Это все – исключительно для экологии

В декабре прошлого года в Мончегорске стартовала подготовка площадки под строительство нового медерафинировочного производства Кольской ГМК, дочернего предприятия «Норникеля» в Мурманской области. На территории бывшего Плавильного цеха, закрытого еще в 1998 году, предстоит снести около 78 тыс. кубометров фундаментов старых зданий и сооружений. Расчистку планируют завершить летом этого года, после чего сразу же приступить к строительству (проектирование и процедуры по выбору подрядчика уже начаты). Этот проект, в который «Норникель» намерен вложить 106 млрд рублей, планируется завершить в 2025 году. Мощность нового производства составит 150 тыс. тонн меди в год (в два раза больше, чем у «старого» Металлургического цеха, закрытого в марте прошлого года), будет создано более 1 тыс. новых рабочих мест.

Хотя стройка в Мончегорске нужна, прежде всего, для расширения рафинировочных мощностей «Норникеля», она также вписывается и в стратегию по модернизации и замене устаревших и неэкологичных звеньев технологической цепочки. Новый цех меди построят по современной технологии «обжиг – выщелачивание – электроэкстракция», с минимальным воздействием на окружающую среду (извлечение диоксида серы в серную кислоту – не менее 99,5%, бессточная замкнутая система водооборота). Подробнее об этом можно прочитать по этой ссылке.

При этом с учетом остановки в декабре 2020 года плавильного цеха в пос. Никель в той же Мурманской области (об этом – вот здесь) вредные выбросы в атмосферу на российско-норвежской границе прекратились полностью, а суммарные выбросы диоксида серы по Кольскому дивизиону по итогам 2021 года (в том числе и благодаря закрытию МЦ в Мончегорске) сократились на 78% (по сравнению с прошлым годом) и на 90% по сравнению с уровнем базового 2015 года, больше, чем планировалось изначально. По Норильскому дивизиону сокращение составило 14%, а в целом по Группе «Норникель» – чуть более 10%.

Но настоящий прорыв – еще впереди. Если рафинировочные переделы «Норникеля» будут в итоге сконцентрированы в Кольской ГМК, то плавильные – в Норильском дивизионе. И там для радикального снижения выбросов диоксида серы компания действует несколько иначе – реализует масштабную «Серную программу» общей стоимостью 300 млрд рублей, которая, кстати, включена в федеральный проект «Чистый воздух» и являются его крупнейшей частью. В рамках этой экологической инициативы, не имеющей аналогов в мире, на Надеждинском металлургическом (НМЗ) и Медном заводах (МЗ) строят полноценные химические комплексы, с промежуточным производством серной кислоты (это наиболее эффективная технология утилизации диоксида серы в металлургии, которая позволяет улавливать с плавильных агрегатов 99% и более газа) и выпуском в качестве конечной продукции гипса – безвредного материала (для его складирования оборудуют гипсохранилища). 

Другими словами, к основным пирометаллургическим переделам на двух своих своих ключевых заводах в НПР «Норникель» пристраивает передел химический. И делает это исключительно для решения застарелой экологической проблемы! Ведь и простому обывателю очевидно, что никакого бизнеса в производстве и складировании гипса нет и в помине. Однако благодаря реализации «Серной программы» после 2023 года выбросы диоксида серы в Норильске планируют сократить не менее чем на 45% (по сравнению с базовым 2015 годом), а после 2025-го – почти на 90%, или в 10 раз! Это приведет к тому, что и по России выбросы этого загрязняющего вещества снизятся более чем на 40%. 

«Реализация «Серной программы» в корне изменит экологическую ситуацию в нашем городе, дышать станет свободнее, выбросов не будет, не будет газа, и Норильск сможет по новому вздохнуть в части экологии», – заявлял журналистам мэр Норильска Дмитрий Карасев (цитата по «Заполярной правде»). 

