Горючие (сапропелитовые) сланцы залегают в Прибалтийском бассейне, расположенном на севере Эстонской ССР и на западе Ленинградской области, в Приволжском бассейне (в Саратовской и Куйбышевской областях), а также в ряде других районов Европейской части СССР, в Сибири и Казахстане.
Запасы горючих сланцев исчисляются десятками миллиардов тонн. Наиболее изучены прибалтийские слайды, так называемые кукерситы [57, 92].
Горючие сланцы являются весьма своеобразным видом топлива, с огромным различием в ценности органической и рабочей массы. Органическая масса горючих сланцев выгодно отличается от органической массы других видов твердого топлива высоким содержанием водорода (до 10%). Содержание водорода в органической массе сланцев примерно в 1,5 раза превышает содержание водорода в органической массе древесины, торфа, бурых углей и других видов твердого топлива с высоким выходом летучих веществ и соответствует Содержанию водорода в мазуте.
Вместе с тем органическая масса сланцев характеризуется сравнительно низким содержанием кислорода и высоким содержанием углерода. В соответствии с этим теплота Сгорания органической массы сланцев примерно в полтора раза выше теплоты сгорания органической массы торфа и превышает теплоту сгорания органической массы лучших видов твердого топлива.
Однако горючая масса сланцев существенно обесценивается высоким содержанием колчеданной серы (табл. 72). Сухая масса сланцев характеризуется чрезвычайно высоким содержанием балласта, обычно превышающим 60% и достигающим у сланцев некоторых месторождений 75%. Следовательно, в состав сухих сланцев входит до 3/4 минеральных веществ, состоящих в значительной степени из карбонатов.
При прокаливании минеральной массы сланцев происходит разложение карбонатов с выделением С02 и образованием золы.
В табл. 72 минеральная масса сланцев разделена на С02, выделяющуюся в процессе прокаливания, (С02)карб и золу (А).
Рабочая масса сланцев содержит 10—20% влаги, и суммарное содержание балласта обычно превышает 65%, достигая у сланцев некоторых месторождений 75—77%.
В табл. 72 приведена низшая теплота сгорания рабочей массы сланцев (<?£), а также низшая теплота сгорания с учетом расхода тепла на разложение карбонатов (<?£.карб)- Исходя из <?н. нарб подсчитана жаронроизводитель — ность сланцев £’тах.
Вследствие высокой зольности сланцев максимальная температура, развиваемая при их сгорании, ниже жаропроизводительности, поскольку значительное количество тепла расходуется на нагрев золы.
В соответствии с этим в табл. 72, помимо жаропроизводительности сланцев imaxi приведена также жаропроизводительность, фиксируемая с учетом расхода тепла на нагрев золы сланцев до температуры *тах,
Из рассмотрения табл. 72 видно резкое различие в теплоте сгорания горючей массы сланцев и рабочего топлива, а также существенное различие в качестве сланцев, добываемых в прибалтийском бассейне (эстонские и ленинградские сланцы) и в приволжском бассейне (Саратовская и Куйбышевская области).
Низшая теплота сгорания эстонских сланцев примерно вдвое превышает теплоту сгорания волжских; теплота сгорания горючей массы ленинградских сланцев почти в четыре раза превышает теплоту сгорания рабочего топлива.
Прибалтийские сланцы используют в котельных установках электростанций и промышленных предприятий, расположенных вблизи от места добычи сланцев.
Эффективность их применения существенно возрастает при использовании золы в качестве строительного материала.
Другим направлением в использовании сланцев является их термическая переработка с целью отгонки летучих веществ. Таким путем получают сланцевый газ и жидкое топливо.
Энергетический институт им. Г. М. Кржижановского совместно с другими институтами разработал и осуществил в полупромышленном масштабе метод комплексного эиерготехнологического использования сланцев [198, 199].
Доля сланцев в топливном балансе СССР составляет ~ 1 %.
В 1965 г. в СССР добыто 21,5 млн. т горючих сланцев, в том числе 16,1 млн. т в Эстонской ССР, 4,2 млн. т в Ленинградской области и 1,2 млн. т в Поволжье. За семилетие (1959—1965) добыча сланцев возросла на 64%, а в Эстонии на 80%. Из 16,1 млн. т сланцев, добытых в Эстонской ССР в 1965 г., 12,5 млн. т получено в шахтах и 3,6 млн. т в карьерах, при этом добыча открытым способом за семилетку увеличилась в 5 раз.
