Газификаторы и электростанции
УЧАСТОК ПО УТИЛИЗАЦИИ RDF ТОПЛИВА НА БАЗЕ ГАЗИФИКАТОРОВ ТВЕРДЫХ ВИДОВ ТОПЛИВА GPD
С ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ВЫРАБОТКОЙ ТЕПЛОВОЙ 3,9 МВТ/ЧАС И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ 4 МВТ/ЧАС ЭНЕРГИЙ
Условия:
Срок изготовления: | 3-5 месяцев. |
Условия оплаты: | 40 % — предоплата, 30 % — оплата через 45 дней после получения аванса, 20 % — оплата по факту готовности оборудования, 10 % — оплата по факту вывод оборудования на режим работы и ввода оборудования в эксплуатацию. |
Условия отгрузки: | EXW — г. Ровно |
Транспорт: | для транспортировки данного комплекса необходимо 10 тентованных автопоездов. |
Шеф-монтажные, пусконаладочные работы, обучение персонала: | 1-2 месяца, включены в стоимость линии. |
Гарантия на оборудование: | 18 месяцев. |
Основные характеристики:
Входящее сырье: | 2800-3200 кг/ч RDF топливо (в брикетах) |
Входящая влажность сырья: | 5-15% |
Установленная мощность линии: | 407,1 кВт/ч (потребляемая 185 кВт/ч) |
Выработка энергии: | электроэнергия — 4 000,0 кВт/ч и тепловая энергия 3 900,0 kW |
К-во обслуживающего персонала: | 2-4 человека |
Технические характеристики газификатора, использующего RDF топливо.
Для выработки 4 000 кВт/ч электроэнергии из генераторного газа на электростанциях на базе двигателей внутреннего сгорания с КПД 40% необходимо обеспечить 11 200 кВт генерируемого газа.
Участок газификации состоит из 6 газификаторов диаметром 1,9 м и высотой реактора 10 м, работающих поочередно (4 реактора в постоянной работе, 1 реактор оперативный, для перегрузок и т.д., 1 реактор резервный), с периодом работы 14 часов каждый с расходом топлива 3000 кг/ч и выходом углеродного остатка в количестве 600 кг/ч.
Мощность | Расход топлива | Теплота сгорания генераторного газа | Объем газа | Время работы на одной загрузке | Количество зольного остатка «пирокарбон» от массы топлива * |
кВт/ч | кг/ч | ккал/м3 | м3/ч | ч | % |
11200 | 3000 | 1119 | 8800 | 14 | 20 |
*Средняя теплотворная способность зольного остатка (пирокарбон) — 7000 ккал/кг или 8,1 кВтч;
В течение месяца показатели комплекса составляют:
Потребность в подготовленном топливе (RDF) — 72 тонны в день;
Потребность в подготовленном топливе (RDF) — 2160 тонны в месяц;
Выработка электроэнергии – 2 880 МВт в месяц;
Производство зольного остатка «пирокарбон» — 432 тонны в месяц;
Диапазон регулирования составляет 50-100% от генерируемой мощности.
Энергетический потенциал установки:
3000 кг/час RDF топлива:
Выход газа — 11,2 МВт/ч = Выработка электроэнергии – 4 МВт/ч;
Тепловая энергия, рекуперированная через водяную рубашку реактора и когенерационные машины (низко потенциальная) — 2 МВт/ч;
Тепловая энергия, рекуперированная через когенерационные машины (высоко потенциальная) — 1,9 МВт/ч;
Потребление топлива (RDF) — 2160 тонны в месяц;
ВСЮ ТЕПЛОВУЮ ЭНЕРГИЮ НЕОБХОДИМО НАПРАВИТЬ НА УЧАСТОК ПОДГОТОВКИ RDF ТОПЛИВА (для удешевления себестоимости) !!!
СПЕЦИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
№ | Наименование | К-во, шт. | Уст. м-ть, кВт |
1 | Подвижный пол Питатель-загрузчик, 100 м3 (комплектация выше уровня пола)
Назначение: прием, временное хранение, перемешивание, точная дозированная подача материала для дальнейшей переработки. Конструкция, установленная на подготовленный фундамент. Полезный объем — 100 м3. Комплектация: Главный привод гидропривод — эл/двигатель 45 кВт (ROSSI). Производительность — 15-20 т/час (регулируется) Покрытие — двухкомпонентная полиуретановая краска. Подшипники (FAG, SKF). |
1 | 45 |
2 | Ковшовый конвейер «Нория»
Назначение: подбор и транспортировка материала на цепной конвейер. Комплектация: Привод конвейера — эл/мотор-редуктор 7,5 кВт (NORD); Производительность — 15-20 т/ч (регулируемая). Подшипники (FAG, SKF). |
1 | 7,5 |
3 | Цепной конвейер (с магнитным сепаратором)
Назначение: подбор и транспортировка материала к шести газификаторам. В комплекте с 6 шиберными задвижками и статическим магнитным сепаратором. Комплектация: Привод конвейера — эл / мотор-редуктор 7,5 кВт (NORD) Привод задвижек — эл / мотор-редуктор 6 x 0,55 кВт (NORD) Производительность — 15-20 т/час (регулируемая) Покрытие — двухкомпонентная полиуретановая краска. Подшипники (FAG, SKF). |
1 | 10,8 |
4 | Газификатор GPD 1.9 / 14.0 (с нагревательным блоком)
Назначение: газификация любых углеродсодержащих материалов. Оборудован опорной рамой и нагревательным блоком, выгрузка углеродного остатка «пирокарбона» с помощью винтового конвейера. Диаметр реактора 1,98 м; Высота реактора 10 м; (4 реактора в постоянной работе, 1 реактор оперативный, для перегрузок и т.д., 1 реактор резервный) Объем переработки 0,7-0,8 т/час (700-800 кг/час); Время работы газификатора на одной загрузке — 14 часов; Комплектация: Привод выгрузки — эл / мотор-редуктор 2 x 1,5 кВт (NORD) Нагревательный элемент (индукционный) — 25 кВт Привод конвейера — эл / мотор-редуктор 3 кВт (NORD) Турбина (высокого давления) — 15 кВт (ROSSI) Покрытие — двухкомпонентная, термостойкая, полиуретановая краска. Подшипники (FAG, SKF). |
6 | 276 |
5 | Гидравлический фильтр-охладитель GPD 2.0 / 7.0 (с насосами)
Назначение: осуществление процесса очистки и охлаждения газа. Комплектуется набором клапанов, трубопроводов, опорной рамой и циркуляционным насосом. Комплектация: Привод насоса — эл / мотор 2,2 кВт (NORD) Покрытие — двухкомпонентная, термостойкая, полиуретановая краска. Подшипники (FAG, SKF). |
6 | 13,2 |
6 | Охладитель (дополнительный теплообменник)
Назначение: осуществление процесса охлаждения газа. Комплектуется набором клапанов, трубопроводов, опорной рамой и циркуляционным насосом. В комплекте с: Привод насоса — электрический / двигатель 6 x 1,1 кВт (NORD) Покрытие — двухкомпонентная, термостойкая, полиуретановая краска. Подшипники (FAG, SKF). |
6 | 6,6 |
7 | Резервуар 50 м/куб (ресивер)
Назначение: прием, временное хранение, точная дозированная подача газов для дальнейшей переработки. Конструкция, установленная на подготовленный фундамент.Полезный объем — 50 м3. Покрытие — двухкомпонентная полиуретановая краска. |
1 | 0 |
8 | Когенерационная установка GE Jenbacher J620
Назначение: газовый двигатель Jenbacher J 620 имеет номинальную электрическую мощность 3,3 мВт. (природный газ), при использовании нашего синтез-газа мощность данной машины составит 1,98-2,1 мВт. Рабочая частота составляет 50 Гц. В основе оборудования лежит надежный и экономичный двигатель серии GS-F01. Мощность электрическая — 1980-2100 кВт/ч Мощность тепловая — 1900-2000 кВт/ч |
2 | 0 |
9 | Система вакуумной транспортировки KS
Назначение: система специально разработана для вывода «пирокарбона» из системы газификатора в резервуар охлаждения. Комплектация: Привод турбины — эл/мотор 11 кВт (SEW); Привод дозатора — эл/мотор-редуктор 1,5 кВт (SEW); Производительность — 3-5 т/ч (регулируемая). Подшипники (SKF). |
1 | 12,5 |
10 | Охладитель 7 м.куб
