Модуль уничтожения отходов и генерации синтез-газа

Введение

Общие сведения о Модуле

Модуль «МТК-2000» является технологическим оборудованием, предназначенным для термохимической конверсии углеродсодержащего сырья (топлива), в том числе отходов, в генераторный (искусственный синтетический горючий) газ.
Основными функциями модуля «МТК-2000» является прием подготовленного сырья и его газификация экологически чистым способом.
Модуль «МТК-2000» имеет адаптивную производительность и может перерабатывать от 500 до 2000 кг сырья в час.
В результате конверсии 1 кг сырья образуется от 2 до 4 нм3 (в зависимости от характеристик сырья) генераторного газа. Генераторный газ в составе локального энергетического комплекса «ЛЭК-2000» разработки ООО «БиоРЕКС» используется для производства тепловой и (или) электрической энергии. Кроме того, из генераторного газа могут быть синтезированы искусственные жидкие моторные топлива.
Модуль «МТК-2000» может функционировать как вне состава, так и в составе локального энергетического комплекса «ЛЭК-2000», для чего он имеет штатные присоединения к модулям автоматической сортировки сырья (модулю «МС 5000»), модулю-транспортёру «МТ-2000», очистки генераторного газа (модулю «МОС-4000»), модулю утилизации тепла (модулю-котельной «МК 2000») и генерации электроэнергии (модулю «М-2000») разработки ООО «БиоРЕКС».
На Рис. 1 показана визуализация 3D-модели локального энергетического комплекса «ЛЭК-2000».
.

Модуль выполнен в объемной раме, мобильным, в габарите 20” морского контейнера. МТК-2000 является базовым технологическим узлом комплекса полной переработки углеродсодержащих материалов ЛЭК-2000, производительностью 2 МВт электроэнергии и 2 МВт тепла.

Модуль «МТК-2000» соответствует действующим санитарно-гигиеническим требованиям и отвечает требованиям по эксплуатации котельного оборудования согласно действующим нормативным документам.
Модуль «МТК-2000» предназначен для эксплуатации во всех макроклиматических районах на суше, в макроклиматических районах с рабочими значениями температуры окружающего воздуха от минус 60 С до плюс 50 С. Климатическое исполнение эксплуатации O, категория размещения 1 в соответствии с ГОСТ 15150.
Материалы, применяемые при изготовлении модуля «МТК-2000», относятся к разряду мало опасных или умеренно опасных (согласно ГОСТ 12.1.044).
Модуль «МТК-2000» является изделием заводской готовности и содержит все составные части и механизмы, необходимые для выполнения своей основной функции – приёма и газификации сырья.

Характеристики

Основные технические данные

2.1 .Основные технические данные Модуля уничтожения отходов и генерации синтез-газа приведены в табл. 1

Наименование	Модуль «МТК-2000»
Тип оборудования	Газогенератор с узлом приёма сырья
Рабочее давление в реакторе, бар	0.004÷0.01
Рабочая среда	Парогазовая смесь
Температура рабочей среды, ^оС, не менее	1250
Производительность по сырью, кг/час	500 - 2000
Коэффициент конверсии углерода, %	99,9
Производительность по генераторному газу, нм³	1000 … 8000
Теплотворная способность генераторного газа, ккал/ нм³	3000 … 5000
Химический состав генераторного газа (расчётный, номинальный)	СО	15 … 20 %
	H₂	15 … 20 %
	CH₄	60 … 65 %
	CO₂	0,5 … 1 %
	N₂	5 … 7 %
Установленная мощность, кВт	27
Сырье	Углеродсодержащее сырье, смесь
Влажность сырья, %	Не более 40%
Зольность сырья, %	Не более 40%
Количество часов работы в год	8 000 – 8 500
Режим работы	Трехсменный, непрерывный
Мощность тепловая, макс, МВт	6,0
Компоновка	Объемная рама 1 х 20” контейнер
Габариты Д х В х Ш	6000 х 2500 х 2500
Масса Модуля, кг, не более	7000
Требуемая инфраструктура	Подключение 380 В, подача сырья и подключение к теплосъёмнику (камере дожига)
Выбросы	Выбросы в атмосферу, почву и воду отсутствуют. Зольный остаток направляется в модули переработки зольного остатка «МО-500» и производства минеральных удобрения «ММУ-2000»

2.2. При использовании сырья повышенной влажности, мощность реактора газификации может снижаться.

