Переработка и утилизация древесных отходов деревообработки, древесины, опилок, деревянных шпал с получением газа, дизельного топлива, электро и теплоэнергии на оборудовании Биорекс

Возобновляемые источники энергии органической природы в соответствии с общепринятой классификацией, подразделяются на группы в соответствии со своим генезисом и морфологическим составом.

Первая группа, представляет собой древесное сырье:

• Неделовая древесина, в основном мягких пород, заготовленная при санитарной вырубке лесных массивов. Потенциальный объем данного типа сырья достигает 20% от общего объема лесного массива ежегодно. 
• Отходы лесозаготовки - пни, корье, сучья, щепа. Доля отхода лесозаготовки от ее объема может составлять 40 % и более.
• Древесная и кустарниковая обрезь, образующаяся при обработке растительных насаждений в городской черте.
• Отходы деревообработки - опилки, щепа, горбыль (составляет не менее 40% от объема деревообработки).
• Отходы с различными пропитками: шпалы, телеграфные столбы, фанера, древесностружечные и древесноволокнистые материалы.

Запасы древесины в России составляют не менее 30% ее мировых запасов, что эквивалентно 18 млрд. тонн условного топлива. По предварительным оценкам, в виде отходов ежегодно образуется древесного сырья эквивалентного 40 млн тонн условного топлива.

В настоящее время в деревообрабатывающей промышленности для теплоснабжения производственных площадей и зданий, получения горячей воды, воздуха, пара, при сушке пиломатериалов в сушильных камерах применяются водогрейные, паровые котлы и теплогенераторы, использующие дорогостоящие: электроэнергию, каменный уголь, мазут, природный газ, что повышает стоимость конечной продукции и снижает конкурентные преимущества предприятий.

Оборудование для Переработки и Утилизации отходов древесины предназначено для превращения низкосортного, бросового топлива, состоящего из отходов деревообработки - древесной щепы, опилок, обрезков, стружки и горбыля, отходы с различными пропитками: шпалы, телеграфные столбы, фанера, древесностружечные и древесноволокнистые материалы, в высококалорийное Бензиновое или Дизельное топливо, в горючий газ или электроэнергию.

Введение

Компания ООО «ЦентрИнвестПроект» предлагает технологию, позволяющую перерабатывать древесные отходы деревообработки: опилки, кору, древесину, ветви, сучья, щепу в синтетический или генераторный газ - смесь СО и Н₂ с теплотворной способностью 1200 Ккал - альтернативу природному газу, мазуту и углю в паровых котлах, дизельному топливу в дизель-генераторах. Синтез-газ из установок утилизации помета БиоРЕКС™ - универсальное сырье для производства продуктов органической химии, включая моторные топлива (бензин и дизельное топливо) второго поколения.

Схема ЛЭК-1000Д по переработке древесных отходов и выработке синтез-газа

Модуль ЛЭК мощностью 1 МВтэ располагается в габаритах четырех 12-ти метровых контейнеров, перерабатывающий 1 тонну отходов в час. Узел газификации является двухъярусным.


1 – весовая платформа; 2 – приемный бункер; 3 – шредер; 4 – бункер подготовленного сырья; 5 – подача сырья в реактор; 6 – реактор газификации; 7 – скруббер; 8 – теплообменный аппарат; 9 – дизель-генератор.

Древесные отходы, поступающие на переработку, взвешиваются на весовой платформе (1) и выгружаются в герметичный бункер приема отходов (2), который является суточным запасом сырья. После чего поступают на измельчение (3), и далее в бункер подготовленного сырья (4). В реактор (6) измельченное сырье поступает по герметичному шнековому каналу (5) для выработки горючего газа.
Из реакторов паро-газовая смесь поступает в вихревой скруббер (7), где очищается от примесей пара, частиц золы и масел, затем поступает в массообменный аппарат для очистки от примесей кислот (8). Полученный очищенный синтез-газ используется для сжигания в дизель-генераторах (9).
Зола, образующаяся в процессе конверсии извлекается из реактора автоматически при температуре 100-120оС и поступает в бункер объемом 1 м3. В контейнерах с газификаторами предусмотрена звукоизоляция и вентиляция.
По желанию Заказчика, зола упаковываться в биг-бэги для захоронения, либо направляется на растворно-цементный завод для добавления в бетон.

Основные технические характеристики модуля ЛЭК-1000Д электрической мощностью 1 МВт

Узел приема и подготовки древесных отходов

Узел приема и подготовки сырья размещается в первых двух контейнерах и включает:

1. Приемный люк выгрузки сырья;
2. Измельчение;
3. Бункер хранения готового сырья.

Конструкцией предусматривается полностью герметичная линия приема и подготовки сырья с момента поступления отходов на переработку, что исключает распространение неприятных запахов.
 

Требования к сырью

Технология БиоРЕКС™ позволяет подавать на газификацию частицы сырья толщиной до 10 мм и длинной до 200 мм. Реакторы конструкции БиоРЕКС™ позволяют перерабатывать одновременно несколько видов углеродсодержащего сырья в смеси, что положительно сказывается на энергетическом балансе установки.

