Waste Conversion Systems
АО "НТІ ТТР" - ексклюзивний дистриб'ютор у межах України
ТЕХНІЧНИЙ ОПИС ПРОЦЕСУ ПЕРЕРОБКИ ТВЕРДИХ ПОБУТОВИХ ТА ІНШИХ ВІДХОДІВ (ТПВ) В ГАЗ МЕТОДОМ ГАЗИФІКАЦІЇ (ПІРОЛІЗУ) З ПОДАЛЬШИМ ВИРОБНИЦТВОМ ПАРУ І ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ
|
|
|
|
|
UKRAINE: RTI TTR JSC Kolomenskaya str.3 Kharkiv, 61166, p/b 352 |
USA : Waste Conversion Systems Inc.(WCS) 300 Hylan Road, Ste 210, Rochester, NY, 14623. |
Вступ
Даний опис має загальний характер. Світлини, що наведені в описі, не є зразками саме тих компонентів, які будуть запропоновані по проекту. Вони наведені тільки для здобуття загальної уяви відносно технології та устаткування заводу.
Історично існують дві технології переробки твердих побутових та інших видів відходів:
1.Безперервна переробка в шахтних камерах з подальшим руйнуванням компонентів газів, що утворилися, в окремій камері допалювання.
2.Періодична переробка в камерах газифікації з подальшим допалюванням.
Оскільки Метод 1 набагато раніший, старі системи безперервної переробки, які досі працюють в багатьох країнах світу, мають гірші екологічні показники, ніж сучасні системи газифікації (Метод 2), що з'явилися набагато пізніше і засновані на нових розробках систем автоматичного управління процесами спалювання і хімічних технологій високих температур.
Через це в населення виникла невірна думка, що безперервна переробка відходів шкідливіша для довкілля. Проте, сучасні системи безперервного спалювання можуть мати екологічні результати, сповна порівнянні з методом газифікації, за умови вживання коректних сучасних методів газоочистки.
Метод газифікації заснований на термічній обробці ТПВ в камерах газифікаціЇ (піролізу), якІ також називають первинними камерами. Гази піролізу потім переходять у вторинну камеру допалювання для знищення шкідливих компонентів і звідти подаються на бойлер. Після бойлеру і газочистки гази випускаються в атмосферу, проходячи при необхідності охолоджування в градірнях. Для безперервного вироблення електроенергії потрібна наявність як мінімум двох камер, що працюють в шаховому порядку, одна за одною.
|
№1 |
|
Камера допалювання газів
Камера газифікації №2
Бойлер |
|
|
||
Типовий модуль з двох камер газифікації та однієї камери допалювання газу (Ісландія)
Камера газифікації
Камера розрахована на завантаження 10-12.5 т твердих побутових і інших відходів. При коректному забезпеченню процесу такий обсяг переводиться в газоподібний стан (і золу) протягом циклу 24 години.
|
|
|
Завантаження ТПВ через верх камери
Конструкція камери газифікації дозволяє завантажувати ТПВ без їх сортування або попередньої підготовки - розсипом, упакованими в мішки, пакунки або в пресованих пакетах. Завантаження здійснюється як через передні двері(об'єкти великого розміру), так і розсипом через верх печі. Після завантаження камери газифікації процес переробки здійснюється повністю автоматично, так що використання устаткування вимагає мінімальну кількість обслуговуючого персоналу.




Система переробляє несортироване сміття
Після завантаження замикаються передні двері і кришка камери, і включаються пальники невеликої потужності для розжіга ТПВ. Залежно від вигляду матеріалу, досить 1-2 годин для запалювання, після чого процес горіння (швидше «тління»), протікає автогенно – за рахунок внутрішньої енергії.
Процес має місце при температурі 700˚С і нестачі кисню, що дозволяє понизити швидкість протікання хімічних реакцій з утворенням шкідливих компонентів (діоксиди, фуран і таке інше). Протягом 10-12 годин проходять і завершуються основні хімічні реакції, а наступні 10-12 годин використовуються для повільного охолоджування камери.
Після охолодження з камери вивантажується зола (5-20% від обсягу ТПВ) і забезпечується нове завантаження. Протягом 12 годин циклу охолоджування друга камера газифікації знаходиться в активному режимі, що дозволяє забезпечувати постійну подачу газу в камеру допалювання. Весь процес вимагає мінімальної присутності оператора. Один співробітник здатен обслуговувати до 8 камер у робочу зміну.
Зола
Залежно від вигляду та складу завантажуваних відходів можливий перехід їх у газоподібний стан становить до 95% і більше маси твердих відходів. Це дозволяє отримувати незначні кількості золи високої якості. Зола процесу не має клінкерних включень і є майже на 100% продуктом горіння з мінімальним вмістом шкідливих компонентів. Хімічний склад золи відповідає вимогам Директиви «40 CFR 261.24» (EPA TCLP Тest) Федеральної Агенції Екології США. В залежності від місцевих стандартів зола може використовуватися в дорожньому будівництві.
Зола на дні камери після закінчення 24-годинного
процесу газифікації та охолодження. Метал і скло, що не були виведені з
мусоропотока до завантаження, концентруються у золі.
