Энергосберегающие технологии, основанные на пиролизеуглеводородосодержащих отходов
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ, ОСНОВАННЫЕ НА ПИРОЛИЗЕУГЛЕВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ
ООО "Роснефтьпроект" предлагает к реализации процесс и исходные данные для проектирования процесса "Пиролиза углеводородсодержащих отходов", с учётом требуемой "привязки" к объектам потребления топливного газа (котельные, дизельные электростанции), а также к объектам нефтеперерабатывающего комплекса полного профиля (в т.ч. и мини-НПЗ), либо к коксохимическим производствам.
Предлагаемая технология переработки твердых отходов городских и поселковых свалок позволяет обеспечить глубокую переработку и утилизацию практически любых углеродсодержащих отходов, включая накопленные на действующих свалках.
Основы технологии заключаются в том, что измельчённые подвергаются низкотемпературному пиролизу в безкислородной средепри 450-550°С. В качестве сырья могут быть использованы отходов свалок, отходы шин, отходы производства и потребления полимерных материалов (полиэтилен, полистирол и др.) и т.п.
Процесс, в зависимости от масштабов переработки, а также с учётом возможностей и пожеланий "Заказчика", может быть осуществлён в реакторах периодического и непрерывного действия, как на специально оборудованных установках, так и в действующих агрегатах для переработки твёрдого топлива (камерных печах, газогенераторах и др.).Выход смешанного пиролизного газа в пересчете на сухой существенно отличается (более чем в 5 раз) в зависимости от состава исходного рабочего топлива. Наименьший выход дает топливо на основе пищевых отходов из-за очень большого влагосодержания, наибольший - пластмассы.Ниже приведен примерный состав продуктов, получаемых при пиролизе шин и полимеров:
Основные показатели процесса*
|
Показатели |
Пиролиз |
|
|
изношенных шин |
отходов полимеров |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
Выход продуктов, % |
||
|
Смола |
45-55 |
89-92 |
|
Вода |
3-4 |
- |
|
Газ |
10-12 |
3-5 |
|
Твердый остаток |
32-35 |
3-7 |
|
Характеристика смолы |
||
|
Плотность при 200°С, кг/м3 |
900-910 |
930-950 |
|
Вязкость при 200°С, мм2/с |
3-4 |
1,2-2 |
|
Зольность, % |
следы |
следы |
|
Молекулярная масса |
160-170 |
120-140 |
|
Элементный состав, % : |
||
|
Углерод |
87-88 |
91-92 |
|
Водород |
9-9,5 |
7,5-8 |
|
Сера |
0,6-0,8 |
} 0,05-0,08 |
|
азот + кислород |
2,2-2,6 |
|
|
Фракционный состав, % об. |
||
|
до 150° |
20-22 |
38-42 |
|
до 200° |
44-48 |
61-63 |
|
до 250° |
61-63 |
65-67 |
|
до 300° |
73-77 |
73-75 |
|
до 350° |
90-92 |
95-97 |
|
Теплота сгорания, МДж/кг |
40,2 |
40,7 |
|
Состав газа, % об.: |
||
|
алкены С2-С5 |
35-38 |
68-75 |
|
метан |
22-27 |
13-20 |
|
алканы С2-С5 |
22-25 |
10-12 |
|
водород |
15-18 |
0,5-1 |
|
оксид углерода |
1-2 |
- |
|
диоксид углерода |
3-5 |
- |
|
Характеристика твердого остатка |
||
|
Зольность |
10-12 |
- |
|
Элементный состав, %: |
||
|
Углерод |
95-97 |
98-99 |
|
Водород |
1,5-2 |
1-2 |
|
Сера |
2-3 |
- |
|
азот+кислород |
0,2-0,5 |
- |
* - величины показателей процесса будут зависеть от качества исходного сырья, а также от варианта принятой технологии, в том числе аппаратурного оформления.
Использование продуктов пиролиза:
- Пиролизный газ, как правило (если нет специальных задач), используется в виде топлива для энергетических установок (котлы, газовые электростанции) и для частичного покрытия затрат тепла на собственно процесс пиролиза.
- Пиролизные смолы могут использоваться в качестве добавки к котельным топливам или же могут быть подвергнуты переработке совместно с сырой нефтью или её фракциями, соответственно увеличивая выработку конечных или промежуточных продуктов.
- Твёрдый углеродный остаток пиролиза в качестве заменителя технического углерода в некоторых резиновых смесях, а также в качестве наполнителя к целому ряду товарных продуктов, начиная от бакелитовых смол и заканчивая смесями для дорожных покрытий. Также может использоваться как твердое топливо для котлов, либо для выработки электрической энергии прямо на площадке, используя для утилизации твердого остатка типовой газогенератор.
Отходы свалок подразделяют по калорийности получаемых смол пиролиза на 2 группы: I группы с среднекалорийных и II группы высококалорийных углеродсодержащих отходов.
Отходы I группы
Таблица 1. Состав и энергетические характеристики первой группы среднекаллорийных углеродсодержащих отходов
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Отходы II группы
Таблица 2.Состав и энергетические характеристики второй группы высококаллорийных углеродсодержащих отходов
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таблица 3. Материальный баланс процесса пиролиза углеродсодержащего сырья
|
||||||||||||||||||||||||
Предлагаемая к реализации технология позволяет решить проблемы утилизации бытовых и промышленных отходов, а также использовать получаемые продукты переработки (газ, смола) как топливо для энергетических установок небольших, в том числе и сельских хозяйств.
Существует большое количество компаний, занимающихся подобной проблематикой. В частности тут покупка отходов пластика ведется проффессионально. Грамотная переработка отходов может существенно повысить эфективность производства.
Материал подготовил: Кузнецов Николай Юрьевич, ООО «Роснефтьпроект», Санкт-Петербург, 8-964-320-22-00