«Производств, где диоксид серы в атмосфере воздуха является серьезной экологической проблемой, в России много, но таких решений, как в Норильске, честно говоря, больше нет. Ключевая и показательная программа «Норникеля» по утилизации диоксида серы предполагает беспрецедентные затраты, но является эффективным и весомым вкладом компании в экологию. Напрямую себя эта программа, конечно, не окупит, однако имидж сегодня ценится гораздо больше. Передовые проекты по декарбонизации, внедрению экологичных технологий дороже материальных активов. «Зелеными» ведь важно быть не только для того, чтобы дышалось легко, но и, так сказать, на внешнем периметре – когда компания экспортирует свою продукцию», – добавил побывавший на днях в Норильске первый зампред Комитета Госдумы по экологии, природным ресурсам и охране окружающей среды Владимир Бурматов.

«Кислород.ЛАЙФ» в конце прошлого года прошелся по стройке на НМЗ, и остался под впечатлением.

Цепочка нейтрализации

Первый этап «Серной программы» реализуется именно на «Надежде», крупнейшем в мировом Заполярье заводе цветной металлургии – здесь сейчас одновременно строится сразу 15 крупных объектов, включая гипсохранилище, а также создается сопутствующая инфраструктура. Всего запланировано смонтировать 25 тыс. тонн металлоконструкций и 10 тыс. тонн оборудования. В новостях со стройки часто объявляют, сколько из этих объемов уже сделано, и сколько залито кубометров бетона, и хотя цифры звучат внушительно, реальный масштаб работ можно оценить, только оказавшись на самой площадке.

А там реально – гигантский муравейник, где в круглосуточном режиме работают более 2 тыс. специалистов четырех подрядных организаций и более 250 единиц спецтехники (в пик работ будет задействовано до 6 тыс. человек).

Тут важно специально подчеркнуть еще один момент: строек такого масштаба в Норильске не вели с советских времен! 

Комплексы, которые построят в рамках «Серной программы» на НМЗ и МЗ, будут практически идентичными – с той лишь разницей, что на Медном заводе производство серной кислоты налажено еще с советских времен. А потому его просто «включат» в новую цепочку. А вот на площадке «Надежды» утилизировать диоксид серы ранее уже пытались, но другим способом – но технология не «пошла», и здание цеха по производству элементарной серы №2 долгие годы стояло «замороженным».

Новый цех производства уже серной кислоты возводят на его месте, оставив «в живых» только здание АБК, к наружной стенке которого еще в прошлом году пристроили каркас основного цеха длиной 216 метров и шириной 96 метров, с переменной высотой – от 37 до 43 метров. К нему же практически вплотную примыкает и новая 80-метровая дымовая труба,  возведенная осенью всего за месяц – она нужна для эвакуации остаточных газов. «В нее пойдет все, что останется после всей технологической цепочки очистки газов», – объяснил «Кислород.ЛАЙФ» начальник управления «Площадка НМЗ» Проектного офиса «Серной программы» Малик Исламов, который и провел нас по всей стройке.

Выбор локации для размещение «серного» передела и в советские годы, и сейчас неслучаен: от двух печей взвешенной плавки (ПВП), работающих на НМЗ, до 250-метровой дымовой трубы по эстакадам проложены газоходы. «По этим трубам большого диаметра все выбросы пирометаллургического передела, которые, мягко говоря, загрязняют нашу атмосферу и окружающую территорию, и проходят свой путь в небо. Наша задача – газ, исходящий от печей №1 и №2, вот в том виде, в каком он сейчас выбрасывается, из этих двух газоходов, в которые мы для этого и врезаемся, забрать, и привести к себе на площадку», – объяснил Исламов. 

В главном цехе газообразные выбросы ПВП пройдут через разные трансформации. Сначала газы нужно будет остудить (для этого здесь возвели башню испарительного охлаждения), а затем провести через двухступенчатую очистку в «мокрых» электрофильтрах – это необходимо, чтобы отделить твердые частицы (пыль). В отличие от угольных ТЭЦ, где обычно ставят «сухие» электрофильтры, на НМЗ пыль с электродов эффективнее будет смывать водой, чтобы получить на выходе т.н. кек, в котором могут оставаться и цветные металлы.

