Газогенераторные технологии утилизации горючих технологических и коммунальных отходов

Актуальность проблемы

За последние десятилетия проблема мусора во всем мире резко обострилась по причине изменения его качественного состава. Мусор стал по своему составу «высокотехногенным» и недопускающим его прямое сжигание в специальных мусоросжигательных печах.

Проблема нового мусора состоит в том, что он допускает только частичную сортировку. После выделения некоторых полноценных компонент (металл, стекло или ПЭТ-тара) остается практически уже не разделяемая смесь деревоотходов, бумаги, текстиля и пластмасс всевозможных видов. Нынешний текстиль в своей массе — это не классический хлопок или шерсть, а те же полимерные материалы с полимерными красителями. Кусковые отходы пластмасс также имеют широчайший спектр своего состава, недопускающий их полноценную вторичную переработку.

За рубежом также была замечена и понята недопустимость прямого сжигания отсортированных остатков в прежних мусоросжигательных печах из-за ощутимого экологического ущерба. Можно заметить попытки (и не безуспешные) этих компаний поставить это уже не эффективное оборудование в так называемые развивающиеся страны.

Основой новой концепции становится представление о мусоре, как об энергетическом сырье, а не о затратных и трудно реализуемых вторичных отходах.

В основу новой концепции закладывается задача утилизации мусора посредством выработки из него на последнем этапе таких сверхликвидных продуктов, как тепло или электроэнергия.

Имеются прогнозные данные, что в ближайшие десятилетия использование энергетического потенциала мусора может обеспечить выработку до 25% от всего объема потребляемой энергии, что сравнимо с потенциалом атомной энергетики.

По новой концепции обращения с мусором коммерческим продуктом должны стать тепло и электроэнергия, получаемые децентрализовано из горючей части мусора не зависимо от его первичного состава.

Описание технологии

В настоящее время к технологиям переработки отходов предъявляются новые требования по экологическим, экономическим и техническим показателям. Компания ЗАО «НПО Инноватех» предлагает 2-зонные газогенераторы обращенного процесса горения, имеющие возможность термохимической переработки многокомпозитного топлива, обеспечивающие повышение теплоты сгорания вырабатываемого газа и снижение вредных выбросов в окружающую атмосферу за счет уменьшения концентрации сернистых и хлористых соединений в получаемом газе посредством их хемосорбции с компонентами золы топлива (типа CaO + SO2 + 0,5O2 ® CaSO4).

Горючие растительные отходы в виде пеллет, брикетов или в измельченном виде подаются в такой газогенератор в автоматическом режиме. Повышение тепловой эффективности (КПД до 90%) обеспечивается посредством предварительного подогрева воздушного дутья за счет использования тепла отработавшей парогазовой смеси. Необходимый ресурс работы и экологичность газопоршневого агрегата обеспечиваются многоступенчатой системой очистки газа и продуктов его сгорания.

Тепловая эффективность газогенератора определяется возвратом в топочную зону части тепла от нагретых отработавших газов. Повышение калорийности получаемого газа обеспечивается совместной газификацией смеси отходов, в том числе соломы, древесной щепы, опилок, резины, пластика, а также более полным термохимическим разложением отходов на легкие горючие компоненты в 2-зонной топочной камере.

Оборудование позволяет получать генераторный газ с теплотой сгорания не менее 6,3 МДжм3 и жаропроизводительностью до 2000°С (у природного газа жаропроизводительность достигает 2042°С). По удельному расходу топлива разработка соответствует лучшим мировым образцам техники.

Новизна заключается в разработке экологически безопасного оборудования. Уникальность оборудования состоит в возможности использования горючей части мусора с очень широким спектром состава вследствие проведения процесса термолиза в определенном диапазоне температур (в отличие от прямого сжигания) в изотермических условиях, направляющих процесс неравновесного термолиза в нужном направлении для выработки качественного синтез-газа с предотвращением условий образования таких токсичных соединений, как диоксины и бензопирены.