Топливо из ТБО


 
Топливо из ТБО

Применяются два основных способа управления муниципальными отходами: раздельный сбор у населения или сортировка смешанных отходов на специальном предприятии.

Первую модель применяют, как правило, к небольшим поселениям с численностью населения, не превышающей 10 тысяч жителей. Необходимо отметить, что она требует большой разъяснительной работы.

Вторая модель представляет собой оптимальное решение для мегаполисов и является самым простым и надежным способом достижения целей защиты окружающей среды.

Refuse Derived Fuel (RDF)
Refuse Derived Fuel (RDF)

«Refuse Derived Fuel (RDF) – топливо из твёрдых отходов, топливо на основе мусора, мусор, используемый в качестве топлива с целью получения теплоты в установках районного теплоснабжения».

Одну из основных целей политики индустриально развитых стран в области обращения с отходами представляет собой «Утилизация отходов в энергетических целях». В ЕС и Японии муниципальные отходы, оставшиеся после сортировки и выделения материалов, предназначенных для рециклинга, направляются на предприятия, специализирующиеся на производстве топлива из отходов.

Такое гранулированное топливо из ТБО получило специальное название Refuse Derived Fuel (RDF). Его уже более 50 лет производят в Европе и Японии, и используют преимущественно в цементном производстве.

Процесс получения RDF (Refuse Derived Fuel)

Процесс получения RDF включает несколько этапов. При сортировке ТБО, как правило, применяется пневматическая и магнитная сепарация, используются грохоты и другое оборудование, позволяющее извлечь компоненты, пригодные для рециклинга, и органические вещества для компостирования.

Топливо из ТБО представляет собой высококалорийную горючую фракцию муниципальных отходов размером около 25 мм.

Технология производства гранулированного топлива из ТБО (Refuse derived fuel plant)
Технология производства гранулированного топлива из ТБО (Refuse derived fuel plant).

Теплота сгорания специально отобранных и высушенных компонентов ТБО в 2 раза выше теплоты сгорания исходных. Поэтому одна тонна RDF заменяет тонну угля или тысячу кубометров природного газа. RDF в отличие от исходных ТБО может длительное время храниться и транспортироваться, имеет однородный фракционный состав, меньшую влажность и зольность, содержит меньше металлических включений.

Превращение (трансформация) муниципальных отходов в гранулированное топливо (raw municipal solid waste (MSW) transformed into refuse-derived fuel)
Превращение (трансформация) муниципальных отходов в гранулированное топливо (raw municipal solid waste (MSW) transformed into refuse-derived fuel)

Технология производства RDF в Великобритании

В Великобритании получила распространение технология производства RDF, разработанная исследовательской компанией «Уоррен Спринг». ТБО сначала подвергают грубому измельчению (размер частиц – до 200 мм), затем направляют на грохот для разделения на две фракции. Из крупной фракции в барабанном пневматическом сепараторе выделяют картон и бумагу, из мелкой фракции выделяют черный металл и стекло. Оставшийся материал после вторичного измельчения используется для получения RDF.

Технология производства RDF

Установка производящая топливные брикеты методу «Фероспак»

В городе Сория (Испания) функционирует установка, производящая топливные брикеты методу «Фероспак», который предусматривает предварительное смешивание измельченных ТБО с промышленными отходами растительного происхождения. Прокомпостированные отходы смешивают со «свежими» ТБО в соотношении 1:5 и загружают на сутки в биотермический реактор.

Затем смесь поступает на грохот, магнитную сепарацию и дробилку для грубого измельчения, после чего направляется в биотермическую башню, дробилку для тонкого дробления (до фракции менее 5 мм) и во вторую биотермическую башню.

За счет частичной ферментации механическая прочность компоста снижается, что способствует меньшему износу молотков дробилок и меньшей затрате энергии на дробление. Из биотермических башен материал направляется в сушилку, куда подаются газы с температурой 300-350 °С (температура материала поднимается до 120-150 °С).

RDF-Process

Подсушенный до влажности менее 8 % компост подается в пресс, выпускающий брикеты диаметром 80 мм. Плотность брикетов составляет около 1,2 т/м3, теплота сгорания – не менее 4000 ккал/кг.

