DOI: 10.52150/2522-9117-2022-36-455-465

Губинський Михайло Володимирович, д.т.н., проф., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0003-3770-4397. E-mail: gubinm58@gmail.com

Сибір Артем Віталійович, к.т.н., доц., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0002-9974-0636

Федоров Сергій Сергійович, д.т.н., проф.. Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0002-5409-882X

Меркулов Олексій Євгенович, д.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0002-7867-0659

Губинський Семен Михайлович, н.с., Український державний університет науки і технологій,  вул. Лазаряна, 2, Україна, м. Дніпро, 49010. ORCID: 0000-0002-4598-5136

Коваль Сергій Валерійович, аспірант, Український державний університет науки і технологій,  вул. Лазаряна, 2, Україна, м. Дніпро, 49010. ORCID: 0000-0002-4115-9865

Форись Олексій Михайлович, аспірант, Український державний університет науки і технологій,  вул. Лазаряна, 2, Україна, м. Дніпро, 49010. ORCID: 0000-0002-9524-2381

ОЦІНКА ЗМЕНШЕННЯ ВИКИДІВ ПАРНИКОВИХ ГАЗІВ ПРИ ОТРИМАННІ ШТУЧНОГО ГРАФІТУ В ЕЛЕКТРОТЕРМІЧНОМУ КИПЛЯЧОМУ ШАРІ

Анотація. Однією з основних світових тенденцій розвитку світової економіки є її декарбонізація з виконанням зобов’язань щодо зменшення викидів парникових газів. Значні витрати енергоносіїв і відповідно викиди парникових газів мають процеси отримання високочистих графітованих матеріалів та чорної металургії. Тому розробка та впровадження інноваційних енергозберігаючих технологій на основі електротермічного киплячого шару дозволить вирішити емісію парникових газів при виробництві електродної продукції. Метою роботи є визначення екологічної ефективності впровадження інноваційної технології на основі електротермічного киплячого шару у порівнянні з існуючими. В основу методики досліджень покладено розрахунки емісії парникових газів з використанням питомих показників викидів при виробництві електричної енергії та спаленні природного газу. В роботі запропонована методика, що враховує структуру виробництва електроенергії та палива в Україні, їх види та якість. Враховано технологічні витрати електроенергії під час її транспортування від станцій до споживача, питомі витрати палива на виробництво електроенергії. Розрахунки проведені для чотирьох варіантів технологічного процесу, які реалізовані на ПрАТ «Укрграфіт» та включають стадію кальцинації антрациту у обертових печах чи електрокальцинаторах, стадію графітації у печах Аченсона та Кастнера. В роботі проаналізовано два варіанти технологій з електротермічним киплячим шаром. Результати розрахунків свідчать, що запропонована технологія отримання дрібнодисперсного штучного графіту на основі антрациту Донецького родовища значно зменшує викиди парникових газів у порівнянні з діючими технологіями ПрАТ «Укрграфіт» у 2-3,5 рази. Питомі викиди парникових газів зменшуються з 2500-2600 кг СО₂/ т до 390 – 780 кг СО₂/ т.

Ключові слова: парникові гази, графітовані матеріали, електротермічний киплячий шар, питомі викиди.

DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2022-36-455-465

Посилання для цитування: Оцінка зменшення викидів парникових газів при отриманні штучного графіту в електротермічному киплячому шарі / М. В. Губинський, A. В. Сибір, С. С. Федоров, О. Є. Меркулов, С. М. Губинський, С. В. Коваль, О. М. Форись // Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2022. Вип. 36. С. 455-465. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2022-36-455-465

Перелік посилань

1. Фиалков А. Углеграфитовые материалы. Москва : Энергия, 1979. 320 с.
2. Петров Б. Энеросбережение при производстве электродного термоантрацита. Київ : Екотехнологія, 2006. 144 с.
3. Губинский М., Федоров С., Ливитан Н. Печи для производства высокочистых углеродных материалов. Теория и практика тепловых процессов в металлургии : Материалы Міжнародной научно–практической конференции, м. Екатеринбург, 8 верес. 2012 р. Екатеринбург, 2012. С. 79–83.
4. Schobert H. Chemistry of fossil fuels and biofuels. Cambridge University Press, 2013. 480 p.
5. Теплоэлектрическое состояние печей графитирования Аченсона / С. Лелека та ін. Киев : Rntd,-НТУУ «КПИ», 2013. 238 с.
6. Печі з електротермічним киплячим шаром / А. Сибір та ін. Металургійна та гірничорудна промисловість. 2020. № 2. С. 42–61.
7. Gupta С., Sathiyamoorthy S. Fluid bed technology in materials processing. Boca Raton, Fla. : CRC Press, 1999. 528 p.
8. Method and apparatus for heat treatment of partyculats in an electrothermal fluidized bed furnace and resultant products : пат. WO 2005/028978 A1 : F27B 15/10. № PST/US2004/029814 ; заявл. 10.09.2004 ; опубл. 31.03.2005.
9. Effect of anthracite heat treatment parameters during shock heating on the properties of carbon materials / A. Sybir et al. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologi. 2022. № 5. С. 94–101.
10. Gas In ven to ries Programme, Eggleston H.S., Buendia L., Miwa K., Ngara T., and Tanabe K. (eds). Pub lished: IGES, Japan. 2006. Vol. 2: Energy. IPCC. 47 p. URL: https://www.ipccnggip.iges.or.jp/pub lic/2006gl/pdf/2_Volume
11. Вольчин І., Гапонич Л. Викиди парникових газів на українських теплових електростанціях. Энерготехнологии и ресурсосбережение. 2019. № 4. С. 3–12.
12. Енергетична стратегія України на період до 2030 р. : Стратегія Каб. Міністрів України від 24.07.2013 р. : станом на 18 серп. 2017 р. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/n0002120-13#Text.
13. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). Санкт-Петербург, 1998. 257 с.
14. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. URL: https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/.
15. Річний звіт з моніторингу проекту СВ «Скорочення викидів парникових газів внаслідок заходів з підвищення енергоефективності та утилізації вторинного тепла на ВАТ «УКРГРАФІТ» за період 1 січня 2008 року по 30 листопада 2012 року, Версія 2.0, 12 грудня 2012 року/ https://carbonunitsregistry.gov.ua/ua/proekti_spilnogo_vprovadzhennya.