Сокращение расхода топливно-энетгетических ресурсов

Особенность цветной металлургии является высокая энергоемкость производства. Для производства никеля 50-55% всех затрат приходится на топливо. В металлургии меди требуется до 3,5 тонн на тонну черновой меди. Стоимость на сегодняшний день топлива (кокс -8000 – 9000 тонну(высоко сернистый, мазут(низкосернистый 10000-12000) за тонну газ 1500 – 2000 за 1000 м3.

В мире и РФ запасы топлива складываются из угля, нефти, газа, урановых руд. Большая часть извлекаемых запасов органического топлива, сосредоточена в странах северной америки 40 азия 35 европа 12 африка 7 Южная америка 3%.

Таблица 5 - Характеристика органических видов топлива

Вид топлива	Состав, %	Теплота сгорания
	Вода	Зола	сера	мДж/кг	кКал-кг
Уголь Аинский		7-15	0,3-1	12-15	3000-3600
Кузнецк	8-12	18-22	0,3-05	16-25	4000-6100
Сланци	10-12		1,5-1,6	10-11	2500-2500
Торф	<50	9-3	0,3-0,4	8-9	1900-2900
Мазут	0,3-1,5	0,5-0,01	0,5-3,5	40-41,5	9500-9800
Южноякутск

Медный конц 25-30 кач 60-90 кгтоплива/тонну

Уголь:

1. Торф

2. Бурый

3. Каменный

4. Антрацит

Различие в разном содержании углерода. Наибольщий процент углерода в антраците à бурый àтоорф.

В связи с распадом СССР и уходом Укаины запасы угля на территории РФ оцениваются 6 трлн.тонн – 50% от мировых. Каменных углей 4,7 трлн тонн бурые 2,1 трлн тонн.

Мировые запасу 9-11 трлн тонн условного топлива. Годовая добыча 4,2 млрд тонн в год.

США 430 млрд тонн, СНГ 290 млрд тонн, Германия 100 млрд тонн.

Значительные запасы сосредоточены в Китае

Нефть углерод(80%) + водород + сера-кислород 5%

Всего 840 млрд тонн условного топлива 10-достоверные 90 – вероятные.

Извлекаемые запасы составляют 375 млнрд тонн условного топлива.

Спрос растет на 1,5% в год. За 100 с лишним лет было добыто 20 млорд тонн нефти 1млорд – Венисуэла.

Всего нефти 400 млрд тонн, разведанные 100.

Природный газ.

Запасы 300-500 трлн м3 наибольшие запасы Россия (40% Уренгой и заполярье) ежегодно 650млрд м3 природного газа – 80% от общей добычи в СНГ. Перспективен район баринцева моря и дно северного ледовитого океана.

Переработка сульфидного сырья должна быть автогенной, но несмотря на то, что по определению автогенные процессы протекают без затрат топлива, тем не менее они потребляют или естественные виды топлива. Более корректен расчет, который учитывает общее потребление энергоресурсов на всех стадиях производства.

Введем топливных эквивалент процесса ТЭП.

ТЭП = Т + Э + ζ – П

Где ТЭП – топливный эквивалент процесса

Т – расход в единицах теплотворной способности естественных видов топлива

Э – эквивалент

ζ- Прочие затраты (затраты на кислород, на компрессорный воздух, на обеднение шлака и прочие статьи)

П вторичные ресурсы пар

Отдельная таблица – 6

 

Основные сведения о затратах энергоресурсов и пути их экономии в цветной металлургии.

1. Разрабатывать новые энергосберегающие металлургические процессы

Развивать автогенные процессы, через ТЭП

2. Замена и модернизация устаревшего и не экономичного энергетического и энерготехнологического оборудования в целом по предприятию. Внедрение и установка энерготехнологических комплексов. (Взвешенная плавка в Финляндии).

3. Централизация энергоснабжения и совершенствование энерго-топливного баланса металлургических печей.

4. Внедрение автоматизированных систем управления с использованием ПК.

5. Повышение уровня культуры эксплуатации технологического оборудования.

Идеальные тепловые балансы различных видов переработки цветных металлов (Меди и Никеля)

Тепловой баланс шахтной плавки Медногорск

Статьи баланса	кДж/100кг шихты	%
Приход тепла
Тепло от сжигания топлива		61,2
Физическая теплота шихты		0,6
Физическая теплота воздуха		1,2
Тепло экзотермических реакций		37 (КВС 34%О2)
Итого
Расход тепла
Тепло с штейном		7,2
Тепло с шлаком		29,1
Отходящие газы		36,1
Эндотермические реакции		8,8
Потери		17,2
Система охлаждения		1,6
Итого

 

Тепловой баланс электротермической печи для переработки медных концентратов Норильск

Статьи баланса	кДж/100кг шихты	%
Приход тепла
Тепло от эл.тока
Физическая теплота концентрата
Физическая теплота конвертерного шлака
Тепло экзотермических реакций
Тепол от горения электродов
Расход
Тепло штейна
Тепло шлака
Тепло с газами
Эндотермические реакции
В окружающую среду
Электропотери

 

