Энергетические установки малой и средней мощности, работающие с газификатором отходов, содержащие органические вещества (газогенератор для получения альтернативного топлива - топочного газа из отходов, содержащих органику).
Возможные блок-схемы установок
1. Узел подготовки топлива —› газогенератор —› дизельгенератор.
2. Узел подготовки топлива —› газогенератор —› дожиматель газа —› газовая турбина —› электрогенератор —› утилизатор тепла.
3. Узел подготовки топлива —› газогенератор —› паровой котел —› турбина —› электрогенератор —› утилизатор тепла.
4. Узел подготовки топлива —› газогенератор —› паровой котел —› паро-винтовая машина —› электрогенератор —› утилизатор тепла.
Узел подготовки топлива зависит от вида выбранного топлива. Для сыпучих промышленных твердых отходов размером от трех сантиметров до сорока сантиметров узел подготовки не нужен. Для твердых бытовых отходов узел подготовки наиболее сложен. Проектируется индивидуально под местное топливо.
Все оборудование изготавливается на Российских предприятиях.
Газогенератор, как оборудование наименее известное у энергетиков, достаточно подробно описан ниже.
Утилизаторы тепла прорабатываются индивидуально под каждый проект.
Паро-винтовые машины находятся на стадии промышленной доработки на двух предприятиях в РФ. Они дешевле паровых турбин, значительно выше КПД, но есть проблемы с уплотнением.
Экономическая целесообразность использования газогенератора определяется в конкретных проектах за счет следующих факторов:
1. Снижения расходов на топливо за счет использования местных, дешевых видов топлива:
торфа;
сланцев;
бедных углей;
отходов лесозаготовки и сельского хозяйства.
2. Получения дополнительных доходов за утилизацию отходов, используемых в качестве топлива:
заводов по переработке сельскохозяйственной продукции;
химических производств, содержащих органику;
нефтеперерабатывающей промышленности;
твердых бытовых отходов;
различных видов осадков очистных сооружений.
3. Уменьшения расходов на доставку топлива за счет снижения:
транспортных расходов в места, отдаленные от трубопроводных транспортных магистралей;
капитальных вложений на системы доставки традиционного топлива:
газопроводы,
терминалы для ГСМ.
4. Снижения расходов на доставку энергии до потребителя за счет отсутствия необходимости строительства и обслуживания:
линий электропередач;
магистральных теплосетей.
5. Снижения расходов на очистку выбросов в атмосферу т.к.:
вынос пыли из реактора крайне незначителен;
концентрация кислых компонентов в продукт-газе весьма высоки, что облегчает их нейтрализацию в реакторе и тем самым упрощает работу газоочистной установки;
низкая концентрация окиси углерода, остаточных углеводородов и окислов азота.
6. Снижения расходов на утилизацию отходов либо получением из них:
огнеупорного кирпича,
тротуарной плитки,
сухих смесей,
высокотемпературного клея.
Во всех 12 проектах, просчитанных для стран СНГ, оказалось целесообразно применение в качестве топлива отходы, газифицируемые в генераторе.
Типовая комплектация энергетической установки:
комплекс подготовки (сортировки) отходов;
реактор-газификатор с устройствами загрузки и выгрузки;
энергетический блок, работающий на генераторном газе;
система утилизации золошлаковых отходов из газификатора;
система газоочистки до уровня нормативных требований.
Оборудование для реализации проектов от 250 кВт до 4,5 мВт электрической мощности:
газификаторы различных видов отходов органики;
компрессоры,
дизельгенераторы, работающие на газе,
газовые турбины,
электрогенераторы,
котлы,
тепловые насосы.
Общая характеристика газогенераторов:
объем получаемого газа 10…25 млн. м3/год;
номинальная тепловая мощность от 250 кВт до 7 мВт;
диапазон регулирования мощности 30…140 %;
полезная электрическая энергия с одного газогенератора 1…4,5 мВт;
полезная тепловая энергия, получаемая за счет охлаждения газа, полученного с одного газогенератора, и утилизации пара в котле 0,5…3 мВт;
номинальный расход абсолютно сухого топлива 0,8…1,2 т/ч;
потребление тепловой, электрической энергии и природного газа из внешних источников происходит только в пусковой период;
термический КПД 85…93%;
вес газогенератора 15…40 т без фурнитуры, с фурнитурой 50…150 т;
время непрерывной работы до 7000 ч/год.
Примечание: газогенераторы можно объединять в батарею любого количества.
концентрация кислых компонентов в продукт-газе весьма высоки, что облегчает их нейтрализацию в реакторе;
в 2-3 раза меньше NO3,
в выхлопных газах дизеля, работающего на генераторном газе, на 20…50 % снижено содержание NO3 и на 50 % дымность по сравнению с работой на дизельном топливе;
резко снижены механический недожог и твердые выбросы;
отсутствуют органические примеси в золе,
обезвреживание тяжелых металлов в золоостатках производится обработкой ортофосфорной кислотой, что переводит их в нерастворимые в воде фосфаты.
