ბაზალტის ბოჭკოების უწყვეტი მომზადების ორი ძირითადი ტექნოლოგია

1. ალის მეთოდი

ალის მეთოდი გულისხმობს წარმოების პროცესს, რომლის დროსაც სითბო პირდაპირ ზედაპირზე გადადის. ბაზალტი დნება ცეცხლგამძლე აგურისგან დამზადებულ ბაზალტის ღუმელში. ეს სითბო, როგორც წესი, ღუმელის ზედა ნაწილიდან გამომავალი ცეცხლით (მაგალითად, ბუნებრივი აირი-ჟანგბადის ან ცხელი ჰაერის წვის ან პლაზმური ალის) წარმოიქმნება. ამ პირველადი გათბობის მეთოდს შეიძლება დაემატოს ქვედა ელექტროდის გათბობა. მთელი პროცესი მოიცავს დნობას, გაწმენდას და ფორმირებას.

მცირე, დამოუკიდებელი ალის ღუმელები, რომლებიც ამჟამად ინდუსტრიაში ფართოდ არის გავრცელებული, მხოლოდ ზედაპირული ბუნებრივი აირის წვის გათბობას იყენებენ და არ აქვთ დამხმარე ქვედა ელექტროდები. თუმცა, მაღალი ენერგომოხმარების, წარმოების მაღალი ხარჯების და პროდუქტის დაბალი ეკონომიურობის გამო, ამ ტექნოლოგიის გამოყენებით მომუშავე კომპანიების უმეტესობა სერიოზულ ზარალს განიცდის და გაკოტრების ზღვარზეა.

ალის მეთოდის განვითარების მიმართულებაა ცეცხლზე გაცხელებული ავზიანი ღუმელი, რომელიც იყენებს „გაზ-ელექტრო კომბინაციის“ მიდგომას ზედა ბუნებრივი აირისა და ჟანგბადის წვით და დამხმარე ქვედა ელექტროდის გათბობით. ეს „გაზ-ელექტრო კომბინაციის“ მეთოდი წარმოების აბსოლუტურად გავრცელებული ტექნოლოგიაა. მინის ბოჭკოs, და ეს მინის ბოჭკოვანი ღუმელები ძალიან მომწიფებულად და წარმატებით მუშაობენ, განსაკუთრებით ერთეულოვანი ღუმელები, რომლებიც თითქმის სტანდარტად იქცა მინის ბოჭკოვანი ავზის ღუმელის გამწოვი ღუმელის დიზაინისთვის. ძალისხმევა გაწეული იყო ამ ტექნოლოგიის ბაზალტის ბოჭკოს უწყვეტ წარმოებაში გადასატანად, მაგრამ შეზღუდული ცდების მიუხედავად, წარმატება ჯერ არ მიღწეულა. ბოლო ორი წლის განმავლობაში ზოგიერთმა სხვა მიდგომა აირჩია, სუფთა ბუნებრივი ვულკანური ქანის ნედლეულიდან ფორმულირებული ნედლეულით (ანუ არავულკანური ქანის დიდი ნაწილის გამოყენებით) გადავიდა. ამან განაპირობა 10,000 ტონა/წელიწადში და 3,500 ტონა/წელიწადში ცეცხლზე გაცხელებული ავზის ღუმელის წარმოების ხაზების წარმატებით გაშვება და ექსპლუატაცია.

2. სრულიად ელექტრო დნობის მეთოდი

სრულიად ელექტრო დნობის მეთოდი გულისხმობს წარმოების პროცესს, რომლის დროსაც ელექტროენერგია პირდაპირ მიეწოდება მაღალი ტემპერატურის ბაზალტის დნობას ცეცხლგამძლე აგურისგან დამზადებულ ბაზალტის ღუმელში. ეს მიიღწევა ელექტროდების (მაგალითად, გრაფიტი, მოლიბდენი, კალის დიოქსიდი და ა.შ.) ან (და) სხვა ფიზიკური მეთოდების (მაგალითად, პლაზმური მეთოდები) მეშვეობით. ეს ტექნოლოგია მოიცავს დნობას, გაწმენდას და ფორმირებას.