Реактор термохимической конверсии углеродсодержащего сырья БиоРЕКС™

Технология термохимической конверсии углеродсодержащего сырья БиоРЕКС™ занимает лидирующие позиции в сфере переработки углеродсодержащего сырья и получения энергоносителей - по цене оборудования, выходу товарных энергоносителей, экологичности и компактности.
Основой технологической линии является реактор высокоскоростной высокотемпературной конверсии с воздушным дутьем и обращенным отбором газа.

Основные конструктивные элементы реактора:

1. Гидравлический пресс подачи сырья;
2. Съемная крышка реактора;
3. Дутьевые фурмы;
4. Гидравлический пресс отбора золы;
5. Корпус реактора;
6. Проточный вентилятор;
7. Аэродинамический преобразователь;
8. Рама.

Основные преимущества реакторов БиоРЕКС:

• Один реактор перерабатывает 500 кг древесных отходов, опилок в час при влажности до 65%. При снижении влажности сырья производительность реактора может достигать 750 кг сырья в час.
• Узел газификации комплекса включает два реактора общей производительностью 1 000 кг сырья в час, вырабатывающий 2 000 м3 горючего газа в час с тепловым эквивалентом 3 000 КВт.
• Синтез-газ, производимый реакторами БиоРЕКС™ пригоден для подачи в дизель-генератор, модифицированный для работы на газе или для сжигания в водогрейном котле.
• Синтез-газ, производимый реакторами БиоРЕКС™ пригоден для сжигания в газовой горелке типа ВНК-16ВА.
• Высокий КПД конверсии углерода - до 95%, позволяющий перерабатывать материалы с малым содержанием горючих составляющих (с зольностью до 40%) или с высокой влажностью (до 65%);
• Благодаря низкой температуре отбираемого газа и обращенному процессу газификации образование окислов азота, серы, хлора или фтора идет не активно, и содержание вредных веществ находится в пределах ПДК;
• Сера присутствует в газе в восстановленных нелетучих формах (H2S, COS), которые проще поглотить, чем SO2;
• При конверсии происходит частичное разложение азотсодержащих органических соединений в безкислородной среде, что дает меньшее количество окислов азота в дымовых газах;
• Зола, выгружаемая из реактора, имеет низкую температуру, не более 300 0С, и практически не содержит остатков углерода;

Состав синтез-газа:



Реактор полностью герметичен. Подача древесных отходов деревообработки происходит в верхней части через пневмо-пресс, что позволяет исключить утечку газов из рабочей зоны реактора. Сырье проходит зоны подсушки и газификации.
Для подвода тепла в реактор используется воздушное дутьё. Теплоноситель в рабочую зону подводится радиальным вентилятором через ряды фурм, поддерживая автотермическую реакцию конверсии сырья при ограниченном количестве кислорода. На поддержание реакции расходуется не более 10% сырья.
Перед поступлением в реактор воздух проходит теплообменник и нагревается до температуры 400оС, что увеличивает скорость реакции и уменьшает образование диоксинов. Далее, воздух проходит через аэродинамический преобразователь, активирующий ионы в воздухе, и поступает в реактор, способствуя качественной активизации параметров процессов.
Основная рабочая зона реактора имеет рабочую температуру 1200 оС – 1400оС, что позволяет полностью выделять углерод с эффективностью до 95% и перерабатывать некоторые виды опасных отходов.



Реактор смонтирован в стальной раме или на колесном шасси, в габаритах морского контейнера, что позволяет транспортировать комплекс к новому месту производства и комплектовать установки, включающие от 2-х до 10-ти реакторов мощностью от 1000 до 7500 кг сырья в час.

Система воздухоподготовки и подачи воздуха

Реактор потребляет 1500 м3 воздуха в час. Подача воздуха осуществляется проточно радиальным вентилятором. Перед поступлением в реактор воздух проходит через теплообменный аппарат, нагревается до температуры 400 оС и через аэродинамический преобразователь. Подготовленная воздушная смесь поступает в рабочую зону реактора через ряды фурм.

Узел кондиционирования синтез-газа

Требования к очистке синтез-газа различаются в зависимости от состава исходного сырья. Перед подачей синтез-газа в дизель-генератор, газ охлаждается с 150оС до 40оС. Для очистки газа используется вихревой скруббер, который отбирает пары, масла и сажу и массообменный аппарат, который очищает газ от кислотных соединений. Полученная водо-золо-масленная эмульсия возвращается в реактор на дожигание.
Технологией БиоРЕКС ™ предусмотрено отведение сгоревших газов обратно в реактор, где горячие газы способствуют поддержанию рабочей температуры в зоне газификации и экономии сырья на собственное обеспечение.
Наиболее опасные подвижные формы тяжелых металлов, содержащиеся в отходах, при термохимической переработке топлива в реакторе превращаются в неопасные неподвижные окислы металлов, переходящие в золу.
При замене природного газа, мазута или дизельного топлива в тепловых котельных на синтез-газ очистка не применяется. Газ, используемый в водогрейном или паровом котле сгорает полностью, не оставляя следов загрязняющих веществ.
Проведенные исследования на наличие супертоксикантов (диоксинов, дибензофуранов, бенз(а)пирена) в газах показали, что при газификации и дальнейшем сжигании получаемого генераторного газа в горелке или ДВС, содержание этих супертоксикантов в дымовых газах на порядок меньше допустимых величин, принятых в Европе.