Назначение: осуществление процесса охлаждения воды из газификаторов и радиаторов (дополнительных теплообменников). Комплектуется набором клапанов, трубопроводов, опорной рамой, вентиляторами охлаждения и циркуляционным насосом. Комплектация: Привод насоса — эл /мотор 5,5 кВт (SEW) Привод охлаждающих вентиляторов — эл / мотор 8 x 1,1 кВт (SEW) Покрытие — двухкомпонентная, термостойкая, полиуретановая краска. Подшипники (FAG, SKF). |
1 | 14,3 |
11 | Охладитель 5 м.куб
Назначение: осуществление процесса охлаждения воды из гидравлических фильтров. Комплектуется набором клапанов, трубопроводами, опорной рамой, вентиляторами охлаждения и циркуляционным насосом. Комплектация: Привод насоса — эл / мотор 4 кВт (SEW) Привод охлаждающих вентиляторов — эл / мотор 6 x 1,1 кВт (SEW) Покрытие — двухкомпонентная, термостойкая, полиуретановая краска. Подшипники (FAG, SKF). |
1 | 10,6 |
12 | Охладитель (дополнительный теплообменник для сушки)
Назначение: осуществление процесса охлаждения воды из гидравлических фильтров. Комплектуется набором клапанов, трубопроводов, опорной рамой, вентиляторами охлаждения и циркуляционным насосом. Комплектация: Привод насоса — эл / мотор 4 кВт (SEW) Привод охлаждающих вентиляторов — электрический / двигатель 6 x 1,1 кВт (SEW) Покрытие — двухкомпонентная, термостойкая, полиуретановая краска. Подшипники (FAG, SKF). |
1 | 10,6 |
13 | Автоматика и электрооборудование
Назначение: лотки, кабельная продукция и материалы для всего комплекса оборудования, силовые щиты управления. Использование силового оборудования от лучших мировых производителей. Автоматизация технологического процесса, с доступом к пульту управления, логическим контроллерам, частотным преобразователям, датчикам уровня, наполнения, температуры, оборотов и т.д. (дистанционное управление всем технологическим процессом одним оператором). |
1 | 0 |
14 | Трубопроводная система и дополнительное оборудование
Газоходы, каналы для отработанных газов, задвижки, запорная арматура, опоры, хлопушки, платформы для доступа и т.д. |
1 | 0 |
ИТОГО | 30 | 407,1 |
Общая установленная мощность комплекса — 407,1 кВт/ч (потребляемая — 185 кВт/ч)
Для внутренних нужд используется 185 кВт/ч, для свободной продажи остается 3 815 кВт/ч
ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ГЕНЕРАТОРНОГО ГАЗА ИЗ БИОЛОГИЧЕСКИХ ВИДОВ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА И УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ
СУТЬ ПРЕДЛАГАЕМЫХ РЕШЕНИЙ
Газификация твердого топлива — это его высокотемпературное (1200-1500 °С) превращение в газообразные вещества (СО, Н2, СН4, СО2, Н2О) при взаимодействии с кислородом (воздухом) и водяным паром с недостатком окислителя. Состав и калорийность газа варьируется в зависимости от вида твердого топлива и характеристик окислителя.
Калорийность генераторного газа, получаемого при использовании воздушного дутья, составляет 1000 — 1600 ккал/м3, а при обогащении дутья кислородом может достигать 2600 ккал/м3. Состав и характеристики получаемого газа отличаются от природного занимаемым объемом к потенциалу теплотворной способности, поэтому при переходе на использование нового вида топлива необходимо заменить горелочные устройства.
Лучшим решением является использование горелок, обеспечивающих возможность работы как на генераторном, так и на природном газе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
Газогенератор GPD разработан для газификации высокореакционных топлив. Используемая технология — обращенный процесс газификации. Применение обращенного процесса позволяет получить газ с минимальным содержанием смол (около 0,1 г/м3), что облегчает его очистку и использование в технологических процессах.
Технология газификации использована при переработке отходов с высоким содержанием летучих.
Работа генератора понятна из принципиальной схемы агрегата, которая представлена на рис.1.
Рисунок 1. Принципиальная схема газогенератора периодического действия
Генератор заполняется топливом. Верхний слой топлива разогревается за счет электрического нагрева до температуры самовоспламенения. Затем в генератор снизу подается воздух. В результате реакционный слой разогревается и начинается процесс газификации. В ходе работы генератора реагирующий слой перемещается вниз, а над ним образуется слой коксо-зольного остатка, в котором происходит дополнительная очистка газа.
