технический проект опытно-промышленного агрегата по энергетическому использованию 1500 т фрезерного торфа в сутки, и предполагалось его размещение на промплощадке ГРЭС № 8 Ленэнерго.

Параллельно с этим был выполнен цикл комплексных технико-экономических исследований (ЭНИН, Гипромез), где были рассмотрены и сопоставлены различные варианты схемы ЭНИН при производительности агрегатов 1500 и 5000 тонн торфа в сутки. Анализ вариантов, различавшихся направлениями использования продуктов пиролиза торфа, позволил установить, что эффективность его энерготехнологического использования возрастает при сжигании газа на электростанции с переходом от энергетического использования других продуктов к более квалифицированному: к химическому использованию легкой фракции смолы и металлургическому использованию полукокса (об этом направлении – см. ниже). Что касается энергетического использования газа пиролиза торфа, то оно, согласно расчетам, могло стать экономичным и перспективным с развитием использующих его электростанций, работающих по парогазовому циклу. С точки зрения концентрации производства была подтверждена наибольшая эффективность использования самых крупных из рассмотренных агрегатов по термическому разложению торфа. Подтвердить достоверность результатов расчетов было возможно путем их опытно-промышленной проверки на агрегатах производительностью 5000 тонн торфа в сутки. Для этого требовалось построить такой агрегат. Однако решение вопроса о его строительстве было в то время поставлено в зависимость от итогов предварительных исследований. Именно этот своеобразный порочный круг стал поводом для фактической приостановки работ по данной проблеме вопреки ее народнохозяйственной важности.

В конце 60-х годов все работы по газификации и коксованию торфа были прекращены на основании недостаточной, по оценкам того времени, конкурентоспособности продуктов этих производств с другими энергоносителями, ограниченность ресурсов которых оценивалась еще недостаточно обоснованно. Значительно позднее уточнение запасов и экономических оценок природного газа и коксующихся углей заставило существенно скорректировать прежние представления об экономической эффективности продуктов термической переработки торфа.

Поскольку актуальность задачи рационального использования торфа будет со временем только возрастать, представляется целесообразным возобновление в нашей стране исследований по термической переработке торфа на современной технической основе. Первым практическим шагом в этом направлении должно стать сооружение крупной опытно-промышленной установки по схеме ЭНИН и проведении на ней необходимых исследований.

В этой связи полезно учесть уже имеющийся опыт использования продуктов термической переработки торфа, прежде всего – в металлургических процессах.

Отличительными ценными качествами торфяного кокса (полукокса), получаемого по вышеуказанным схемам, являются его высокая реакционная способность, малое содержание серы и фосфора и значительно более высокая теплота сгорания, чем у исходного торфа. Эти свойства торфяного кокса позволят использовать его в агломерационном процессе, в качестве реагента для вдувания в доменные печи, в качестве углеродистого восстановителя в производстве ферросплавов.

Испытания на Череповецком металлургическом заводе торфяного кокса из кускового торфа показали, что при его использовании для агломерации, расход топлива (по углероду) остался прежним. Производительность агломерационных машин во время работы с заменой 30-35% каменноугольного кокса торфяным была выше среднезаводской на 5-7%, а качество агломерата по механической прочности и ситовому составу осталась без изменения.

Лабораторными работами была показана возможность применения торфяного кокса класса +0,5 мм из фрезерного торфа в качестве заменителя 3-% коксовой мелочи в агломерационной шихте Череповецкого металлургического завода. Опытно-промышленными испытаниями также подтверждена возможность использования крупных классов торфяного кокса (более 1 мм) из фрезерного торфа в качестве интенсификатора агломерационного процесса и частичного (10%) заменителя коксовой мелочи.

Запорожским заводом ферросплавов совместно с ВНИИТП было показано, что торфяной кокс как активный углеродистый восстановитель при получении ферросплавов в электрических печах приближается по своим свойствам к древесному углю Повышенные удельное электросопротивление и реакционная способность торфяного кокса позволяют эффективно использовать его и в других электротермических процессах, таких, как производство алюминия и кремния, что практиковалось еще в довоенное время. Все эти положительные свойства торфяного кокса позволяют интенсифицировать электроплавку и работать на более высоком напряжении с повышенным электрическим КПД установки.

Институтом горючих ископаемых, Институтом металлургии им.А.А.Байкова и Ново-Тульским металлургическим заводом проведены исследовательские работы по получению топливно-рудных гранул с применением торфяного кокса для прямого восстановления железа и сырья для доменного процесса. Гранулы, подвергнутые испытанию в кипящем слое, дали за 3-5 минут 95-97% восстановления железа.

Объединением «Торфогеология» совместно с Всесоюзным заочным политехническим и Воронежским инженерно-строительным институтом при участии Ново-Тульского металлургического завода был предложен и проверен в полузаводских условиях способ использования в качестве восстановителя подсушенного фрезерного торфа, сбрикетированного совместно с железорудным концентратом (с флюсами и без них) в установленных весовых соотношениях.

Испытания этих торфорудных брикетов в кипящем шлаковом слое мартеновских печей на Ново-Тульском металлургическом заводе позволили получить жидкий полупродукт, пригодный для доводки в плавильных печах до требуемой марочной стали.

