АНАЛИЗ РАБОТЫ ПИРОЛИЗНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ТКО

ANALYSIS OF THE OPERATION OF PYROLYSIS INSTALLATIONS FOR UTILIZATION OF SOLID MUNICIPAL WASTE

Nina Zaitseva

Student, Department of Industrial Heat and Power Engineering, Smolensk Branch of the Moscow Power Engineering Institute,

Russia, Smolensk

Lyubova Tatiana

Scientific supervisor, Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Assoc., Smolensk Branch of the Moscow Power Engineering Institute,

Russia, Smolensk

АННОТАЦИЯ

Цель работы – сравнительный анализ пиролизных установок различных типов, произведённых как на территории РФ, так и за рубежом. В статье акцентируется внимание на положительных качествах промышленного оборудования, их технических показателях и характеристиках. Научная новизна – определение преимуществ используемой на территории области пиролизной установки.

ABSTRACT

The purpose of the work is a comparative analysis of pyrolysis plants of various types produced both in the territory of the Russian Federation and abroad. The article focuses on the positive qualities of industrial equipment, their technical indicators and characteristics. Scientific novelty – determination of the advantages of the pyrolysis plant used in the territory of the region.

Ключевые слова: утилизация отходов, пиролиз, пиролизная установка, экология.

Keywords: waste disposal, pyrolysis, pyrolysis plant, ecology.

Вопрос о загрязнении окружающей среды в современном мире поднимается всё чаще и чаще. Интенсивное развитие всех сфер жизни и деятельности человека навряд ли способствует улучшению экологии, как раз наоборот. Тысячи тонн мусора, выбрасываемого ежедневно загрязняют собой почву, воду и воздух. В некоторых странах бытовые отходы составляют от 0,6 до 1,0 тонны на человека в год. Поэтому переработка и утилизация отходов являются важнейшей экологической, санитарно-эпидемиологической и социально-экономической задачей развитых стран. Для переработки твердых коммунальных (ТКО) и бытовых отходов (ТБО), а также другого отработанного сырья (компоненты нефтехимического производства, медицинские препараты и т.п.) разрабатываются различные методы, основанные на разных технологических принципах, включающие также последующую выработку энергии из отходов. Традиционно под утилизацией подразумевается сжигание. Но само понятие «мусор» стало шире, как было указано выше, и начало включать в себя отходы, располагающие большим потенциалом возобновляемого источника энергии, который, в свою очередь, является экологически более чистым, чем классическое природное сырьё (нефть и её производные, газ, уголь). Технологии, применяемые при переработка ТКО методом термического разложения без доступа кислорода, и последующая выработка энергии подразумевают санитарно-защитную зону в разы меньшую, чем у предприятий нефтеперерабатывающей промышленности.

Важно помнить, что энергия отходов – это не только энергоснабжение жилых поселений и промышленных предприятий, выработка электроэнергии, горячей воды и тепла, но и решение насущных экологических проблем, а именно:

• Утилизация мусора не подходящего и не подверженного переработке;
• Экономия ископаемых топливных ресурсов (газ, нефть, уголь) за счёт применения вторичных энергоресурсов;
• Сокращение площадей, отводимых под полигоны ТБО.

На территории Смоленской области существует компания, занимающаяся сбором и утилизацией ТБО – полигон твёрдых бытовых отходов в д. Кислово Духовщинского района. На базе данного предприятия установлена и функционирует пиролизная установка Фортан, приобретение которой было обусловлено рядом преимуществ перед аналогами.

Пиролизные установки фортан многофункциональны и предназначены для переработки и утилизации любых отходов помимо ТКО: шины, пластики, отходы электроники, нефтешламы, нефтезагрязненные грунты, отработанные масла, мазут, битум, замасленная окалина, медицинские отходы и др. Полный список отходов включает более 900 наименований. [1].

Преимущества пиролизных установок фортан

1. Низкий расход электроэнергии (1,0-1,4 кВт в зависимости от типа загружаемых отходов) и низкий расход топлива (30-40 л мазута на один процесс
2. Лучшая цена среди производителей.
3. Реторта выполнена из нержавеющей жаропрочной стали.
4. Печь многотопливная: можно использовать любой вид твердого топлива, газа и жидкого топлива.
5. Футеровка изготовлена из огнеупорного волокна, защищенного слоем крепкого огнеупорного бетона, армированного нержавеющей сталью, обладает высокой стойкостью к механическим и химическим воздействиям, обеспечивает температуру наружной поверхности установки не выше 60^оC, что безопасно для операторов, которые обслуживают установку в течение всего процесса.
6. Установка простая в работе и обслуживании, для операторов не требуется профессиональное образование.
7. Мобильность установки. Установки предназначены для мобильного использования: имеют стандартные размеры для транспортировки любым видом транспорта; фланцевые соединения во всей конструкции, за счет чего процесс монтажа-демонтажа не требует сварочных работ и занимает минимум время; фиксированная бетонная футеровка, поэтому демонтаж ее не требуется.