Организация работы генератора с низкими скоростями движения газов во внутреннем пространстве обеспечивает длительное время пребывания продуктов газификации в зоне высоких температур и малый вынос зольных частиц.
Время работы генератора на одной загрузке при использовании подготовленных топлив — не менее 9 часов.
При завершении процесса подача воздуха прекращается, генератор охлаждается, производится выгрузка коксо-зольного остатка и рабочий цикл повторяется.
Автоматическая система контроля позволяет отслеживать все важные события при работе комплекса, оперативно управлять технологическим процессом и сохранять значения важных параметров.
Полученный газ подвергается охлаждению, очистке и может быть использован в энергетических агрегатах. При этом экологические показатели при его использовании соответствуют эмиссии загрязняющих веществ при работе энергетических агрегатов на природном газе.
Уникальны энергетические показатели газогенератора.
Если тепловую энергию топлива, загруженного в газогенератор принять за 100%, то при газификации она распределится следующим образом:
- 75% — будет получено в виде генераторного газа с теплотой сгорания, при воздушном дутье, от 1250 до 1550 ккал/м3;
- 10% — будет преобразовано в тепловую энергию в виде горячей воды в рубашке охлаждения комплекса;
- 10…12% — будет получено в виде энергетического ресурса коксового остатка исходного топлива.
При этом уникальным является то, что удельные энергетические показатели коксового остатка превышают аналогичные характеристики исходного топлива
- 3…5% — потери в окружающую среду.
*эти цифры могут варьироваться в зависимости от используемого топлива*
Таким образом, при использовании всех ресурсов, образующихся при работе газогенераторов серии GPD эффективность комплекса, использующего генераторный газ, ни в чем не уступает его показателям при работе на природном газе.
Газогенераторы GPD — агрегаты периодического действия, в которых реализован обращенный процесс газификации, обеспечивающий выработку генераторного газа с минимально возможной для процесса газогенерации содержанием смол в газе – не более 0,1 г/м3.
Отсутствие вращающихся и движущихся частей в газификаторе делает его работу чрезвычайно надежной, а водяная система охлаждения обеспечивает длительный ресурс эксплуатации, установленный для основного типоряда газогенераторов, сроком от пяти до десяти лет.
ВАЖНО: Экологические показатели оборудования при переводе с использования природного газа на сжигание газа, полученного из твердого топлива, не ухудшаются. Горелочные устройства, эксплуатирующиеся на генераторном газе, обеспечивают выполнение экологических нормативов, применяемых для установок, использующих природный газ. |
Горючий газ пригоден как для энергетического использования (сжигание для генерации электрической и (или) тепловой энергии), так и в качестве энергоносителя для различных технологических процессов, например, обжиг кирпича и т.п. или сырья для синтеза различных углеводородов и аммиака.
Суть эффекта «обратной тепловой волны» заключается в том, что в слое топлива при определенных режимах подачи дутья фронт горения может смещаться не только по ходу дутья, но и против потока. В традиционных газификаторах, а равно и в слоевых топках, фронт горения смещается по ходу дутья. Зона пиролиза в этом случае расположена за зоной горения, поэтому продукты терморазложения загрязняют газ. Сажа, смолистые вещества, канцерогены, фенолы и другие токсичные вещества, поступающие в атмосферу – это продукты термолиза органической массы топлива. Когда же фронт горения смещается навстречу дутью, зона пиролиза находится перед зоной горения. Соответственно, продукты пиролиза попадают в зону горения и подвергаются «огневому обезвреживанию», т.е. полностью расщепляются до СО, H2, CO2 и H2O. Именно этим эффектом обусловлена экологическая безопасность технологии.
В газификаторах GPD все органические соединения расщепляются и газифицируются внутри аппарата, и газ не содержит смолистых веществ. Вследствие низкой скорости фильтрации нет выноса твердых частиц из слоя, так как аппарат работает как зернистый фильтр. Горючий газ можно использовать без предварительной очистки.
В отличие от традиционного сжигания твердых видов топлива нет эмиссии исключительно вредных полиароматических углеводородов, в т.ч. бензапирена, оказывающего очень сильное канцерогенное и мутагенное действие.
В технологии не используется вода и не производится конденсация продуктов термического разложения, следовательно, отсутствуют технологические сточные воды. Фусы, подсмольные воды, фенолы и прочие вредные примеси в процессе не образуются.
