УЧРЕЖДЕНИЕОБРАЗОВАНИЯ
«ЧАСТНЫЙИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА»
Кафедраинформационных и производственных технологий
ВЫСТУПЛЕНИЕ
На тему«Горючие сланцы как местный вид топлива»
Студент В.М. Цалабанов
Специальность финансыи кредит
Минск 2011
Горючий сланец относитсяк топливно-энергетическому и химическому сырью и является нетрадиционнымисточником углеводородного сырья.
Горючий сланец — полезноеископаемое, залегающее на сравнительно небольших глубинах, относится к группетвердых каустобиолитов и состоит из органического вещества (10-50% по массе) иминеральной части. Промышленную ценность представляет как органическая, так иминеральная части сланцев, основными компонентами которой являются карбонаты иалюмосиликаты.
Сланцы используются дляэнергетических и технологических целей: в качестве топлива в производстветепловой и электроэнергии (при прямом сжигании), являются сырьем для полученияжидкого топлива (при глубокой переработке), а также сырьем для химической,металлургической отраслей и строительства. горючийсланец топливо термохимический
Горючий сланец состоит изпреобладающих минеральных (кальцыты, доломит, гидрослюды, монтмориллонит, каолинит,полевые шпаты, кварц, пирит и др.) и органических частей (кероген), последняясоставляет 10—30 % от массы породы и только в сланцах самого высокого качествадостигает 50—70 %. Органическая часть является био- и геохимическипреобразованным веществом простейших водорослей, сохранившим клеточное строение(талломоальгинит) или потерявшим его (коллоальгинит); в виде примеси ворганической части присутствуют измененные остатки высших растений (витринит,фюзенит, липоидинит).
Горючие сланцы бываютнескольких типов:
• сапропелитовые-кукерситы.Эти горючие сланцы состоят в основном из продуктов превращения простейшихводорослей и животных материалов. • гумито-сапропелитовые. Эти горючие сланцысостоят в основном из измененных остатков высших растений.
Горючий сланец используетсяв качестве топлива и энергохимического сырья. Из сланцевой руды, например,хорошо получаются различные химические продукты. Это фенолы, пластификаторы,клеевые вещества, а так же вещества для борьбы с эрозией почв и борьбы ссорняками. Из отходов горючих сланцев получаются строительные материалы (цементи прочее). В основном сейчас горючие сланцы рассматривают как возможное сырьедля получения нефти и газа.
Горючие сланцы Беларусипредставляют собой глинистые, мергелистые, известковистые и туфогенно-карбонатныепороды, содержащие от 2-3% до 28% органического вещества сапропелевой природы.
В Беларуси выявлено дваместорождения горючих сланцев — Туровское и Любанское. Прогнозные ресурсыЛюбанского месторождения — 1,2 млрд.т, Туровского — 2,7 млрд.т. Глубиназалегания сланцев — от 50 м до 375 м, мощность пласта — от 0,6 м до 2,7 м.
Белорусские сланцыхарактеризуются низким качеством: низшая теплота их сгорания составляет 1-1,5тыс.ккал на кг, зольность — 78-80%, выход первичной смолы — 7,8-9,5%, выход летучихсоединений — 15-25%, содержание серы — 2-3%. Они непригодны для прямогосжигания и требуют предварительной химической переработки. При проведениигеологоразведочных работ на месторождениях свободного сланцевого газа неустановлено.
Разработка горючихсланцев с учетом глубин залегания и мощности пластов может осуществлятьсятолько подземным (шахтным) способом. Вовлечение ресурсов горючих сланцев втопливный баланс республики возможно путем их термической переработки с твердымтеплоносителем. Эта технология отработана и имеет самую высокую эффективностьиспользования горючих сланцев. При переработке 5 млн.т в год горючих сланцевТуровского месторождения по данной технологии можно получить около 300-325тыс.т сланцевой нефти, газового бензина — 45-50 тыс.т, газа — 175-275млн.куб.м.
Исходя из особенностейгорючих сланцев в Беларуси и условий их залегания, получение сланцевого газаметодом подземной газификации не представляется возможным. Определенные надеждывозлагаются сегодня на наземные технологии переработки этих полезныхископаемых.
Вообще технологии,связанные с искусственным получением жидких и газообразных энергоносителей изтвердых видов топлива путем термической обработки, прекратили свое активноесуществование в 70-х годах прошлого века, не выдержав элементарной конкуренции,когда начала бурно развиваться добыча природного газа и нефти. При дешевойнефти добывать и перерабатывать горючие сланцы, обнаруженные в Беларуси еще в60-е годы прошлого века, было экономически невыгодно. С учетом нынешней ценынефти переработка горючих сланцев пока по-прежнему может казаться не оченьэкономически выгодной. Но если цена барреля нефти будет свыше 100 долларов(тонна нефти, соответственно, 600 долларов), то переработка горючих сланцев вБеларуси станет экономически целесообразной. Во всяком случае, надо бытьготовыми к изменению ситуации и хорошо представлять, что мы можем получить изсобственных сырьевых ресурсов.
