Альтернативное топливо из ТБО в топливо RDF

В Европе с конца прошлого столетия практикуется выработка из ТКО и других отходов энергии, путем сжигания их в энергетических топках, цементных и металлургических печах. Фракции ТКО, представляющие энергетическую ценность, могут составлять до 25-30% от всего объема Твердых Коммунальных Отходов - (далее ТКО). Например, мегаполис, генерирующий 500.000т/г ТКО может обеспечивать поставку на цементный завод до 150.000т/г альтернативного топлива с энергетической ценностью, соответствующей приблизительно 75.000.000м3 природного газа.

Топливо из отходов, т.н. альтернативное топливо, (АТ), RDF (Refuse Derived Fuel) или SRF (Solid Recovered Fuel), производится из коммунальных отходов, древесины, пластика, органических отходов и т.п. путем сепарации из них наиболее калорийных горючих фракций и измельчения этих фракций как правило до 70 — 30мм. Такие отходы, как автопокрышки, высоко ценимые, например, цементниками, за их высокую калорийность, часто сжигаются целиком.

Как правило, переработчики сталкиваются с тем, что альтернативные топлива из ТКО или древесины (или деревянных ж/д шпал) имеют высокую влажность, что существенно снижает их энергетическую ценность. Как показывает практика, практически в любое время года влажность АТ, произведенных из ТКО не бывает ниже 35%, а в холодное время года часто превышает 45%. Чтобы процесс в цементной печи шел равномерно, без потерь энергии на выпаривание воды, влажность топлива не должна превышать 20%. Средняя цена на SRF с теплотворной способностью 14-16МДж и влажностью до 20%, установившаяся в Подмосковье, составляет 800 – 1200руб/т DDP цементный завод. С ростом влажности, потребитель будет пропорционально сбивать цену закупки, вплоть до условных 1руб/т SRF.

Чтобы избежать подобной ситуации, линию производства АТ целесообразно комплектовать сушильной установкой – например барабанной или ленточной сушилкой. При этом тепло, необходимое для сушки, м.б. выработано из производимого АТ. Т.о. часть АТ может быть утилизировано в устройстве генерации тепла. При грамотном подходе, операция сушки не окажет существенного влияния на экономику процесса производства АТ из ТКО.

В случае большого расстояния между производителем и потребителем АТ, топливо может быть сгранулировано на прессе-грануляторе, что существенно повысит плотность и качество топлива и снизит транспортные расходы. Конечно грануляция – это затратная операция, но поскольку процесс грануляции происходит только при влажности сырья менее 10% и стабильном составе, качественные характеристики АТ существенно улучшаются. Гранула имеет идеальную форму для подачи в печь и высокую плотность (400-500кг/м3), а значит не будет в отличие от легкого SRF разноситься ветром по цементному заводу. Рост качественных показателей делает гранулированный SRF более привлекательным для потребителя и является поводом для увеличения цены продажи.

Альтернативное топливо из отходов (RDF)

Твердые бытовые отходы (ТБО) являются источником вторичного сырья и ценным энергетическим ресурсом. 

Мировой опыт показывает, что переработка ТБО позволяет решать одновременно и экологические и энергетические и экономические задачи. 

Как видно из рисунка 1, в Германии, Голландии и других странах менее 10% ТБО отправляется на захоронение, 60% используется как вторичное сырье и 30% — как топливо.

   


Каждый житель населенного пункта РФ в среднем образует 0,3 тонны ТБО в год, то есть по всей стране образуется более 40 миллионов тонн. Эти отходы могут быть использованы тем или иным способом, представляя собой огромное богатство.

Вместе с тем, не переработанные ТБО являются источником больших проблем в РФ, состоящих в том, что для захоронения этих отходов используются специально выделенные территории (полигоны), которые быстро заполняются и постепенно занимают все большие пространства в стране, жизнедеятельность вокруг которых быстро затихает.

Промышленное производство, как известно, требует значительного количества энергии, и затраты на энергоносители составляют значительную часть в себестоимости товара. В частности при производстве цемента, количество электроэнергии и топлива, составляют до 60% от себестоимости конечного продукта — цемента, причем доля непосредственно топлива превышает половину этой величины. Снижение расходов топлива при производстве цемента возможно путем частичной замены минерального топлива альтернативным, получаемым из отходов. Одновременно решается экологическая проблема утилизации отходов производства и потребления.

В ЕС альтернативное топливо из отходов принято называть RDF (Refuse-Derived Fuel). В первую очередь в качестве альтернативного топлива можно рассматривать продукт переработки твердых бытовых отходов — ТБО 5 класса опасности, к которому относятся полимеры, бумага, текстиль, древесина, кожа (ГОСТ Р 54235-2010 — Топливо твердое из бытовых отходов. Термины и определения.). Автопокрышки, так же являющиеся прекрасным калорийным топливом, относятся к 4 классу опасности.