Газогенераторы GPD — установки периодического действия, поэтому для обеспечения непрерывной подачи генераторного газа рекомендуемое количество газогенераторов – не менее 3-х. В случае, когда газ используется периодически, устанавливается один генератор, длительность работы которого рассчитывается из потребностей производства.
Газогенераторы GPD изготавливаются под индивидуальные запросы заказчика, учитывающие мощность установки, вид топлива и периодичность загрузки.
В результате работы комплекса:
- происходит преобразование твердого топлива в генераторный газ с образованием коксо-зольного остатка. При работе на высококачественном низкозольном топливе (биомасса, пеллеты и брикеты из биомассы) образуется остаток аналогичный древесному углю с зольностью от 10 до 30%;
- вырабатывается тепловая энергия в виде горячей воды. Мощность газогенераторов как источника тепловой энергии – 10% от установленной мощности комплекса по произведенному газу.
Полученный в качестве зольного остатка продукт, в большинстве случаев в зависимости от вида твердого топлива, имеет более высокую стоимость чем исходное топливо и может классифицироваться, в каждом конкретном случае, как полукокс, активированный уголь, бездымное топливо, коагулянт и пр.
Данная технология безотходна и может быть применена для утилизации подготовленных углеродсодержащих отходов.
Широкие пределы изменения состава газа и его теплоты сгорания определяются свойствами твердых топлив, используемых для газификации. На номинальном режиме показатели соответствуют верхним значениям, в стартовом режиме и на малых расходах (менее 50% от номинального режима) – нижним значениям.
Газификация твёрдого топлива — это его высокотемпературное (900-1200°C) превращение в газообразные вещества (СО, Н2, СН4, СО2, Н2О) при взаимодействии с кислородом (воздухом) и водяным паром с недостатком окислителя. Состав и калорийность газа варьируется в зависимости от вида твёрдого топлива и характеристик окислителя.
Слоевые газификаторы GPD периодического действия для газификации различных видов твёрдого топлива с получением генераторного газа, в том числе и из некоторых видов подготовленных отходов, резины, птичьего и свиного помета, лигнита, пеллет и гранул из торфа, подсолнечной шелухи, древесины, коры деревьев, костры и бадылок овощных и прочих культур, бурого угля, илистых отложений и т.д.
По желанию заказчика могут быть проведены исследования по газификации другого сырья. Как пример можно привести успешные опыты по газификации опилок, рисовой шелухи и гранул из куриного помета.
Большинство видов топлива и отходов, в том числе из списка вредных и опасных, после некоторой подготовки показали удовлетворительные результаты по использованию в данной технологии.
Основные требования к подготовленному топливу:
- Влажность 6…20%;
- Размер кусков, гранул, пеллет, чипсов, щепы пр. 3…50 мм;
- Форма и плотность должны стремиться к максимальной насыпной плотности;
- Дополнительные индивидуальные требования, исходя из физико-химических свойств.
Разные виды топлива могут быть использованы одновременно при смешанной загрузке реактора либо участвовать в подготовке комбинированного топлива на стадии подготовки путём шихтования и смешивания до формовки гранул или пеллет. В некоторых случаях возможно добиться либо условно-бесплатного, либо до 100% компенсируемого в затратах источника замещения природного газа.
Задача, решаемая при подборе вида топлива, состоит в поиске с учётом местных условий и экономической целесообразности. В известных случаях эта работа может привести к снижению стоимости замещаемого газа до 80%.
Генераторный газ – готовая газовоздушная смесь, получаемая при газификации твёрдых топлив. Он состоит из горючих компонент СО (12…30%), Н2 (10…25%), СН4(0,5…5%) и балласта – N2 (35…55%), CO2 (8…15%), H2O (2…20%).
В зависимости от используемого топлива (см.п.2) и применяемых технологических решений низшая теплота сгорания генераторного газа, производимого в газификаторах ГПД может составлять 1000…1600 ккал/м3 (4,2 …6,7 МДж/м3).
Для сжигания природного газа (7600…8000 ккал/м3) необходимо около 9 частей воздуха для образования газовоздушной смеси после горелки, а для генераторного газа 0,8…1,6 частей воздуха. Калорийность газовоздушных смесей из генераторного газа (1600÷2=800 ккал/м3) и природного газа (8000÷10=800 ккал/м3) принципиально совпадают, а значит взаимозаменяемы.
