1598005503-634bb8193a0a063d19abf81fb6d27ecd (811219), страница 45
Текст из файла (страница 45)
энергетики США (9! стоимость метанола, получаемого с использованием злектролитического водорода, составляет около 4,5 коп л-'. Прн стоимости природного газа в пересчете па условное топливо выше 42 руб т ' по данным [9) экономически оправдано использование электролитического водорода (производимого по перспективной технологии) для производства СНзОН при наличии болыпнх резервов СОз как побочного продукта Такая стоимость природного газа уже приближается к величине замыкающих затрат па природный газ в европейской части СССР.
Однако перспективы оказываются мекее благо. приятными пря сравнении с массовым производством метанола в районах вблизи крупных газовых месторождений, где стоимость природного газа за топну условного топлива может оцениваться на 8 — 10 руб. ниже, чем в центре европейской части СССР. В силу различий в методах экономических оценок, прянятых в США и СССР, приведенную выше пороговую величину стоимости природного газа нсльзя считать достаточно точной для условий СССР.
Однако вывод о том, что получаемый нз воды товарный водород начнет вытеснять природный газ яз процессов производства метанола раньше, чем нз процессов синтеза аммиака, можно считать достаточно обоснованным Слелует также отметить, что возможно массовое про. изводство метанола в районах дешевого угля, где более рационально использовать синтез-газ (СО+Н,), получаемый в процессе газификации угля. Стоимость водорода, производимого для нужд НПЗ и потребляемого иа НПЗ, по различным даииым колеблется в пересчете иа условное топливо от 30 до 100 руб т ' и 219 более, В связи с тем что потребление товарного водорода на НПЗ не связано с существенным изченением технологии производства, следует ожидать, что НПЗ смогут стать потребителячи товарного водорода при его стоимости меньше 100 руб т-' на месте потребления в пересчете на условное топливо.
По мере роста цен на нефть и нефтепродукты НПЗ станут потребителями и более дорогого товарного водорода [17, 1421. Таким образом, следует ожидать, что в СССР рост крупномасштабного потребления товарного водорода, пронзводимого из воды, будет происходить в первую очередь за счет предприятий по производству метанола и НПЗ, а по мере удешевления товарного водорода — за счет заводов по производству аммиака, расположенных в Европейской части СССР.
На близкую перспективу можно ожидать и промежуточного решения — использования теплоты атомных реакторов для конверсии метана, что позволит сократить почти вдвое расход природного газа. В металлургии наибольшее количество водорода используется в процессах прямого восстановления железа из руды [131. В настоящее время существует несколько заводов по производству железа прямыч восстановлением его из руды водородоч, По данным Американского института технологии газа общее производство железа таким способом в мире составляло в 1974 — !975 гг.
5265 тыс. т.год ', из них 1045 тыс. т год-' производилось в США. Предполагается, что в будущем производство железа прямым восстановлением из руд возрастет в мире до 47 млн. т год ', прн этом годовое потребление водорода для этого производства возрастет с 0,2 1О' т в 1975 г. до 2 10' т [91. В соответствии с технологией прямого восстановления на 1 т производимого железа расходуется О, 043 т водорода, 1в пересчете на условное топливо) и в настоящее время ' для этой цели используется восстановительный газ, получаемый конверсией природного газа и содержащий 74оьо водорода.
Некоторые проработки, выполненные в СССР и в США, указывают на экономическую целесообразность создания энерготехнологических комплексов для производства железа прячым восстановлением из руды [13]. Наиболее экономичный способ получения восстановительного газа— конверсия природных топлив с использованием ВТГР.
Достоинством металлургических комплексов с производством водорода является возможность использовать также и кислород, получаемый в процессе разложения воды, например для кислородных конвертеров. Создание таких 220 знерготехнологических комплексов является одним из наиболее перспективных направлений водородной энерготехнологии [143]. 7.4. Испопьзованне водорода в межотраспевых энерготехнопогнчесннх комплексах Опыт показывает, что внедрение новой технологии требует в ряде случаев пересмотра сложившихся структур производства. Поскольку водород является одновременно н энергоноснтелеч, и сырьем для химического синтеза, раздельная оптимизация систем п~роизводства электроэнергии и химической продукции оказывается недостаточно эффективной.