Узел генерации энергии

При выработке электроэнергии применяются дизель-генераторы и паровые машины. Их выбор или сочетание целиком зависит от потребностей заказчика в энергоресурсах. Модуль ЛЭК-1000Д имеет в составе три силовых агрегата по 450 кВт каждый.
В когенерационном цикле ЛЭК комплектуются дизель-генераторами отечественного производства или импортными машинами, модифицированными для работы на газе. При переводе дизель-генераторов на синтез-газ показано уменьшение мощности двигателя на 10-15% и увеличение ресурса работы агрегата на 30-40%. Выбор генерирующего оборудования влияет на ресурс агрегата, цену и зависит от пожеланий заказчика.

Система управления и автоматика

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, четырьмя вэб-камерами 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. Через GSM-контроллер, в случае необходимости, данные передаются владельцу комплекса и операторам.

Комплектация

Обучение и сертификация

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

Гарантии и техническое обслуживание

Производитель предоставляет гарантию на работу ЛЭК в течение двенадцати месяцев.
Гарантия на реактор термохимической конверсии предоставляется на срок 5 лет. Гарантии на узлы и механизмы сортировочного оборудования, дробилок и электрогенераторов определяются соответственно аналогичным обязательствам заводов-изготовителей и являются выбором Заказчика.
Техническое обслуживание проводиться один раз в 5000 часов работы Комплекса. В течении первого года работы ТО проводятся за счет производителя. В постгарантийный срок ТО проводится на основе отдельного договора.
В качестве обеспечения исполнения Контракта производитель предоставляет полис страхования от первоклассной мировой страховой компании.

Экология

Технология БиоРЕКС является лидером рынка в части производства технологических линий, работающих в безотходном цикле и не наносящих вреда окружающей среде.
Конструкцией не предусмотрен сброс газов в атмосферу или в воду. Замеры атмосферных выбросов, произведенных на действующих тепловых установках, показывают отсутствие диоксидов и фуранов. Выхлопные газы дизельных агрегатов возвращаются на дожиг в реактор.
Перед подачей в дизеля, синтез-газ очищается от паромасляной смеси. Все отфильтрованные фракции поступают в реактор конверсии на дожиг.
Единственным отходом переработки является зольный остаток, представляющий собой темно-серую инертную массу, не содержащую углерода.
В процессе исследования золы установлено, что летучие соединения тяжелых металлов, представляющих опасность для здоровья человека, при конверсии образуют связанные неподвижные формы солей.

Преимущества оборудования для переработки и утилизации древесных отходов древесины, опилок, щепы БиоРЕКС™:

1. Полностью автономные модули требуют только своевременного подвоза отходов древесины и опилок, работают на собственном энергобалансе и не требуют внешних подключений;
2. Модульная конструкция позволяет наращивать мощность комплексов сообразно растущим потребностям и легко перевозить оборудование к новому месту производства;
3. Комплексы могут быть смонтированы на колесной базе 12-ти метровых прицепов и разворачиваться на месте производства в течение 6-ти часов;
4. Оборудование не требует фундаментов и может размещаться на площадке из бетонных плит;
5. Оборудование по утилизации древесных отходов, отходов древесины, опилок БиоРЕКС является идеальным решением для организации системы распределённого энергообеспечения лесоперерабатывающих предприятий, перерабатывая древесные отходы древесины, опилки и предоставляя все необходимые энергоносители локально для нужд деревообрабатывающих предприятий и близлежащих потребителей;
6. В качестве оборудования для утилизации тепла при сжигании газа используется дизель-генератор.
7. Высокий энергетический КПД конверсии. Один килограмм сырья дает 1 кВт электрической энергии;
8. Отсутствие вредных выбросов в атмосферу;
9. Упрощенные требования к составу и подготовке сырья.

 

Получаемый газ имеет высокую калорийность (8,5 м3 пиролизного газа эквивалентно 1 кг мазута); по сравнению с прямым сжиганием твёрдого топлива использование  пиролизного газа является в экологическом отношении значительно более чистым процессом.

Энерготехнологическая переработка древесного, лесного сырья и отходов деревообработки эквивалентна использованию 0,25-0,5 литра жидкого нефтяного топлива на килограмм древесины. С учетом одновременного получения продукции лесохимического профиля, квалифицированный подход к переработке данного вида сырья позволяет организовать производство на уровне, сравнимом с современным химическим или нефтехимическим процессами.

 

< Предыдущая		Следующая >