Результати аналізу на вміст важких металлів
Фотокопія оригіналу результатів аналізів
Камера допалювання газів
Гази, що виділяються в процесі термічної обробки ТБО, переходять на другий рівень
технології – допалювання, де має місце термічне руйнування шкідливих
компонентів. Гарячі гази з однієї або декількох камер газифікації подаються
у вторинну камеру спалювання, де вони перемішуються з повітрям, що поступає з
довкілля та забезпечує інтенсивний турбулентний процес спалювання, що відбувається
при високих температурах близько 980˚ С. Висока
температура забезпечується як потужним пальником, так і (якщо можливо)
інжектуванням в камеру рідких горючих відходів (автомобільна олійна відробка,
антифриз і тому подібне). Головними хімічними компонентами газопотоку є молекулярний нітроген, діоксід
вуглецю, оксіген та
водяний пар. Залежно від складу сміття слід чекати присутність сірчаного ангідріду і хлористого
водню (<0.01%). Гарячі гази подаються
на бойлер і потім, після охолоджування у градірні (якщо необхідно), виводяться
в атмосферу.
Бойлер
Залежно
від загальної продуктивності модуля, потужність бойлера визначається виходячи
з необхідності максимального використання тепла газів. До 5 камер
газифікації, які зкомбіновані з камерою допалювання, можуть забезпечувати
один бойлер. Тиск і кількість пара залежать від загальної потужності камер
переробки ТПВ і технічних вимог турбогенератора. Температура пара, що
подається на турбіну, досягає 400˚C. Залежно від
дизайну бойлера, більш ніж 70% енергії газу трансформується у пар.
Турбо-генератор Рама
турбіни виконана із сталі. Передавальний механізм встановлений на рамі,
сполучений з турбіною, системою маслоподачи і поиністю готовий до роботи ще до
відправки замовникові. Датчики температури, тиску, швидкості і вібрації
приєднані до шафи управління. Електропульт, вимикачі, дистанційна панель
управління, панель з датчиками тиску пару в різних точках устаткування,
тахометр, тиск і температура олії,
витрата пара, кількість електроенергії, що виробляється, всі вони встановлені і
сполучені дротами до відправки устаткування. Для розрахунку виробництва
електроенергії приймається цифра в 0.02 Мw на 1 т ТПВ. Слід відзначити, що пар
на виході з турбіни має досить енергії для нагріву води для використання на
заводі або забезпечення тепличного господарства.
Парова турбіна і генератор середньої потужності
Газоочистка Дизайн камер газифікації і допалювання фірми WCS
дозволяє проведення процессу переробки відходів з мінімальним виділенням
шкідливих домішок. У багатьох випадках установки WCS працюють без
систем газоочистки, навіть в районах з підвищеною екологічною чутливістю до
забруднення довкілля (Кайманові Острови, Маршальські Острови та ін.). Проте, при необхідності, WCS разом зі
своїм партнером, фірмою Branch Environmental Corp.,
поставляє системи газочистки з виходом газів, що відповідають найстрогішим
нормам державам Євросоюзу і Північної Америки. Все устаткування очищення газу
оснащено баштами циркуляції газу з автоматичним контролем температури,
системами інжекції активованого вугілля для видалення металів і органічних
елементів, системами інжекції соди для контролю кислотності газу. Передбачено
також використання механічних фільтров зворотної пульсації, шнекових механізмов
з теплоізоляцією для безперервного видалення золи, блока безперервного контролю
і запису вмісту O2, CO, SO2, NOx і температури в різних точках технологічної
схеми.
Компоненти
систем газоочистки,
що
впроваджені на заводах WCS
Хімічний склад газів, що відходять після газоочистки (Ісландія)
Одиниця виміру NOX CO2 SO2 TOC HCl Норма Євросоюзу, максимально за добу: мг/м3 200 50 50 10 10 Дані моніторингу заводу WCS 20
квітня 2007 р. 58.73 30.85 16.60 1.06 0.03 21
квітня 2007 р. 199.17 32.88 18.70 1.38 6.53 23
квітня 2007 р. 174.81 34.07 19.42 1.06 1.20 24
квітня 2007 р. 182.59 40.45 25.36 0.62 0.49 Процес переробки відходів є настільки екологічно
чистим, що заводи можуть знаходитись в індустріальних зонах, без негативного
впливу на сусідні підприємства.
Завод в Шотландії Завод в Ісландії
Компоновка устаткування Модульний принцип технології дозволяє досягати
максимальної гнучкости та ступенево збільшувати чи зменшувати потужності
виробництва. Мінімальним модулем є система з двох камер газифікації і однієї
камери допалювання, сполученої з бойлером. До 4-5 камер газифікації спроможні
живити одну камеру допалювання для систем вищої потужності. Нижче наведені
варіанти поступового збільшення потужностей заводу WCS.
Один з варіантів розміщення устаткування на 100 т/добу
Варіант збільшення потужності переробки до 200-250
т/добу



Дата: 13 березня 2000
Номер запиту: 16837
Лабораторії номер: G 6534
ID зразка: Зразок золи
Установка для спалювання відходів Thayne
Форма: Зола
Результати аналізу на вміст важких металів
Метал Результати Припустима межа
40CFR 261.24
Срібло, мг/л
< 0.01
< 5.0 мг/л
Миш'як, мкг/л
< 0.02
< 5000 мкг/л
Барій, мг/л
0.216
< 100 мг/л
Кадмій, мг/л
<0.07
< 1.0 мг/л
Хром, , мг/л
<0.001
< 5.0 мг/л
Ртуть, мкг/л
0.0001
< 200 мг/л
Свинець, мкг/л
0.03
< 5000 мг/л
Селен, мкг/л
0.010
< 1000 мг/л