Требования к сырью

МТК-2000 способен принимать и перерабатывать как традиционные ископаемые виды сырья – уголь, торф, сланцы, сапропель и др.,- так и возобновляемые виды сырья – углеродсодержащие отходы производства и жилищно-комунального хозяйства.
Без дополнительной подготовки МТК-2000 способен принимать:

Щепу, опилки, ветви, обрезь, мелкостой и другие отходы деревообработки.
Солому, лузгу, навозы не выше 40% влажности и другие отходы сельского хозяйства.
ТБО жилого и общественно-бытового сектора. Отсев мусоросортировочных заводов, упакованный в тюки.
Другие измельченные виды твердых сыпучих отходов.

Особых требований по размеру входящих частиц сырья не предусмотрено.

Влажность сырья не должна превышать 40% от массы.
Зольность сырья не должна превышать 40% от массы.

Реакторы БиоРЕКС™ позволяют перерабатывать одновременно несколько видов углеродсодержащего сырья в смеси, что положительно сказывается на энергетическом балансе установки.

Состав изделия

МТК-2000 является изделием заводской готовности и содержит части и механизмы, необходимые для выполнения основной функции модуля – приема и газификации сырья.
На рисунке 2 представлен внешний вид модуля в снаряженном состоянии.

Модуль «МТК-2000» БРЦК 010100.000 состоит из следующих основных составных частей:

блока механизированного БРЦК 010110.000;
устройства поджига БРЦК 010140.000;
устройства золоудаления БРЦК 010150.000;
комплекта электрооборудования и оборудования автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) БРЦК 010160.000;
комплекта вспомогательного оборудования БРЦК 010170.000;
комплекта запасных частей и принадлежностей (ЗИП) БРЦК 010190.000.

Блок БРЦК 010110.000 состоит из следующих составных частей:

газогенератора термохимической конверсии БРЦК 010120.000;
блока приёма сырья БРЦК 010130.000.

Газогенератор БРЦК 010120.000 состоит из следующих составных частей:

реактора БРЦК 010121.000;
устройства рециркуляции парогазовой смеси БРЦК 010122.000.

Блок БРЦК 010130.000 состоит из следующих составных частей:

каркаса БРЦК 010131.000;
бункера сырья в сборе БРЦК 010132.000.

Схема деления модуля «МТК-2000» на основные составные части

На рис.3 представлен внешний вид модуля со снятыми облицовочными панелями

Рис. 3.

Комплект поставки

Номера строк	Наименование	Кол-во, шт.	Заводской №
1	Модуль "МТК-2000"	1	БРЦК 010100.000
2	Комплект ЗИП	1	БРЦК 010190.000
3	Акт приёмочных испытаний	1	№
4	Гарантийный талон	1	№
5	Паспорт изделия	1	БРЦК 010100.000 ПС
6	Руководство по эксплуатации	1	БРЦК 010100.000 РЭ
7	Сертификат соответствия ГОСТ Р	1	№
8	Сертификат промышленной безопасности	1	№
9	Разрешение на применение	1	№

