В металлургической отрасли Казахстана коксохимическое производство остаётся одним из наиболее ресурсоёмких процессов. При нагреве угольной шихты в герметичных камерах выделяется значительный объём летучих соединений, которые после очистки превращаются в горючий газ с высокой теплотворной способностью. Для предприятия вроде ТОО «Евромет» этот побочный продукт давно перестал быть отходом: он стал самостоятельным энергетическим ресурсом, замыкающим внутренний цикл и снижающим зависимость от привозного топлива.
Ежемесячно компания выпускает около пяти тысяч тонн кокса, и параллельно получает большие объёмы коксового газа. Грамотная утилизация этого потока определяет себестоимость продукции и одновременно влияет на экологическую обстановку на площадке. Именно поэтому внутреннее потребление газа выстраивается по нескольким независимым направлениям, каждое из которых выполняет собственную функцию в производственной цепочке.
После выхода из камеры коксования газ представляет собой сложную смесь водорода, метана, оксида углерода и небольших долей тяжёлых углеводородов. Теплотворная способность такой смеси обычно составляет от 17 до 19 МДж на кубометр, что сопоставимо с природным газом среднего качества. После очистки от смолы, аммиака и сероводорода продукт приобретает стабильные характеристики и становится пригодным для подачи на промышленные горелки.
Стабильность состава особенно важна: при колебаниях теплотворности нарушается режим обжига, появляются недожоги и пережоги, страдает качество готового кокса. Поэтому на предприятии действует узел подготовки, где газ усредняется по температуре и составу перед подачей потребителям. Этот же узел позволяет отводить излишки при временном снижении внутреннего потребления и направлять их в резервные хранилища.
Точный состав газа зависит от марки угля, температурного режима коксования и длительности пребывания шихты в камере. При использовании жирных углей доля метана и тяжёлых углеводородов возрастает, а при переходе на тощие марки увеличивается выход водорода. Эти различия учитываются при настройке газогорелочного оборудования и подборе режима сжигания.
Внутренняя газораспределительная сеть ТОО «Евромет» построена по принципу замкнутого контура. Газ из коксовых печей по коллекторам поступает на газосборник, проходит через холодильники и скрубберы, освобождается от смолистых компонентов и подаётся на распределительную станцию. Оттуда по отдельным трубопроводам он уходит к конкретным потребителям — печам обжига, сушильным барабанам, котельной и системам отопления цехов.
Такая схема даёт предприятию сразу несколько преимуществ. Исключается необходимость закупать мазут или природный газ для технологических нужд в больших объёмах. Появляется возможность гибко перераспределять потоки между направлениями в зависимости от загрузки. Упрощается логистика: исчезает зависимость от внешних поставщиков топлива, а планирование ремонтов и остановок становится более предсказуемым. Подробнее о практике работы с побочными продуктами коксования рассказывают отраслевые специалисты в корпоративном блоге компании.
Давление газа в распределительной сети поддерживается на уровне 3–5 кПа, что оптимально для большинства потребителей. При необходимости отдельные участки переключаются на повышенное давление для подачи на удалённые объекты — например, в котельную или сушильный цех. Регулирование выполняется автоматическими клапанами с электроприводом, а контроль параметров ведётся в режиме реального времени.
Схема предусматривает аварийные свечи для сброса избыточного давления и резервные линии, по которым газ при необходимости можно направить в обход основного контура. Все переключения выполняются автоматически по сигналам датчиков давления и расхода, что снижает влияние человеческого фактора и ускоряет реакцию на нештатные ситуации.
| Направление использования | Температурный режим | Доля в общем потреблении | Эффект для предприятия |
|---|---|---|---|
| Обжиг известняка и извести | 900–1100 °C | до 30 % | Замена привозного мазута |
| Сушка шихты и инертных материалов | 200–400 °C | до 15 % | Стабилизация влажности |
| Отопление производственных зданий | 60–90 °C | до 10 % | Поддержание микроклимата |
| Производство пара и электроэнергии | средние параметры | до 35 % | Покрытие собственных нужд |
| Резерв и аварийные запасы | переменный | до 10 % | Бесперебойная работа |
Основной поток горючего газа направляется на обжиг извести и известняка, где требуется устойчивая температура в диапазоне 900–1100 градусов. Коксовый газ отлично справляется с этой задачей благодаря высокому содержанию водорода и монооксида углерода: пламя получается длинным и равномерным, без характерных для мазута пульсаций. Известь, обожжённая на таком топливе, сохраняет стабильную реакционную способность, что важно для последующей передачи в металлургическое производство.