Важным преимуществом, обуславливающим выбор данной установки, стал самый большой процент выхода пиролизного газа по сравнению с конкурентами – 85-90%. Газ имеет следующий состав: водород (H₂) – 59,74 %, метан (CH₄) – 24,41 %, бутан (n-C₄H₁₀) – 6,70 %, этан (C₂H₆) – 4 %, изобутан (i- C₄H₁₀) – 2,88 %, этилен (C₂H₄) – 0,73 %, примеси – порядка 1,5% [6].

 Наряду с вышеописанной установкой в данной сфере используются:

1. Установка Т-ПУ 1 от компании «Пиролиз-Экопром»

Производитель заявляет, что утилизация отходов методом низкотемпературного пиролиза на установках Т-ПУ 1 – это рентабельное производство, которое окупает само себя и при этом может приносить дополнительный доход: оплата за утилизацию отходов, использование полученных после пиролиза продуктов в качестве вторичных энергоресурсов. [2]

2. Пиролизная печь 30-3000 GF от «Syngas-Biomass»

Самая дорогостоящая из всех представленных. Цена оборудования обусловлена рядом преимуществ: установка снабжена большим цилиндром (300 мм, что на 40 мм больше, чем у фортана), которые имеет сравнительно низкую скорость перемещения, что обеспечивает большой резерв мощности и высокую степень надёжности; конструкция внутренней системы смешения воздушных потоков выполнена так, что газ и воздух забираются отдельно и смешиваются вне камеры сгорания; все структуры расположены вертикально; чистка внутренних систем предусмотрена без разборки блока цилиндров [3].

3. Установка термической деструкции Урал-24 НПП Динамика

Установка термической деструкции (УТД) предназначена для утилизации отходов углеводородов. В отличие от конкурентов, установка не применяется в пиролизе ТКО [4].

4. АП БМП «Реактор»

Установки для пиролиза "Реактор" автономны, мобильны и компактны. Модульная конструкция позволяет перевозить оборудование грузовым транспортом к месту утилизации отходов. Корпус пиролизной установки дополнительно утеплен. Комплектуем транспортерами и другим необходимым оборудованием, металлоконструкциями. Дополнительное подъемное оборудование не требуется, т.к. установки оборудованы ручными лебедками. [5].

Для упрощения сравнительного анализа представим все известные данные в виде таблицы.

Таблица 1

Сравнительная характеристика пиролизных установок

ͯ - газообразное топливо, жидкое и твёрдое топливо (мазут, уголь)

ͯ ͯ - органическая часть ТКО, шины, пластики, отходы электроники, нефтешламы, нефтезагрязненные грунты, отработанные масла, мазут, битум, замасленная окалина, медицинские отходы

На основании всего вышеперечисленного можно сделать вывод об экономической выгоде и целесообразности применения установки Фортан, технические характеристики и показатели которой можно считать наиболее выгодными и приемлемыми, а именно: самый высокий процент выхода пиролизного газа; минимальные расход топлива и потребление электроэнергии.

Список литературы:

1. Пиролизная установка фортан. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ttgroupworld.com/ru/pirol/ (дата обращения: 20.02.2023)
2. Энергетическая компания «Пиролиз Экопром», установка Т-ПУ 1 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://piroliz-ecoprom.ru/пиролизное-оборудование-т-пу1/ (дата обращения: 20.02.2023)
3. Зарубежная энергетическая компания «Syngas-Biomass», пиролизная печь 30-3000 GF [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.made-in-china.com/co_zcxnypower/product_Rdf-Power-Plant-Rdf-Power-Equipment-Pyrolysis-of-Biomass-for-Gas-Power-Generator_eeonneyny.html(дата обращения: 20.02.2023)
4. Пиролизная установка Урал-24 компании НПП «Динамика» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://pyroliz.ru/oborudovanie/ustanovka-termicheskoj-utilizatsii-otkhodov-protochnogo-tipa-ural-24 (дата обращения: 20.02.2023)
5. АП БМП «Реактор». [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ap-bmp.promportal.su/goods/24219869/piroliznie-ustanovki-tko-m (дата обращения: 20.02.2023)
6. Федеральный закон от 30.03.1999 N 52-ФЗ (ред. от 04.11.2022) "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения"; Статья 22. Санитарно-эпидемиологические требования к сбору, накоплению, транспортированию, обработке, утилизации, обезвреживанию, размещению отходов производства и потребления. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://normativ.kontur.ru/documentid=436007 (дата обращения: 28.02.2023)