ჩინეთში ბაზალტის ბოჭკოების უწყვეტი, სრულიად ელექტრო დნობის მეთოდი 2002 წელს ეროვნული 863 პროგრამით დაიწყო, რომელმაც ამ მეთოდის გამოყენებით მცირე მასშტაბის დამოუკიდებელი ღუმელის გამწოვი აპარატი დაასრულა. უწყვეტი დნობის მნიშვნელოვანი გარღვევაა. ბაზალტის ბოჭკო სრულიად ელექტრო დნობის ტექნოლოგიის გამოყენება 2016 წელს განხორციელდა, საპილოტე მასშტაბის ათასი ტონა/წელიწადში სრულად ელექტრო დნობის ავზიანი ღუმელის მშენებლობის დასრულებით. ეს სისტემა იყენებს მრავალრიგიან პროგრესულ ელექტროდებს, რაც საშუალებას იძლევა დნობის სითხის დონის სიღრმე 1300 მმ-მდე იყოს. პროდუქტის მონოფილამენტის დიამეტრი კონცენტრირებულია 9-22 მკმ-ს შორის, ხოლო მთლიანი ერთეულის ენერგომოხმარება 3.0-3.5 კვტ.სთ/კგ-ია, რაც ენერგიის დაზოგვის შესანიშნავ ეფექტს აჩვენებს. 2018 წელს ოფიციალურად ექსპლუატაციაში შევიდა 1200 ტონა/წელიწადში სრულად ელექტრო დნობის ავზიანი ღუმელის წარმოების ხაზი („ერთიდან რვამდე“, 400-ნახვრეტიანი სატრიალო ღეროს გამოყენებით). ის სტაბილურად მუშაობს სამ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, რაც ადასტურებს, რომ ღუმელის სიცოცხლის ხანგრძლივობამ შეიძლება სამ წელზე მეტი მიაღწიოს.

დღეისათვის, სუფთა ბუნებრივი ვულკანური ქანების ნედლეულისთვის, ბაზალტის ბოჭკოების უწყვეტი წარმოების ტექნოლოგია შენარჩუნებულია მხოლოდ ათასი ტონა/წელიწადში ავზური ღუმელის ტექნოლოგიის დონეზე და მხოლოდ მთლიანად ელექტრო დნობის მეთოდისთვის.

3. ორი ტექნოლოგიური გზის შედარება

მაღალი ტემპერატურის მახასიათებლები ბაზალტის დნობაკერძოდ, მისი დაბალი თბოგამტარობა, მაღალი სიბლანტე და მოკლე მასალის თვისებები, სწორედ ისაა, რაც უწყვეტი ბაზალტის ბოჭკოს წარმოებას ართულებს.

• ალის მეთოდი

ალის მეთოდი, შედარებით განვითარებული ტექნოლოგია, რომელიც ყოფილი საბჭოთა კავშირიდან (ახლანდელი რუსეთი და უკრაინა) შემოვიდა და ჩინეთის სპეციფიკური პირობებისთვის იყო ადაპტირებული, ფართოდ გამოიყენება. თუმცა, ინდუსტრიალიზაციის პროცესში მისი ყველაზე დიდი ნაკლი მაღალი წარმოების ხარჯები და დაბალი ეკონომიურობაა, რაც ძირითადად თავად მეთოდში არსებული ფიზიკური სტრუქტურული დეფექტებით არის განპირობებული.

დაბალი სითბოს გამოყენება

ამ მეთოდით, ბუნებრივი აირი ღუმელის ზედა ნაწილიდან იწვის, ალი პირდაპირ აცხელებს ბაზალტის დნობის ზედაპირს. სითბოს 60%-ზე მეტი აირეკლება დნობის ზედაპირით და გამოიდევნება გამონაბოლქვი აირებით. იმის გათვალისწინებით, რომ მაღალტემპერატურულ ბაზალტის დნობას ათჯერ დაბალი თბოგამტარობა აქვს, ვიდრე მაღალტემპერატურულ მინის დნობას, სითბოს გადაცემა უკიდურესად ნელია. მცირე, ერთბლოკიანი ღუმელები მხოლოდ დაახლოებით 15 სმ დნობის სიღრმის შენარჩუნებას ახერხებენ. მიუხედავად იმისა, რომ წელიწადში 10,000 ტონა სიმძლავრის ცეცხლზე გაცხელებულ ბაზალტის ავზიან ღუმელებს შეუძლიათ 50 სმ დნობის სიღრმის მიღწევა დამხმარე ქვედა ელექტროდის გათბობით, დნობა ღუმელში თეფშისებრ სტრუქტურას ქმნის, რაც იწვევს დიდ სპეციფიკურ ზედაპირს და მნიშვნელოვან სითბოს გაფრქვევას. სითბოს დანაკარგი საიზოლაციო მასალების მეშვეობით 10%-ს აღემატება. შესაბამისად, სითბოს რეალური გამოყენების მაჩვენებელი 30%-ზე ნაკლებია.

დაბალი დნობის ხარისხი

ალის მეთოდში არაღრმა დნობის დონის გამო, გასუფთავებისა და ჰომოგენიზაციის სექციები ვერ ახერხებს საფუძვლიანი ჰომოგენიზაციის მიღწევას, რაც იწვევს დნობის ხარისხის დაქვეითებას.

გამონაბოლქვი აირების გამოყოფა

ბუნებრივი აირის წვის შედეგად წარმოიქმნება გამონაბოლქვი აირები, როგორიცაა გოგირდი და აზოტის ოქსიდები.

სათბურის გაზების გამოყოფა

როგორც წიაღისეული საწვავი, ბუნებრივი აირის წვის შედეგად გამოიყოფა მნიშვნელოვანი რაოდენობით CO2, სათბურის აირი.