Реактор

Реактор термохимической конверсии БиоРЕКС БРЦК 010121.000

Установленная мощность 5 кВт
Производительность (средняя) 4000 нм3/час

Основой технологической линии является реактор высокоскоростной высокотемпературной конверсии сырья с воздушным дутьем и обращенным отбором газа.
Реактор полностью герметичен. Подача сырья происходит через верхнюю часть реактора через механический пресс-затвор.
По системе подачи сырья, измельченные частицы сырья попадают в газодинамическую вихревую топку. Частицы сырья сразу попадают в высокотемпературную часть реактора и начинают вращаться со скоростью 30-50 м/с. Воздействие высокой температуры и скорость течения процессов полностью газифицируют частицы размером до 10 мм за время меньше 1 секунды.
Основная зона реактора имеет рабочую температуру 1300 – 1400оС, что позволяет выделять углерод с эффективностью 99 % и перерабатывать некоторые виды опасных отходов.
Характеристики газовых выбросов подтвердили высокую экологическую эффективность процесса при уничтожении ТБО: концентрация диоксинов и фуранов в дымовых газах без дополнительной очистки не превышает 0,1 нг/м3.

На рис.4 представлен внешний вид газогенератора

В состав реактора входят (Рис. 4)
1. Корпус реактора
2. Газодинамическая вихревая топка
3. Устройство поджига
4. Устройство золоудаления
5. Система подачи окислителя

Корпус Реактора БРЦК 010121.000 (Рис. 5) предназначен для обеспечения непрерывного процесса газификации или конверсии поступающего сырья, в т.ч. твердых бытовых отходов, в генераторный газ.

Корпус реактора выполнен в виде герметичной емкости, футерованной по всей внутренней поверхности керамическим жаропрочным бетоном.

Основные технические характеристики
Масса не более 2000кг
Габариты
Высота 2450мм
Ширина 1600мм
Длина 1600мм
Рабочая температура в рабочей зоне - 1400 оС
Рабочая температура в ресивере - не более 450 оС
Рабочее давление в реакторе - не более 0.1кг/см2

В нижней части реактора оборудована газодинамическая вихревая топочная камера. Пуск производится за счет устройства поджога, которое разогревает рабочую зону реактора до 900-1000оС, после чего начинается подача сырья и дутья. в которой за счет высоких скоростей вращения частиц сырья и протекания реакций, реакция термической конверсии проходит примерно за секунду.

Устройство поджога предназначено для обеспечения стартового прогрева реторты реактора до температуры самовозгорания сырья. После получения стабильного процесса термохимической реакции устройство розжига выключается. Топливом для устройства может являться баллонный газ или дизельное топливо.

Система золоудаления
Реактор оборудован автоматической пневматической системой золоудаления, которая выносит зольный остаток вместе с газовым потоком в бункер промежуточного сбора и охлаждения.

Магистраль подачи окислителя
Магистраль подачи окислителя предназначена для подачи пара в рабочую зону протекания термохимических реакций и состоит из вентилятора высокого давления, обратного клапана на нагнетательной ветви газового канала, предохранительного клапана на всасывающей ветви газового канала, трубопровода и активатора парогазовой смеси.

Оборудование

Узел приема сырья БРЦК 010130.000

Узел приема сырья предназначен для:

Приема и переработки ископаемых видов углеродсодержащего сырья – угля, ила, торфа, сланцев.
Приема и переработки подготовленных твердых бытовых отходов предварительно отсортированных от крупных металлических и минеральных включений и измельченных до фракции 10 х 20 х30мм и упакованных в мягкую одноразовую тару.
Приема и переработки органического сырья, щепы, веток, соломы, а также навозов.
Создания резерва сырья на 1 смену непрерывной работы.

В состав узла приема сырья входит: (Рис. 8)
1. Каркас
2. Бункер сырья

Узел опционально комплектуется:
Конвейером автоматической подачи сырья, упакованного в мягкую одноразовую тару;
Системой автоматического взвешивания поступившего сырья;

Каркас (Рис. 9)

Каркас представляет собой жесткую сварную конструкцию, специально спроектированную, и обеспечивающую размещение оборудования в единой раме, погрузку-разгрузку модуля при транспортировании.