Решение проблемы организации переработки горючей части ТБО для снижения доли захоронения и получения альтернативного топлива для сжигания на цементном заводе предполагало выполнение нескольких основных требований: 1. должны быть сохранены существующее качество продукции и экологическая обстановка на цементном заводе, а также соблюдены нормы существующего экологического законодательства при работе цементного завода на альтернативном топливе. 2. цементный завод должен быть освобожден от работы с отходами, как от непрофильного бизнеса. Альтернативное топливо должно поступать на завод как товар, в сопровождении необходимых документов (сертификат соответствия), отвечать требованиям и характеристикам, необходимым для замещения минерального топлива. 3. должны быть соблюдены экономические целесообразность и взаимовыгодный интерес цементников и мусоропереработчиков.

Ниже приведены характеристики некоторых материалов, используемых в качестве альтернативного топлива.

Материал Теплотворность Q,
ккал/кг
Влажность,
W, %
Зольность,
А, %
1 RDF из смеси полимеров и бумаги из ТБО 4300 — 4800 15 — 20 10 — 22
2 Полимеры ВД, НД, ПП чистый 9500   0,5 — 2
3 Бумага из ТБО 3950 20 — 30 8
4 Картон из ТБО 3220 20 — 30 8
5 ТБО от 1800 30 — 50 до 30
6 Автомобильные покрышки 7650   7 (резина)
7 Торф 2600 40 11
8 Тростник 4109 9,85 2,6
9 Древесные опилки 4587 6,53 1,4
10 Гранулы из рапсовой соломы 3848 10,8 5,2
11 Брикеты/гранулы из конского навоза с опилками 4321 7,83 3,5
12 Куриный помет 3823 13 9,4
13 Гранулы из шелухи подсолнуха 4819 8,22 5,64

Калорийность ТБО напрямую зависит от содержания в них горючих компонентов. А содержание горючих компонентов, в первую очередь полимеров (упаковка), а также бумаги, текстиля и т.д. зависит от уровня жизни в регионе. Их содержание в ТБО может доходить до 60%, все остальное – это пищевые отходы и малопригодные для сжигания в т.ч. токсичные включения: бетон, камни, стекло, металл, элементы питания и пр. Помимо калорийных фракций ТБО, в качестве RDF могут использоваться автомобильные покрышки, ж/д шпалы, нефтешламы и другие отходы.

Группой специалистов в составе ООО «АРК» и ООО «ЦемЭнергоРециклинг» в нескольких регионах РФ проведен ряд исследований выделенных из состава ТБО горючих фракций, в частности исследовался развернутый элементный состав органических фракций, калорийность, зольность и химический состав золы. Проведенные работы показали, что RDF в большинстве случаев не требует серьезной очистки и по химическому составу, в частности по содержанию хлора, фтора, серы, по влажности и составу золы укладывается в требования цементных предприятий к альтернативному топливу.

Сжигание RDF в цементных печах безопасно с экологической точки зрения, т.к. все токсичные включения, содержащиеся в альтернативном топливе, схватываются в клинкере в устойчивые и безвредные химические соединения.

Предлагаемая технология позволяет перерабатывать до 60% ТБО, сделать мусороперерабатывающее производство высокорентабельным бизнесом, в разы увеличить срок службы полигонов для захоронения ТБО, решить проблемы обращения с отходами во многих регионах РФ.

Ниже приведены некоторые цифры:

  • Альтернативное топливо из ТБО имеет калорийность в среднем 4000 — 4500ккал/кг, что сопоставимо с калорийностью углей и газа. К примеру: 2кг RDF замещают 1м3 природного газа,
  • Средний цементный завод может потреблять от 40 до 100 тысяч т/г RDF при замещении до 30% основного топлива;
  • Себестоимость производства 1т RDF, при условии использования автоматической линии сепарации не превышает 500руб;
  • В РФ сложился рынок RDF. Цена, которую готов платить цементный завод за 1т RDF на сегодняшний день составляет от 700 до 1500руб. Причем с ростом тарифов на энергоносители, будет расти и цена на RDF;
  • Стоимость полуавтоматической линии переработки ТБО с возможностью выделения до 25% вторичного сырья и производства RDF, производительностью от 150тыс т/г составляет от 4 до 8 млн Евро, в зависимости от комплектации и других факторов.

Таким образом, производство альтернативного топлива из ТБО и сжигание его в цементных печах может стать выгодным бизнесом с очень небольшим сроком окупаемости, как для мусороперерабатывающей компании, так и для цементного завода.

Компания АРК

Дата публикации: 8-04-2020, 21:11 Раздел: Оборудование Просмотров: 143 Комментариев: 1
Распечатать

Пожалуйста, оставьте отзыв через ВКонтакте:

Или через сайт:

Вопрос: Как называются отходы из стекла (стекло**ра)?

Введите ответ на вопрос против спам-ботов и оставьте текст отзыва ниже
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
8 апреля 2020 21:55 #1
RDF – три буквы, которые очень беспокоят экологов
Ваша реклама
Ваше мнение
Поддерживаете ли Вы раздельный сбор мусора

 
 
Новые материалы
События