მაღალი ინვესტიცია აღჭურვილობაში

ბუნებრივი აირის წვის შედეგად გამონაბოლქვი აირების გამონაბოლქვის პრობლემის მოგვარება დაბინძურების კონტროლის ზომებს მოითხოვს. დაბალი სითბოს გამოყენება ასევე მოითხოვს ნარჩენი სითბოს აღდგენის ზომებს. გარდა ამისა, სუფთა ჟანგბადის წვა ჟანგბადის გენერირების აღჭურვილობას მოითხოვს. ეს სამი ფაქტორი მნიშვნელოვნად ზრდის აღჭურვილობაში ინვესტიციას. ალის მეთოდის ერთეული ინვესტიცია დაახლოებით 11,000-20,000 იუანია ტონაზე.

• სრულიად ელექტრო დნობის მეთოდი

ალის მეთოდთან შედარებით, სრულიად ელექტრო დნობის მეთოდს მნიშვნელოვანი უპირატესობები აქვს.

მაღალი დნობის ხარისხი

სრულიად ელექტრო დნობის ტექნოლოგია ეფუძნება იმ პრინციპს, რომ დნობის მაღალი ტემპერატურის გამდნარ მდგომარეობაში ნადნობი ელექტროგამტარია, რაც საშუალებას იძლევა ელექტროენერგია პირდაპირ მიეწოდოს დნობას შიდა გათბობისთვის. ელექტროდების ვერტიკალური განლაგება ხელს უწყობს ვერტიკალურ დნობას. წელიწადში ათასი ტონის სიმძლავრის სრულიად ელექტრო დნობის ავზიანი ღუმელებით შესაძლებელია 1.2 მეტრზე მეტი დნობის სიღრმის მიღწევა, რაც უზრუნველყოფს უფრო ხანგრძლივ გასუფთავებისა და ჰომოგენიზაციის მონაკვეთს. ავზში მაღალი ტემპერატურის იზოთერმული ზონა უფრო ღრმაა, რაც ბაზალტის დნობისა და ჰომოგენიზაციის უკეთეს ხარისხს განაპირობებს.

ენერგოეფექტურობა

დნობის პირდაპირი შიდა გათბობა, ვერტიკალური დნობა, უფრო ღრმა ავზები და დნობის ზედაპირზე ცივი მასალით დაფარვა ხელს უწყობს მაღალი დნობის სიჩქარეს და მაღალ თერმულ ეფექტურობას. პირველ რიგში, დნობაში პირდაპირ ჩასმული ელექტროდები უზრუნველყოფენ ჯოულის სითბოს სრულ გამოყენებას. მეორეც, ღრმა დნობის დონე, რომლის სიღრმეც ღუმელის შიდა დიამეტრს უახლოვდება, იწვევს დნობისთვის უფრო მცირე, თითქმის მინიმალურ სპეციფიკურ ზედაპირის ფართობს. ეს გეომეტრიული სტრუქტურა მნიშვნელოვნად ამცირებს სითბოს გაფრქვევას ალის მეთოდის თეფშისებრ სტრუქტურასთან შედარებით. მესამე, დნობის ზედაპირზე ცივი მასალით დაფარვა ქმნის „ცივი ღუმელის ზედაპირს“, რაც კიდევ უფრო ამცირებს სითბოს დაკარგვას.

დაბალი ნახშირბადის კვალი

სრულიად ელექტრო დნობის ტექნოლოგია გამორიცხავს ბუნებრივი აირის ალის მეთოდით წვასთან დაკავშირებულ ნახშირბადის გამოყოფას. მისი ნახშირბადის გამოყოფა განისაზღვრება მხოლოდ ელექტროქსელის ენერგეტიკული ნაზავით. თუ გამოიყენება ჰიდროენერგია ან სხვა განახლებადი ენერგიის წყაროები, შესაძლებელია ნახშირბადის ნულოვანი გამონაბოლქვის მიღწევა.

დაბალი ინვესტიცია

ვინაიდან სრულიად ელექტრო დნობის მეთოდი არ გულისხმობს ბუნებრივი აირის სუფთა ჟანგბადით წვას, არ არის საჭირო გამონაბოლქვი აირების გარემოსდაცვითი დამუშავების ან ჟანგბადის გენერირების აღჭურვილობაში ინვესტიციის ჩადება. გარდა ამისა, დნობის ზედაპირზე ცივი მასალის საფარი ნიშნავს, რომ არ არის საჭირო ნარჩენი სითბოს აღდგენის აღჭურვილობაში ინვესტიციის ჩადება. შესაბამისად, სრულიად ელექტრო დნობის მეთოდის ერთეული ინვესტიცია უფრო დაბალია.

ფასის უპირატესობა

მნიშვნელოვანი ენერგოდაზოგვა და ძირითადი საშუალებების დაბალი ცვეთა მკვეთრად ზრდის ხარჯებს.