Тепловой баланс отражательной печи для переработки огарка Светогор

Статьи баланса	кДж/100кг шихты	%
Приход тепла
Тепло от сгорания топлива		70,3
Физическая теплота шихты и конвертерного шлака		25,5 (100% переработка в печи)
Физическое тепло воздуха		1,4
Экзотермические реакции		2,8
Итого
Расход
Тепло штейна		10,7 (Штейн 35%)
Тепло шлака		30,9
Эндотермические реакции		3,8
Тепло уносимое с газами		45,8
Потери тепла		8,8

 

Тепловой баланс конвертирования для медного штейна (35%)

Статьи баланса	кДж/100кг шихты	%
Приход тепла
Физическая теплота штейна		14,2
Физическая теплота воздуха		3,2
Тепло экзотермических реакций		82,6
Итого
Расход
Тепло черновой меди		3,7
Тепло шлака		31,5
Тепло с газами		35,4
Тепло на эндотермические реакции		16,8
В окружающую среду		12,6

 

Тепловой баланс анодной печи для переработки жидкой меди

Статьи баланса	кДж/100кг шихты	%
Приход тепла
Физическое тепло расплавленной меди		22,3
Воздух		5,5
Топливо		72,2
Итого
Расход
Тепло анодной меди		22,1
Тепло шлака
Тепло с отходящими газами		64,4
Потери		8,5

Тепловой баланс для переработки твердой меди смотреть в книге В.П Жукова «Анодная и катодная медб»

Тепловой баланс плавки во взвешенном состоянии для переработки медных концентратов

Статьи баланса	кДж/100кг шихты	%
Приход тепла
Тепло шихты		1,6
Тепло воздуха
Экзотермические реакции		90,4
Итого
Расход
Тепло уносимое штейном		29,9
Шлаком		18,9
Газы		28,3
Эндотермические реакции		6,8
Потери		16,1

ТБ Аусмелта и ПВ в раздатке

Гидрометаллургия меди по схеме выщелачивание + Электролиз по медной отрасли характеризуется расходом электроэнергии 580кВт/час, в том числе электролиз 300кВт/час

Суммарные затраты на тонну Меди 0,425 тонн условного топлива

 

Тепловой баланс рудотермической печи для переработки медноникелевых концентратов Норильск

Статьи баланса	кДж/100кг шихты	%
Приход тепла
Эл ток		77,3
Тепло шихты		0,8
Конвертерного шлака		15,8
Экзотерм Р		3,2
Горение электродов		2,9
Итого
Расход
Штейн (30 меди)		30,8
Шлак		48,4
Газ		27,6
Эндотермические		4,1
В окружающую среду		6,2
Электрические		6,9

 

Тепловой баланс ПВС для переработки медноникелевых концентратов (КВС 70% О2) Норильск

Статьи баланса	кДж/100кг шихты	%
Приход тепла
Шихта
Воздуха		1,8
Экзотермические		87,2
Расход
Штейн
Шлака
Газ
Эндотермические
В окружающую среду

 

Тепловой баланс конвертирования для переработки медноникелевого штейна Норильск

Статьи баланса	кДж/100кг шихты	%
Приход тепла
Штейн		11,3
Воздух		2,3
Реакции		86,4
Итого
Штейн		5,2
Шлак
Газы		34,2
Окружающая среда		9,6
Иого

 

Тепловой баланс ПВС для переработки медноникелевых концентратов (Плавка брикетов) Норильск

Статьи баланса	кДж/100кг шихты	%
Приход тепла
Сжигание кокса		96,2
Воздух		0,5
		0,3
Экзотермические
Расход
Тепло штейна		6,7
Тепло шлака
Газа		20,8
Эндотермические реакции		11,9
Охлаждение		27,4
Потери		4,2

 

Тепловой баланс печи кипящего слоя для обжига никелевого файнштейна

Статьи баланса	кДж/100кг шихты	%
Приход тепла
Сжигание кокса		96,2
Воздух		0,5
		0,3
Экзотермические
Расход
Огарок		11,7
Отходящие газы		28,5
Эндотермические
В Окружающую среду		26,8

 

 

Тепловой баланс руднотермической печи для фероникеля

Статьи баланса	кДж/100кг шихты	%
Приход тепла
Эл.ТОк		62,3
Шихта		3,5
Окисление восстановителя		31,2
Горение электродов
Расход
Тепло фероникеля
Теепло шлака		48,2
Тепло с газами		25,
Эндотермические		4,2
Окр		6,2
Потери		3,9

Производство никеля энергоемко и потребление металлургии никеля 15% от потребления всей цветной металлургии.

Удельные расходы по никелю

Тип	Электроэнегия кВт	Условное топливо
Огневой
Электролитичесий		1,1
Фероникель

 

Нормативы выработки тепла благодаря ВТЭР.

Тепло отходящих газов в отражательной печи при производстве меди гКал/тонн 0,802

Тепло газов конверторов на тонну черновой меди 1,5

Тепло отходящих газов на тонну концентрата обжиговых печей 0,621

Тепло охлажденных шахтных печей (кессонами) при плавке агломерата ОНР 0,2

Тепло шлака при шахтной плавке ОНР 0,447

Для руднотермических печей Тепло отходящих газов 0,171

Для печей, использующих кессонированный элементы – повышенная статья потерь тепла с водой на охлаждение кессонов до 25%.