Более аффективными с точки зрения минимума народнохозяйственных затрат являются комплексы, вырабатывающие два или более целевых продукта. В качестве примера такого подхода в [481 рассмотрен межотраслевой энерготехиологический комплекс, вырабатывающий электроэнергик> ио заданному графику и аммиак при использовании водсарода в качестве промежуточного энергоносителя и сырья для получения аммиака, Экономические показатели такого комплекса сопоставлены с показателями традиционной раздельной системы получения роки ооухазоуои МОЬЧИОСОЬЬ уагауоя МОЩИООЬЬЬЬ Рис. 7ЛО. Структурная схема эиерютехкслогического комилекса (исходиый вариаит) 22! 10000 Х г 1Ч!95 !ВОСО 15500 ' 1В00 1В000 5 1550О 1ччгв г лелтре- нергил 1550 10ОО Сентер лроигдадстда ален тров энергии Во 223 этих продуктов, в которой сырьем для производства аммиака является при1родный газ (рис.
7,10), В течение ближайших 10 — 15 лет для энергосистем будет, по-видимому, характерна 40 — ббс1о-ная ночная разгрузка в течение всех рабочих суток и аналогичная круглосуточная разгрузка в нерабочие сутки, когда значительно сокращается потребление энергии промышленными предприятиями. Реальный суточный график электрической нагрузки энергосистемы приведен на рис. 7.11.
Базисная часть графика будет покрываться наиболее экономичными о . гч о гч о гч о гч Рис. 7.11. График электрической нагруаки энергосистемы: г — бавнсиля мощность; 1 — иолубввиснак мощттееи а- аиковаи мощносеы г — воаоролоеересруеочнвя моиососеь; 1 — ГК вЂ” варианты в саответствин с табл 7.6. электростанциями энергосистемы (например; АЭС), а покрытие переменной части графика будет производиться полубазисными, в основном работающими на угле и мазу.те, и пиковыми электростанциями на газе. Предметом дальнейшего рассмотрения является оптимизация структуры электрогенерирующих мощностей энергосистемы с учетом потребностей п~ромышленности по производству аммиака. Схема внутренних и внешних связей рассматриваемого энергопромышленного комплекса по производству двух видов продукции — электроэнергии н аммиака — показана на рис, 7.12.
Принципальная технологическая схема энер- 222 гопромышленного комплекса по производству электроэнергии и аммиака поясняется рис. 7.13. Изменение технологии производства аммиака, связанное с использованием водсгрода, заключается в исключении секции производства синтеза-газа из природного газа и замене ее секцией производства синтез-газа путем разделения воздуха н смешения получаемого азота и аргона с водородом (как в примере, рассмотренном в $ 7.3). Что касается производства электроэнергии, то, как и в 2 7.2, традиционная энергосистема, состоящая из электро- Рис.
7.12. Структурная схема эиерготехнологического комплекса (варнант полного вовлечения воаопона1 станций различных типов (базисной, полубазисной и пиковой) для покрытия как постоянной, так и переменной части графика электрической нагрузки, заменяется энергосистемой только с базисными АЭС. П1редполагается, что покрытие пиковых нагрузок реализуется путем позыв!ения начальной температуры пара. Перегрев пара в изобарном процессе осуществляется смешением высокотемпературных продуктов сгорания в кислороде водорода, полученного электролитически в часы провала нагрузки, с насыщенным паром от АЭС. Кисаореа О О ОЬ вй и Ы Ю Ю д Ю Ю Ю Ю Д Й й~ О О веа ОВ. М са О са $О Ь Ю Ю Ж ФО о х о и х о и о х й а Х .* О О и Х Ю д 3 Ю ОО Ю Ю ОО и О о О х о о х и о н о о о о х о.
О х 3 О О о н О ( о о о х О. о О о 6 х Й о С1 о х «Ф д О О. х о х й $ О о д о ю О х х х й о о о х н м х й х о й й о х х х й й о с И о о. х О о о х Ф х й й х о о о о й о О х о х о х о й х о х о х о. Рис. 1дз. Принципиальная схема аиерготехиолпгпческого комплекса При выполнении технико-экономических расчетов были соблюдены условия энергетической и экономической сопоставимости рассматриваемых вариантов как по объему производства продукции, так и по методологии рас;етов; обеспечение одинакового производственного эффекта у потребителей (одинаковый отпуск электроэнергии и аммиака); учет изменения затрат в рассматриваемых н смежных отраслях народного хозяйства. Для определения экономического эффекта, достигаемого вовлечением водорода в сферу производства электроэнергии и аммиака, были выполнены сравнительные расчеты для четырех вариантов межотраслевого энергопро.
мышленного комплекса 1. Раздельные отрасли с традиционной структурой электрогенерирующих мощностей н производством аммиака из природного газа. П. Энерготехнологический комплекс с максимальным вовлечением водорода в сферу производства аммиака, П1. Энерготехнологический комплекс с максимальным вовлечением водорода в сферу производства электроэнергии. 1Ъ', Энерготехнологический комплекс с одновременным вовлечением водорода в сферу проиэводоства аммиака н электроэнергии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