Масса не более 1300кг
Габариты
Высота 2450мм
Ширина 2500мм
Длина 6000мм

Бункер сырья (Рис. 10)

В состав бункера сырья входит (Рис. 10)
1. Бункер
2. Ворошитель
3. Активатор
4. Подающий шнек

Основные технические характеристики:
Масса не более 2400кг
Габариты:
Высота 2050 мм
Ширина 2200 мм
Длина 3600 мм

Бункер сырья объемом 18 м3 предназначен приема сырья и создания оперативного резерва сырья. Сырье подается в бункер сверху погрузчиком или транспортной лентой, а также конвейером через съемную торцевую стенку модуля. Бункер оборудован системой разрушения подпрессованного сырья, упакованного в мягкую одноразовую оболочку, извлечения из нее содержимого, разрыхления и непрерывной подачи через магистраль топливопровода в реактор. Конструкция топливопровода обеспечивает уплотнение сырья при вводе в реактор для создания воздушной пробки.
Система ворошителей оборудована автоматическим реверсом при заклинивании и развивает усилие до 10 тонн.
Дополнительная сортировка сырья от мелких металлических предметов из черной стали производится встроенным магнитным сепаратором.
Избыток влаги, содержащейся в сырье, удаляется посредством пропускания сырья через перфоратор.

Система управления и автоматика

МТК-2000 оснащён самыми современными средствами автоматизации и управления. На борту модуля установлены частотные преобразователи на электрических приводах, позволяющие точно регулировать процесс измельчения и подачи сырья. Модуль оборудован газоанализатором, датчиком давления, 4-мя температурными датчиками, расходомером. Данные от всех исполнительных механизмов и датчиков поступают на центральный контроллер, имеющий сенсорную панель управления.
Предусмотрена аварийная остановка и ручное управление агрегатами.
Все основные производственные процессы автоматизированы и оснащены узлами учета и контроля входящего сырья – по весу, влажности и выходящей продукции по объему и температуре. Установка оборудуется системой GPS, камерами видеонаблюдения и GSM-контроллером. Все данные передаются в режиме реального времени на центральный пульт управления диспетчерской службы, что позволяет контролировать основные производственные процессы и управлять работой установки в режиме on-line. Через GSM-контроллер, в случае необходимости, данные передаются владельцу комплекса и операторам.

Гарантии

Гарантийное и техническое обслуживание.

Срок службы МТК-2000 составляет не менее 15 лет.
Средняя наработка на отказ (время до первого капитального ремонта) – 50 000 часов.
Среднеремонтный ресурс комплектующих узлов модуля – не менее 300 000 циклов или 50 000 часов.
Указанные ресурсы и сроки службы действительны при соблюдении Заказчиком требований действующей эксплуатационной документации.
Гарантийный срок эксплуатации – 2 года с момента ввода в эксплуатацию, но не более 2,5 лет с момента поставки.
В пост-гарантийный срок ТО проводиться на основе отдельного договора.

Персонал, обучение

Обучение и сертификация

В цену поставки включено двухнедельное дневное обучение двух операторов модуля. Кандидатов для обучения предоставляет Заказчик. По результатам обучения операторы сдают экзамены на профессиональную пригодность и в случае успешной их сдачи сертифицируются для работы на оборудовании. В случае, если обучающийся не показывает должного профессионального уровня при сдаче экзаменов, сертификат не выдается, а Заказчик предоставляет другого кандидата и в этом случае оплачивает обучение из расчета 75 000 рублей за полный курс.

Персонал

Обслуживание МТК-2000 при работе в три смены, 24 часа в сутки, производится коллективом в составе:

Должность	Квалификация	Количество человек
Оператор	Сертифицированный специалист, материально ответственный	3
Дежурный электрик	Специалист-электромонтажник с допуском IV-й категории	2
Рабочий	Неквалифицированный работник	3
ИТОГО:		8

В составе коллектива, обслуживающего Комплекс не учтены работники, занятые подвозом сырья, обслуживанием территории, охраной и пр.

Заключительные положения

Настоящее техническое описание не является публичной офертой или обязательством заключить договор, и предназначено для ознакомления заказчика с основными техническими характеристиками оборудования.

Статус оборудования

Ваше действие

Модуль термохимической конверсии и производства генераторного газа МТК-2000