Сильно выделяется в цехе похожая на летающую тарелку огромная установка – башня смешения. «После газоочистки газы с двух технологических линий будут «сходиться» именно в ней – там они будут смешиваться и уравниваться. Дело в том, что газы от двух печей разные по содержанию, по плотности, поэтому их и нужно перемешать, и сделать в итоге газ однородным. После чего он пройдет осушку, и попадет в контактные аппараты, где посредством ванадиевого катализатора SO2 будет преобразован в SO3, а далее получится вторичное сырье – серная кислота», – упрощенно описал всю цепочку Михаил Бугаев, главный менеджер Проектного офиса «Серной программы». 

В цехе строят три контактных аппарата, с заделом: два под действующие ПВП, а еще один – под перспективный третий пусковой комплекс, который еще только планируют возвести на НМЗ в рамках расширения мощностей основного производства. Под эти огромные железные резервуары, или башни высотой 27 метров, а диаметром 12 метров, в цехе залили кольцевые фундаменты. А вокруг каждого из них – сделали еще по пять бетонных «кругов», под теплообменные аппараты; благодаря этому пол цеха сверху напоминает причудливую комбинацию из шашек.

Теплообменники – это самое крупногабаритное оборудование, которое будет установлено на объектах «Серной программы» на НМЗ. «Они или отбирают, или добавляют тепло. Газ горячий приходит, до 450 градусов по Цельсию, и, по факту, они удерживают необходимую для прохождения химической реакции температуру», – рассказал Малик Исламов. В январе в Дудинском морском порту началась разгрузка первой партии – шесть кожухотрубчатых аппаратов, каждый весом почти 200 тонн, прибыли в НПР в полной заводской готовности. По спецзаказу «Норникеля» агрегаты в сжатые сроки изготовил тамбовский машиностроительный завод «Комсомолец» (АО «ЗАВКОМ»), затем в разобранном виде их транспортировали в Санкт-Петербург, где на специальной площадке собрали и провели испытания. До Дудинки 19-метровые теплообменники на судне ледового класса шли около 30 дней (вторую партию из пяти агрегатов ожидают в середине, а третью – еще четыре – в конце марта). 

Разгрузка и транспортировка этих аппаратов – отдельная история. Этим по контракту с «Норникелем» занимается ООО «Маммут Рус», имеющее опыт, парк спецтехники и подготовленный персонал. Для выгрузки оборудования в Дудинку, например, были мобилизованы два крана Liebherr общей грузоподъемностью больше 1 тыс. тонн. С учетом погодных условий в сутки планируется выгружать не более двух теплообменников – сразу на самоходные модульные платформы SPMT (такие используют для перевозки массивных объектов – например, промышленных машин, секций мостов, кораблей и др.). Но это еще не самое сложное дело.

Дело в том, что от порта до НМЗ – около 88 км. Транспортный коридор пришлось готовить заранее – по маршруту следования даже перенесли инженерные коммуникации, подготовили плоскостные сооружения, дополнительные разворотные и перегрузочные площадки. «Расчетная скорость движения – не больше 30 км/час, а на некоторых участках (спусках и заездах на мостовые сооружения) не будет превышать 1 км/час. Мы имеем участки дороги с уклонами до 12 градусов, которые мы будем предварительно подготавливать, очищая от снега и льда, используя различную дорожную технику, в том числе специальные продувочные машины. Транспортировка одного теплообменника до пункта назначения займет не более трех суток», – рассказывал начальник управления комплектации, закупки услуг и логистики Проектного офиса «Серной программы» ООО «НН Девелопмент» Евгений Костин. 