В Институтеприродопользования НАН Беларуси есть лабораторные установки, на которых мыможем получить газ из бурого угля, торфа, растительной биомассы и горючихсланцев. Это оборудование хорошо моделирует те процессы, которые имеют место впромышленности. В 2007 году, когда геологи достали нам технологическую пробу –150 килограммов горючих сланцев Туровского месторождения, мы провелиисследование на наших установках. В результате подтвердился выход смолы в 8-10процентов (это 100 килограммов) и горючих газов – пять процентов (около 40кубических метров высококалорийного газа) из тонны сланца. Сегодня мыотрабатываем технологии, которые позволят добиться максимального выхода либожидких продуктов, либо газа. Во что перерабатывать горючие сланцы – в смолу(сланцевую нефть) или газ, зависит от потребностей каждой страны. Если ставитсязадача максимального получения сланцевой нефти, предлагается одна технология, содной температурой пиролиза (термического разложения вещества без доступавоздуха). Если нужен высокий выход сланцевого газа, соответственно, требуетсясовсем другая технология с иным температурным режимом. При пиролизе внеподвижном слое получаем около пяти процентов газа, а при пиролизе в подвижномслое в два раза больше. Наиболее прогрессивной считается сейчас технология ствердым теплоносителем (пиролиз сланца в подвижном слое, где он нагревается засчет собственной золы).
Именно эта технологияиспользуется в Эстонии, где добыча и переработка сланцев очень развита. Припереработке горючих сланцев на агрегатах с твердым теплоносителем УТТ-3000 (егоцена около 100 млн. долларов, производительность миллион тонн в год) получается65 тыс. тонн смолы, газового бензина – около 10 тыс. тонн, газа – 36-58 млн.кубометров, золы – 750 тыс. тонн в год из миллиона тонн. Из сланцевой нефтиможно получить бензин, дизельное топливо и мазут. Самый серьезный недостатокданной технологии переработки горючих сланцев состоит в высоком выходе золы.Поэтому свою задачу сейчас мы видим в том, чтобы найти применение минеральнойчасти горючих сланцев, свести к минимуму негативные для экологии последствия,которые неизбежны при любом способе переработки. Мы рекомендуем использоватьзолу в дорожном строительстве, для получения строительных материалов, всельском хозяйстве. Сейчас все чаще говорят о том, что применение золе можнонайти, рационально ее использовать и не создавать огромных отходов. В этомслучае, по нашим предварительным расчетам, себестоимость сланцевой нефти можетсоставлять примерно 600 долларов за тонну.
Повышение эффективностигорючих сланцев возможно за счет их совместной термической обработки с торфом,бурыми углями, сапропелем или полимерными отходами, что позволит повысить выходцелевых продуктов и снизить их себестоимость. Выход смолы, скажем, припереработке горючих сланцев с сапропелями (то вещество, из которого сланцыобразовались) примерно в два-три раза больше. Переработка горючих сланцев сполимерными отходами (полипропилен, полиэтилен, или изношенные шины) тоже даеточень хорошие экономические показатели. Одним словом, если задействовать весьпотенциал твердых горючих ископаемых (торф, бурый уголь и сланцы), а такжегорючие отходы, то значительный процент топливных ресурсов в перспективе можнополучать из местного сырья.
Но для того, чтобыполучение сланцевой нефти (или газа) приобрело промышленные масштабы, нужнопровести детальную разведку месторождений и организовать добычу горючихсланцев. Только в этом случае можно говорить о составлении бизнес-проекта дляреализации.
Предварительно можносказать, что, несмотря на невысокое качество наших горючих сланцев присоответствующих технологии и оборудовании, методом термохимической переработкиможно получить ценные углеводородные жидкие и газообразные энергоносители.
Список литературы
1. http://www.belta.by/ru/all_news/economics/Belneftexim-ischet-investorov-dlja-uchastija-v-proekte-po-pererabotke-gorjuchix-slantsev_i_533886.html
2. Газета«Обозреватель» №22(405) от 09.06.2010г.
3. Основыэнергосбережения: учеб.-метод. Пособие / Е.И. Марченков. В.Г. Шахов. — Минск:Частн.ин-т упр.и предпр., 2007.-54 с.