Обжиг торфорудных брикетов в газопламенных печах позволил довести степень металлизации губчатого железа до 96%. При последующей плавке губчатого железа в индукционной печи на Воронежском заводе тяжелых механических прессов были получены слитки металла высокого качества.

По заключению Ново-Тульского металлургического завода этот металл является лучшим сырьем для получения трансформаторной стали.

Ящичные коксования, проведенные ВНИИТП на Ленинградском коксогазовом заводе, позволили получить торфяной кокс, равноценный заводскому.

Одним из направлений использования пылевидного торфяного кокса может стать вдувание его в горн доменных печей с целью частичной замены каменноугольного кокса. Еще в 70-х годах опытами и расчетами Ленинградского политехнического института было показано, что вдувание торфяного пылевидного кокса характеризуется лучшими технологическими и экономическими показателями по сравнению с другими пылевидными реагентами.

Смола, получаемая при термическом разложении торфа, может быть использована для получения ряда ценных химических продуктов (фенолов, крезолов, пиридиновых оснований и др.) или в качестве энергетического топлива.

Газ, выделяющийся при термической переработке торфа, может использоваться в качестве энергетического топлива на электростанциях, а после очистки и в коммунально-бытовом хозяйстве.

Следует кратко остановиться также на работах за рубежом (в США, ФРГ, Швеции, Финляндии, Ирландии), где отмечается весьма показательное повышение интереса к возможности получения из торфа синтетического газа и углеводородов.

По сведениям, относящимся к недавним годам, торфяной кокс производится и используется в металлургии, для получения активных углей, а также в химической промышленности (в ФРГ) и в качестве коммунально-бытового топлива (в Финляндии).

В Финляндии в районе Пересейняйоки в 1976 г. пущен в эксплуатацию завод проектной мощностью 30 тыс. тонн торфяного кокса в год, использующий в качестве сырья мелкокусковой торф верхового типа, степенью разложения около 30%, зольностью – 1,6-3,5%, влажностью 35-45%.

В Швеции проводятся исследовательские работы, связанные с получением метанола на основе газификации торфа. Подсчитано, что метанол, полученный из 2 млн. т торфа, может заменить 15% бензина, потребляемого в стране.

По примеру Финляндии, в Швеции намечалось организовать собственное производство кокса и активированного угля, учитывая, что мировой спрос на него в связи с проблемой охраны окружающей среды может резко возрасти.

Фирма “ASEA” проводила исследования в 1985 году по искусственному обезвоживанию торфа методом мокрой карбонизации с производством прессованного торфяного топлива – «пеллет».

В США разработана долгосрочная программа исследований в области газификации торфа с основной задачей выработки из него заменителя природного газа. Одной из задач программы является биогазификация торфа непосредственно в торфяной залежи.

2.6.3. Торфоперерабатывающие производства на основе процессов гидролиза и экстракции

Здесь достаточно указать на две технологические схемы комплексной переработки верхового торфа с получением нетопливных продуктов (б.Институт торфа АН Белоруссии).
Одна из них – для торфа высокой (>30%) степени разложения, вторая – для торфа низкой (<20%) степени разложения. По первой схеме путем экстракции торфа получается горный воск, а проэсктрагированный остаток перерабатывается в активные угли, торфощелочные реагенты, наполнители пластмасс и торфоминеральные удобрения; во второй схеме путем гидролиза торфа получаются кормовые дрожжи или меласса, а из негидролизуемого остатка – те же виды продукции, что и по первой схеме.

По таким комплексным производствам в 80-х годах выполнялись исследования и проектные проработки. В отдельных своих элементах подобные производства были освоены (завод воска в Дукоре, Беларусь) или осваивались (завод по гидролизу торфа в Валмиерском р-не, Латвия). В России подобные заводы по комплексной переработке торфа не строились, хотя ее сырьевые возможности для этого гораздо большие, чем в других странах. Учитывая это обстоятельство, а также рыночный спрос на перечисленные торфопродукты, представляется целесообразным вернуться к работам по развитию данного направления переработки торфа в России.

2.7 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ГЛАВАМ 1 И 2

В заключение приведенных в главах 1 и 2 обзоров развития торфяной промышленности России и ее созданного за это время научно-технического потенциала можно вполне обоснованно утверждать, что он может служить вполне надежным основанием для решения многих актуальных и перспективных научно-технических задач развития производства и использования торфяного топлива. Разумеется, международное научно-техническое сотрудничество в сфере этих задач способно только усилить благоприятные условия их решения, как в России, так и в других странах, перед которыми стоит проблема рационального использования собственных торфяных ресурсов.
Что же касается восстановления производственного потенциала торфяной промышленности России, существенно снизившегося за истекшее десятилетие ХХ в., то в связи с изложенным представляется, что центр тяжести усилий международного сотрудничества в этом направлении в настоящее время, не снижая значения его научно-технического аспекта, должен переместиться на стимулирование инвестиций в развитие данной отрасли и освоение методов ее организационной и экономической деятельности в условиях рыночной экономики.