Технологии производства и использования гранулированного топлива

Одним из лидеров в разработке и внедрении технологий производства и использования гранулированного топлива является итальянская энергетическая компания Marcegaglia. Один из ее проектов реализован в городе Массафра с населением 40 000 жителей, расположенном в провинции Таранто (на юге Италии). В проекте участвуют также компании: «Cisa S.p.a.», специализирующаяся на управлении отходами, и «Appia Energy».

Перерабатывающий комплекс построен в 2,5 км от центра города и введен в эксплуатацию осенью 2003 г. Ежегодно комплекс перерабатывает около 110 тысяч тонн муниципальных твердых отходов (MSW), образующихся в провинции Таранто. Это количество отходов производится примерно 200 тыс. жителями. Компания «Cisa» производит сортировку отходов, что позволяет возвратить в хозяйственный оборот все способные к использованию в качестве вторичного сырья материалы, отделять органическую фракцию и производить топливо из отходов (RDF).

Способные к использованию в качестве вторичного сырья материалы направляются на соответствующие предприятия для дальнейшей промышленной переработки, а RDF используется компанией «Appia» для выработки энергии. 

Первым шагом является отделение металлов, стекла и так далее. Все процессы осуществляются в условиях вакуума для предотвращения распространения запахов. Первое измельчение готовит отходы к процессу биостабилизации, осуществляемому в биотуннелях с температурой 55 0C, куда материал помещается на 3 дня. Затем отходы разделяются на органическую и неорганическую фракции.

Refuse Derived Fuel (RDF)
Refuse Derived Fuel (RDF)

Первая фракция снова направляется в биотуннель для трансформирования в стабильную органическую фракцию, а вторая — просеивается для отделения материалов, пригодных для получения топлива (RDF). Остатки депонируются на полигонах. Легкие фракции обрабатываются и превращаются в RDF.

Низшая теплотворная способность Мин. кДж/кг 19000

Влажность

Макс. % (по массе)

15

Хлор

Макс. % (по массе)

0,9

Сера

Макс. % (по массе)

0,6

Зола

Макс. % (по массе)

15

Pb

Макс. мг/кг

100

Cr

Макс. мг/кг

100

Cu (растворимые соединения)

Макс. мг/кг

300

Mn

Макс. мг/кг

400

Ni

Макс. мг/кг

40

As

Макс. мг/кг

5

Cd+Hg

Макс. мг/кг

7

Таблица – Требования по содержанию химических элементов и теплотворной способности, предъявляемые к RDF в соответствии с законодательством Италии

Компания «Appia Energy» управляет энергетической установкой, использующей RDF. Установка построена компанией «Marcegaglia Energy». Ежегодно из почти 100 тысяч тонн RDF вырабатывается электрическая энергия. RDF хранится в специальных сооружениях, из которых воздух отсасывается и направляется в камеру сгорания.

Полная мощность

12,25 МВт (электроэнергия)

Полезная мощность

10,00 МВт (электроэнергия)

Режим работы (эксплуатация)

7500 ч/год

Выработка энергии

75 ГВтч/год

Таблица – Технические данные энергетической установки

Сжигание топливных брикетов по технологии кипящего слоя

Сжигание топливных брикетов осуществляется по технологии кипящего слоя. Пар (60 т/ч, при давлении 43 бар и температуре 3950C) расширяется в 10-ти ступенчатой турбине с двумя технологическими циклами (высокого и низкого давления). Турбина объединена с генератором переменного тока для обеспечения выработки электроэнергии. Вода используется в замкнутом обороте.

Выработка энергии из ТБО

В Италии выработка энергии из ТБО нуждается в дополнительном стимулировании, чтобы завод, соответствующий требованиям охраны окружающей среды, выдержал конкурентную борьбу на рынке. Это стимулирование выражается в установлении специальных цен за электроэнергию. Она продается в единую энергосистему по цене, согласованной на восьмилетний период.

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

MetalSpace

Опубликовано MetalSpace

Адрес электронной почты: info@metalspace.ru
Предлагаем сотрудничество
  • Опубликуй свои произведения в электронной форме.
  • Размести научную статью или пресс-релизы на страницах нашего портала.

Оставь комментарий