Переработка отходов методом фильтрационного горения

1.

СВЕРХАДИАБАТИКА
Переработка отходов методом
фильтрационного горения
Институт проблем химической физики
Российской академии наук
Черноголовка, 2019

2.

ОТХОДЫ – глобальная проблема,
и в то же время – значительный ресурс

3.

Принципы обращения с отходами
Предпочтения
Предотвращение образования
Повторное использование
Переработка
Получение энергии
Обезвреживание
Захоронение
Предпочтительные методы
обращения с отходами так же
не являются безотходными….

4.

Наиболее известные примеры предприятий
по получению энергии из отходов
Essex County Resource Recovery
Facility, Newark, New Jersey
Montgomery County Resource
Recovery Facility in Dickerson,
Maryland, USA (1995)
SYSAV waste-to-energy plant in
Malmö (2003 and 2008), Sweden
Waste to Energy (WtE) –
процесс получения
тепловой или
электрической энергии
непосредственно при
переработке отходов.
Lee County Solid Waste Resource
Recovery Facility, Fort Myers, Florida,
Teesside EfW plant near Middlesbrough,
USA (1994)
North East England (1998)

5.

Экология сжигания отходов
Инсинерация – сжигание органических материалов, таких как
отходы, с получением энергии.
Современные инсинераторы могут удовлетворять самым строгим экологическим
требованиям. Однако подавляющее большинство таких заводов основаны на процессе
прямого сжигания отходов, при котором образуется колоссальное количество токсичных
загрязнителей, в том числе, дибензодиоксины и дибензофураны.
Чистота выбросов в них достигается за счет чрезвычайно сложных и дорогих систем
очистки выбросов. Очевидно, что это не самый рациональный путь.
Рациональнее предотвращать образование загрязнителей,
чем полагаться на последующую очистку!
Газификация – оптимальный путь переработки отходов

6.

Газификация в сверхадиабатическом
режиме
Явление концентрации тепловой
энергии в противоточной системе
- Развита математическая теория,
- Созданы методы математического и
физического моделирования,
- Исследован химизм и кинетика процессов.
C + O2 + H2O CO + H2
Δ Тsad
~ 10 Δ Тad
Эффективная внутренняя рекуперация тепла позволяет
осуществить процесс газификации низкокалорийного твердого
топлива без дополнительных энергозатрат.

7.

Двустадийный процесс получения
энергии из низкосортных твердых топлив
и переработка горючих отходов
1 стадия:
Газификация в сверхадиабатическом
режиме с получением CO, H2 и жидких
продуктов пиролиза.
2 стадия:
Полученный на первой стадии
продукт-газ сжигается в стандартных
устройствах с утилизацией энергии.
Зола может
использоваться
для изготовления
строительных
материалов.
Достоинства метода
1. Возможность использования местных и альтернативных топлив, а также
возможность безотходной утилизации разнообразных типов отходов.
2. Рекордно высокий энергетический КПД (до 95 %).
3. Модульный принцип построения технологического процесса.
4. Экономическая эффективность.
5. Высокая экологическая чистота процесса.

8.

Технология оптимальна для
переработки с получением энергии:
1. Твердых бытовых отходов,
2. Биомассы, в том числе древесины, отходов лесной
и целлюлозно-бумажной промышленности,
3. Низкосортных углей и высокозольных углеотходов,
4. Торфа, сланцев и других ископаемых горючих,
5. Отходов сельского хозяйства,
6. Нефтешламов и других видов нефтеотходов,
7. Использованных автомобильных покрышек, отходов
химической и полимерной промышленности,
и других горючих отходов.

9.

Содержание вредных веществ в дымовом
газе при сжигании ТБО (до очистки)
Колосниковая печь,
мг/м3
Сверхадиабатика#,
мг/м3
Норматив
ЕС *,
мг/м3
2000
150
10
-
8
10
HCl
600
6
10
HF
5
0.5
1
NOx
350
465
200
SO2
230
171
50
CO
-
4
50
Hg
0.3
0.01
0.05
Cd + Tl
1.6
0.1
0.05
Sb + As + Pb + Cr + Co +
+ Cu + Mn + Ni + V
60
7.5
0.5
3 нг/м3
0.2 нг/м3
0.1 нг/м3
Загрязнитель
Пыль
Органический углерод
Диоксины
#
По данным прямых измерений на установке Ekogastek OY (Финляндия).
* DIRECTIVE 2000/76/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND COUNCIL ON THE INCINERATION OF WASTE
(OJ L 332, 28.12.2000, p. 91), Corrigendum OJ L 145, 31.5.2001, p. 52 (2000/76/EC)

10.

Разработаны и созданы
лабораторные и пилотные установки
различного масштаба
а также опытно-промышленные установки
15 тыс. т в год (Финляндия)
15 тыс. т в год (г. Москва)

11.

III поколение газификаторов –
наклонный вращающийся газификатор
Разработки защищены
совместными патентами
ИПХФ РАН и
ООО Европрофиль.
Специально для газификации таких
сложных, нерегулярных топлив, как ТБО,
был разработан новый тип газификатора –
наклонный вращающийся газификатор
Стабилизация фронта горения
обеспечивается вращением наклонного
цилиндрического реактора

12.

Пилотная установка и газификатор
промышленного масштаба
Совместно с нашим промышленным партнером
ООО «Европрофиль» были разработаны
пилотная установка,
а также газификатор промышленного масштаба,
производительностью до 20 тыс. тонн в год
(Московской обл., Рузский р-он).
Тестовые испытания промышленного газификатора намечены на апрель-май 2019 года.

13.

Спасибо за внимание!
Институт проблем химической физики
Российской академии наук
142432, Московская обл., г. Черноголовка,
проспект Академика Семенова, д.1.
Директор института
Академик, вице-президент РАН
Сергей Михайлович Алдошин
E-mail: [email protected]
Тел.: (495) 993-57-07, (49652) 2-19-30