Серная кислота из контактных аппаратов по специальным эстакадам будет утекать в соседнее здание – там для ее сбора на специальные кислоупорные бетонные основания поставят шесть резервуаров на 2,5 тыс. кубометров каждый, с обваловкой и отводящими каналами (на случай аварийных разливов). «На этом участке кислота будет накапливаться. Во-первых, она может потребоваться и для собственных нужд – поэтому здесь мы построим систему автоналива, чтобы можно было подъехать и слить в цистерны. Во-вторых, не дай бог, но что-то ведь может случиться и на следующем участке – нейтрализации, мало ли, вдруг какая-то заминка. Для этого здесь между двумя цехами и будет хранится запас на 2,5–3 суток работы», – рассказывает Малик Исламов.

Известняк из под Талнаха 

Второе важное звено всей химической цепочки – цех по приему, хранению и дроблению известняка – строят с другого края. Сам известняк будет поступать на НМЗ (а затем и на МЗ) с рудника на Мокулаевском месторождении, расположенного в 15 км от основных горнорудных предприятий компании в северо-западном направлении от Талнаха. Разработка там началась в июне прошлого года, на полную мощность – 6,5 млн тонн в год – рудник выведут в 2026 году. Кстати, запуск этого предприятия позволит компенсировать убывающие мощности ныне действующей шахты «Известняков» в Кайеркане. Но основная часть «мокулаевского» известняка пойдет именно на нейтрализацию серной кислоты.

«В первом квартале текущего года мы добудем первые 40 тысяч тонн для опробования данного материала. Всего же в текущем году планируем добыть 600 тысяч тонн, а в следующем году – до 2,3 млн тонн», – рассказывал в феврале директор рудника «Мокулаевский» Сергей Маркитан. На НМЗ известняк придет по железной дороге – два специальных ответвления от основной магистрали, и так проложенной до завода, заведут прямо в цех. Для приемки строят бункеры, в которых известняк будет дробиться до фракции 0,20, а далее по конвейерным галереям – пойдет на четыре шаровые мельницы, где из него сделают, по сути, порошок, необходимый, в свою очередь, для приготовления т.н. известнякового молока.

Для транспортировки до Дудинки этих мельниц понадобилось свыше 400 грузовых мест на кораблях «Норникеля». Под гигантские установки подготовили и соответствующие фундаменты: на каждое из сложных инженерно-технических сооружений ушло почти по 1 тыс. кубометров бетона. В декабре подрядная организация «Велесстрой» установила самую большую деталь одной из шаровых мельниц – барабан весом в 28 тонн. «Здесь же поставим восемь перемешивающих устройств, на 100 кубометров каждое, в которые будет подаваться эта «мука», а также вода, а в итоге выходить готовое молочко», – рассказывает Малик Исламов.

Продукты двух основных линий – серная кислота из накопительных резервуаров и известняковое молоко от шаровых мельниц – в итоге сойдутся в самом важном месте, которое строят в центре всей цепочке: цехе нейтрализации. В нем на таких же кольцевых фундаментах установят 24 реактора, в которых и будет происходить то, ради чего все и затевалось – процесс преобразования серной кислоты в безвредную гипсовую пульпу. «В каждый реактор будут подаваться и «молоко», и кислота. В течение часа с помощью импеллеров там будет происходить интенсивное перемешивание. Сам процесс нейтрализации длится недолго – 10-15 минут, остальное время понадобиться на сопутствующие операции: откачать, закачать, отрегулировать. В общем, именно здесь будет происходить главная химическая реакция, в результате которой и выпадет белый гипсовый осадок», – рассказывает Исламов. 

Далее, по полипропиленовым трубам длиной порядка 5 км каждая, эта субстанция потечет до гипсохранилища. Для НМЗ этот объект, площадь зеркала которого составит порядка 5 кв. км, сейчас достраивают у горы Сидельникова, с другой стороны от расположенного в том же районе хвостохранилища завода. Чтобы сократить затраты на земельные и буровые работы, к горе решено было просто «пристроить» подковообразную дамбу высотой 16 метров. По верху пройдет распределительный пульпопровод со 100-метровыми выпусками, которые смогут выдавать пульпу в разные места. В чаше дамбы будет собрано порядка 2,6 млн кубов воды, из снега, дождевых осадков, а также из действующего водосброса НМЗ. Это позволит убить сразу двух зайцев: создать готовый резервуар для системы оборотного водоснабжения и ликвидировать действующий источник стоков. 

