ПРОГРЕСС ЭНЕРГО
Комплекс (установка) пиролизной утилизации углеродсодержащих отходов с одним реактором - КПУ-НП-1
КПУ-НП-1 предназначен для глубокой переработки "хвостов" сортировки твердых коммунальных отходов, обезвоженных канализационных илов, отходов птицеводства, животноводства, растениеводства и других видов твердых углеродсодержащих материалов методом низкотемпературного пиролиза в реакторе барабанного типа.
Комплекс (установка) содержит один реактор пиролиза, блок очистки и конденсации парогазовой смеси, конвейерную систему подачи и загрузки сырья в реактор, шнековый транспортер выгрузки твердого остатка, градирню, котел-утилизатор неконденсируемых газов, блок очистки дымовых газов, блок нейтрализации пирогенной воды.
В технологическом процессе используются известные подходы при организации тепломассообмена и метод разделения парогазовой смеси на жидкие фракции путем управляемой конденсации, что позволяет получать из углеродсодержащих отходов топливные фракции с заданными температурными диапазонами кипения (конденсации), горючий газ, мелкодисперсный углеродистый материал.
Побочным продуктом пиролизной утилизации отходов являются два типа воды: поверхностная и пирогенная. Оба типа воды образуются в результате конденсации парогазовой смеси: поверхностная вода - на стадии сушки сырья, пирогенная - на стадии пиролиза. Пирогенная вода содержит значительно больше вредных компонентов, чем поверхностная вода. Снижение вредных компонентов до уровня ПДК осуществляется с использованием соответствующих технологий очистки сточных производственных вод.Технологическая схема работы комплекса представлена как цикличный процесс, включающий следующие стадии:
- конвейерную подачу сырья и загрузку в реактор шнековым способом;
- сушку сырья в реакторе до влажности 10-12 % при температурах 120-150 °C с разделением парогазов на воду и неконденсируемые негорючие газы;
- термическую деструкцию (пиролиз) сырья без доступа кислорода при температурах до 450°C с разделением парогазовой смеси на жидкие углеводородные фракции и неконденсируемые горючие газы;
- выгрузку из реактора горячего углеродсодержащего остатка закрытым способом с одновременным охлаждением сухим способом.
При переработке твердых коммунальных отходов применяется сортировочное оборудование для отбора крупногабаритного мусора, непиролизуемых материалов (металл, стекло, камни, земля и пр.), хлорсодержащих компонентов. "Хвосты" сортировки измельчаются до частиц размером не более 150-200 мм и по конвейеру подаются к загрузочному узлу реактора. Загрузка сырья в реактор осуществляется шнеком, расположенным внутри реактора, с подпрессовкой загруженной массы до плотности 400 кг/м3, что составляет 10 тонн для рабочего объема реактора 25 м3. После загрузки внутренний объем реактора изолируется от внешней среды для предотвращения проникновения воздуха. К горелочному устройству реактора подводится газообразное или жидкое топливо. Нагрев сырья в реакторе осуществляется путем передачи тепла через стенки труб внутреннего теплового контура. Регулирование температурного напора осуществляется изменением мощности горелки.
Стадии пиролиза предшествует сушка сырья в реакторе при температурах, исключающих термическую деструкцию органических веществ и получение углеводородных соединений. Парогазы на стадии сушки имеют характерный неприятный запах и не горючи. При охлаждении в блоке конденсации они разделяются на воду и неконденсируемую негорючую газовую смесь, которая направляется на обезвреживание огневым методом в котел-утилизатор.
При достижении влажности сырья 10-12 % температура в реакторе увеличивается до 450 °C. В ходе термической деструкции органических веществ образуются газообразная углеводородная смесь и углеродсодержащий твердый остаток. При охлаждении конденсируемая часть углеводородов переходит в жидкие топливные фракции с разделением в одном технологическом цикле на фракции по заданным температурам кипения (конденсации). Неконденсируемые горючие газы используются для питания горелочного устройства реактора. Избыток горючих газов направляется к внешним потребителям или сжигается в пламени свечи.
Для увеличения эффективности тепломассообмена веществ осуществляется постоянное ворошение сырья за счет вращения реактора. Давлением в реакторе автоматически регулируется и не превышает 0,5 кгс/см2.
После стадии пиролиза, когда образование в реакторе парогазов прекращается, горячий углеродсодержащий остаток выгружается из реактора закрытым способом с помощью внутреннего шнека. При перемещении углеродсодержащего материала по наружному шнековому транспортеру происходит его охлаждение сухим способом через водяную рубашку корпуса шнека-охладителя.
Применяемый в технологическом процессе способ управляемой конденсации парогазовой смеси позволяет получать топливные фракции с требуемыми диапазонами температур кипения, например, от 300°C и выше, от 300 до 180°C, ниже 180°C. За один производственный цикл выделяется топливо трех видов, похожее по своим характеристикам на мазут, печное топливо, солярку.
Вода на стадии сушки ТБО
Обработка видео...
Продукты пиролиза ТБО
Обработка видео...
В результате термической деструкции органическое сырье распадается на газовую и твердую фазы. После цикла пиролиза в реакторе остается порошкообразная углистая масса. На зольность твердого остатка и количество непиролизуемых включений (металл, стекло и пр.) влияет исходный состав отходов и качество их подготовки к пиролизу.