Себестоимость прибалтийских сланцев составляет около 7 руб. т. у.т., при стоимости дальнепривозных донецких углей в этом районе около 10 руб т. у. т. Добычу прибалтий-
Показатели |
Сланцы |
||||
Эстонские |
Ленин Градские |
Кашпирские (Куйбышевская область) |
Озинские (Саратовская Область) |
Савельевские (Саратовская Область) |
|
Состав горючей массы, % |
|||||
Сг |
74,0 |
74,0 |
61 |
61 |
61 |
Нг |
9,5 |
9,5 |
7,5 |
8 |
8 |
Sr К |
3,9 |
3,9 |
7,2 |
6 |
5 |
Чг Ор |
1,1 |
1,1 |
7,4 |
5 |
7 |
Ог |
11,2 |
11,2 |
15,7 |
19 |
18 |
N1′ |
0,3 |
0,3 |
1,2 |
1 |
1 |
Vе |
90 |
90 |
80 |
80 |
80 |
Теплота сгорания в калори |
8900 |
8900 |
7200 |
7180 |
7200 |
Метрической бомбе QlCr ккал/кг |
|||||
Теплота сгорания ннзшая QЈ, |
8260 |
8260 |
6630 |
__ |
|
Ккал/кг |
|||||
/ ор Max’ ^ |
2120 |
2120 |
— |
_ |
|
Сухая масса |
|||||
Ас, % |
45 |
52 |
62 |
65 |
64 |
(С^карО |
16 |
16 |
12 |
7 |
10 |
Q’i, ккал/кг |
3530 |
2860 |
1960 |
— |
|
Состав рабочей массы, % |
|||||
TFP |
13 |
12 |
17 |
21 |
20 |
А* |
39 |
46 |
51 |
50 |
49 |
(С02)Рарв |
14 |
14 |
10 |
5 |
8 |
Sp |
1,3 |
1,1 |
1,6 |
1,3 |
1,2 |
SoPp |
0,4 |
0,3 |
1,0 |
1,2 |
1,7 |
ОР |
25,2 |
20,7 |
13,4 |
14,6 |
14,0 |
HP |
3,2 |
2,7 |
1,7 |
1,9 |
1,8 |
СР |
3,8 |
3,1 |
3,5 |
4,6 |
4,0 |
NP |
0,1 |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,3 |
Теплота сгорания низшая Qp, |
2760 |
2260 |
1380 |
1470 |
1430 |
Ккал/кг |
|||||
То же, Qg нарб, ккал/кг |
2630 |
2130 |
1280 |
1410 |
1350 |
Кяо |
2,5 |
2,45 |
1,3 |
— |
_ |
В |
0,84 |
0,84 |
— |
0,77 |
0,78 |
Р, ккал/нм3 |
900 |
870 |
830 |
800 |
|
Д, ккал/нмI3 |
750 |
730 |
640 |
630 |
|
/ ОГ> Шах» |
1850 |
1800 |
— |
1600 |
1580 |
T — °с Гпах* ^ |
1740 |
1540 |
— |
— |
.— |
R02max. % |
18,7 |
19,3 |
— |
19,0 |
19,5 |
Сланцы |
|||||
Показатели |
Эстонские |
Ленин Градские |
Кашпирские (Куйбышевская область) |
Озинские (Саратовская ОВласть) |
Савельевские (Саратовская Область) |
% |
5 |
6 |
13 |
15 |
15 |
Л£рив. % |
15 |
21 |
40 |
35 |
36 |
(С02)Ррив, % |
5 |
8 |
3 |
6 |
|
SnPHB‘ % |
0,6 |
0,6 |
2,5 |
1,8 |
2,2 |
У0 м3 В. ПрИВ’ |
1,15 |
1,17 |
— |
1,22 |
1,25 |
V0 м3 прив’ м |
1,33 |
1,37 |
1,55 |
1,60 |
|
V0 м3 С. прив > |
1,12 |
1,15 |
1,20 |
1,24 |
|
Плавкость золы, °С h |
1200 |
1250 |
1050 |
1070 |
1120 |
Н |
1400 |
1360 |
1120 |
1170 |
1200 |
Н |
1430 |
1375 |
1140 |
1190 |
1230 |
Скпх сланцев предполагается довести к 1970 г. до 29 млн. т с использованием их преимущественно (~ 60%) на крупных электростанциях. При этом добычу сланцев в разрезах намечено увеличить до 10 млн. т, т. е. почти в 3 раза по сравнению с 1965 г. В 1970 г.~ 40% эстонских сланцев будет добываться в карьерах. Себестоимость 1 га эстонских сланцев открытой добычи в 1966 г. составила около 1,7 руб. [94]. |