Хотя через каждые два-три года высоту дамбы придется наращивать (резерв – еще на 18-20 метров), само сооружение рассчитано на 15 лет эксплуатации. После чего нужно будет или строить новую дамбу, или возводить новое гипсохранилище. «Но, я уверен, за эти годы в Норильске решат, что делать с гипсом: или производство какое-то из него наладить, или куда-то его перекачивать, что позволит увеличить сроки использования дамбы», – говорит Малик Исламов.

Это ответ на запрос норильчан

Как и в свое время весь НМЗ, новую химическую цепочку строят с опорой на скальное основание, а не на «вечную мерзлоту». Местами приходится копать очень глубоко, вычищая камни и оставленную предшественниками строительную арматуру чуть ли не вручную, а также с помощью водометов или воздуходувов. До начала сильных морозов в «Норникеле» успели также полностью закрыть тепловые контуры участков по производству известнякового молока и серной кислоты. Но вообще даже в суровые морозы работы на площадке не останавливаются, в том числе не только строительные, но и монтаж оборудования.

«Список оборудования очень обширный: здесь и химическое, и механическое, и механо-технологическое оборудование. Очень много вспомогательных систем – это и вентиляция, и водоснабжение, и водооборотка. Все заказано, все запроектировано по последнему слову техники. Это будет наиболее передовой объект, который планируется создать в рамках «Серной программы»», – рассказывал старший менеджер Проектного офиса «Серной программы» на площадке НМЗ Павел Жигулин. 

Начиная с весны этого года Проектный офис планирует активизировать монтаж всего технологического оборудования и различных инженерных систем, а к лету – выйти на индивидуальные испытания и пусконаладочные работы. Основные работы по полному технологическому циклу вместе с пусконаладкой планируется завершить уже в этом году. Завершение первого этапа запланировано на 2023 год. 

Подготовительные работы и техническое перевооружение передела очистки газов от пыли развернуты сейчас и на Медном заводе. Но основные стройки «Серной программы» на этом предприятии начнутся на втором этапе, в 2022-2024 годы – утилизация диоксида серы, содержащегося в богатых отходящих газах, с расширением инфраструктуры по переработке серной кислоты от медной цепочки, а также закрытие конвертерного передела с бедными и трудноутилизируемыми газами. 

«Я, как человек, много лет работавший на металлургическом производстве, могу сказать, что «Серная программа» действительно уникальна. Технологии, которые будут применяться в Норильске для снижения выбросов диоксида серы соответствуют всем современным требованиям: процессы будут максимально автоматизированы, оборудование будет использоваться высокотехнологичное. Конечно, мне понятен скепсис некоторых, кто считает, что реализация такой программы – это утопия. Ведь принято думать, что промышленное производство не бывает экологичным. Однако на моей памяти «Норникель» уже реализовывал масштабные проекты, в которые поначалу мало кто верил: и реконструкция взлетно-посадочной полосы аэропорта, и высокоскоростной интернет, и другие», – заявлял журналистам зампред городского совета, председатель депутатской комиссии по бюджету и собственности Виктор Цюпко.

««Серная программа» не просто вклад в развитие территории, но, прежде всего, ответ на запрос норильчан. За последние годы «Норникель» уже провел ряд мероприятий по улучшению экологии заполярного города. Тренд на экологичность жизни и производства сегодня продолжает набирать обороты, и компания не только идет в ногу со временем, но и уверенно сохраняет в этой сфере пальму первенства во всем мире», – считает председатель местной Общественной палаты Татьяна Скорик.