Параллельно работает линия сушки инертных материалов и шихтовых добавок. Здесь газ используется в смеси с воздухом, а температура поддерживается на уровне 200–400 градусов. Такая обработка снижает влажность сырья и уменьшает расход тепла на последующих переделах. За счёт возврата тепла отходящих дымовых газов в сушильную зону общий КПД передела удаётся поднять на 8–12 %.
Ключевые направления потребления газа в обжиговом переделе:
Такой подход позволяет предприятию сократить долю привозного топлива в обжиговом переделе практически до нуля и одновременно повысить стабильность технологического режима.
Значительная часть коксового газа поступает в котельную, где установлены паровые котлы средней мощности. Получаемый пар идёт на собственные нужды предприятия: отопление производственных и административных зданий, подогрев воды для технологических линий, приведение в действие компрессоров и насосов. При пиковых нагрузках часть пара направляется в турбогенератор, что позволяет покрывать заметную долю собственного электропотребления.
Автономная энергетика снижает зависимость от внешних энергосетей и стабилизирует тариф на электричество. При кратковременных отключениях внешнего питания предприятие сохраняет работоспособность критически важных узлов: газоочистки, насосной, систем пожарной безопасности. Для автоматизации котельного оборудования и контроля параметров его работы привлекаются специализированные решения, в том числе промышленные системы профильных поставщиков.
Доля электрической энергии, вырабатываемой на собственном коксовом газе, в общем энергобалансе предприятия достигает 25–30 %. Этого достаточно, чтобы покрыть базовую нагрузку и существенно разгрузить внешние сети в часы пикового потребления. При необходимости мощность собственной генерации наращивается за счёт ввода дополнительных котлов и модернизации существующих.
Факторы эффективности парогенерации на коксовом газе:
Полная утилизация горючего газа внутри предприятия сокращает выбросы в атмосферу и уменьшает нагрузку на окружающую среду. Без сжигания на свече или факельной установке смесь просто не попадает в воздух, а превращается в полезное тепло. Это особенно важно для промышленных площадок, расположенных вблизи населённых пунктов, где контроль выбросов строго регламентирован.
Экономический эффект складывается из нескольких составляющих. Прямая экономия достигается за счёт отказа от закупки природного газа и мазута. Косвенная выгода связана со снижением штрафов за сверхнормативные выбросы и уменьшением затрат на экологические платежи. Параллельно предприятие получает дополнительные конкурентные преимущества при участии в тендерах, где учитывается энергоэффективность производства и доля вторичных ресурсов в общем энергобалансе.
Отдельного внимания заслуживает вопрос безопасности. Коксовый газ — это горючая смесь, обращение с которой требует постоянного контроля герметичности трубопроводов, наличия аварийных клапанов и систем автоматического отключения. На предприятии действует многоступенчатая система газовой безопасности, включающая датчики загазованности, сигнализацию и блокировки, исключающие розжиг при нештатных ситуациях.
Уточнить технические характеристики кокса, согласовать объёмы поставок и обсудить условия сотрудничества можно через форму обратной связи на официальном сайте. Менеджеры ТОО «Евромет» предоставят актуальные данные по фракционному составу, зольности, содержанию серы и срокам отгрузки, а при необходимости помогут подобрать марку кокса под конкретное технологическое задание — будь то ферросплавное производство, выпуск карбида кальция, фосфора или бытовое бездымное топливо.
Исходным сырьем являются уголь и воздух, а получаемыми продуктами являются кокс и не содержащий смолистых и других вредных веществ горючий газ.
Данный газ, образующийся в процессе производства может быть использован следующим образом:
1. Сжигаться в газовой турбине, паровом или водогрейном котле для получения электрической и (или) тепловой энергии;
2. Применяться как топливо, например, при обжиге кирпича;
3. Использоваться в качестве сырьевого источника водорода для топливных элементов.
Удельные вредные выбросы при сжигании этого газа ниже, чем при использовании природного газа.
Кокс, выпускаемый нашим предприятием, производиться в соответствии с научными изысканиями в данной области.
Нами производится постоянное совершенствование качества получаемой продукции, с целью производства кокса, соответствующего лучшим мировым образцам.