Важно учитывать, что при замещении природного газа генераторным, гидравлический режим работы теплового агрегата существенно не изменяется. Это объясняется тем, что для сжигания 1м3 природного газа необходимо подать в горелку около 9 м3 воздуха, а для полного сжигания 1м3 генераторного газа – от 0,8 до 1,6 м3 воздуха, в зависимости от исходного топлива. Таким образом суммарный объем продуктов сгорания остаётся практически неизменным.
Для перевода любого агрегата, с использования природного газа на генераторный, замена горелок обязательна. Генераторный газ низкокалорийный, поэтому для сохранения мощности агрегата в него необходимо подать эквивалентное по теплоте сгорания количество генераторного газа.
Например, если низшая теплота сгорания природного газа составляет 8000 ккал/м3, а генераторного 1200 ккал/м3, то для замещения 1 м3 природного газа понадобится 6,8 м3 генераторного газа.
Генераторный газ пригоден как для энергетического использования (сжигание для генерации электрической и (или) тепловой энергии), так и в качестве энергоносителя для различных технологических процессов, например, обжиг кирпича и т.п. или сырья для синтеза различных углеводородов и аммиака.
Генераторный газ, получаемый в газификаторах GPD может быть использован в теплогенераторах, промышленных печах, сушилах, котлах – везде, где в качестве топлива применяется природный газ. Современные разработки сделали возможным использование генераторного газа как моторного топлива для поршневых машин.
Суть эффекта «обратной тепловой волны» заключается в том, что в слое топлива при определённых режимах подачи дутья фронт горения может смещаться не только по ходу дутья, но и против потока. В традиционных газификаторах, а равно и в слоевых топках, фронт горения смещается по ходу дутья. Зона пиролиза в этом случае расположена за зоной горения, поэтому продукты терморазложения загрязняют газ. Сажа, смолистые вещества, канцерогены, фенолы и другие токсичные вещества, поступающие в атмосферу – это продукты термолиза органической массы топлива. Когда же фронт горения смещается навстречу дутью, зона пиролиза находится перед зоной горения. Соответственно, продукты пиролиза попадают в зону горения и подвергаются «огневому обезвреживанию», т.е. полностью расщепляются до СО, H2, CO2 и H2O. Именно этим эффектом обусловлена экологическая безопасность технологии.
В газификаторах GPD все органические соединения расщепляются и газифицируются внутри аппарата, и газ не содержит смолистых веществ. Вследствие низкой скорости фильтрации нет выноса твёрдых частиц из слоя, так как аппарат работает как зернистый фильтр. Горючий газ можно использовать без предварительной очистки.
В отличие от традиционного сжигания твёрдых видов топлива нет эмиссии исключительно вредных полиароматических углеводородов, в т.ч. бензапирена, оказывающего очень сильное канцерогенное и мутагенное действие.
В технологии не используется вода и не производится конденсация продуктов термического разложения, следовательно, отсутствуют технологические сточные воды. Фусы, подсмольные воды, фенолы и прочие вредные примеси в процессе не образуются.
При работе газогенератора образовывается генераторный газ, но это не выбросы – это целевой продукт. Произведённый газ подаётся на сжигание в технологический агрегат, в котором сжигается с применением специализированных горелок (см. п.6), разработанных для сжигания низкокалорийного газа.
При работе на генераторном газе выбросы от технологического агрегата (котла, печи и т.п.) не увеличиваются. Генераторный газ, как и природный сжигается без остатка. Вредные выбросы при его сжигании те же, что и при сжигании природного газа – СО и NOx, но их концентрация при работе на генераторном газе обычно ниже, чем при работе на природном.
Для экологов предприятий можно резюмировать, что при переходе на использование газогенераторов выбросы СО и NOx, уменьшатся, при этом появятся специфические выбросы, характерные для технологий, связанных с твёрдыми материалами – пыль. Пыль образуется при погрузочно-разгрузочных работах и для того, чтобы уменьшить её попадание в атмосферу в проектах закладывается аспирационное оборудование.
Особенностью газогенераторов GPD является то, что в процессе газификации твёрдое топливо дожигается не до золы. Остаток, это также продукт, на который имеется стабильный потребительский спрос. При газификации бурого угля остаток (10…40% от массы загрузки) – полукокс, при газификации пеллет из древесины и шелухи подсолнечника — остаток (10…40% от массы загрузки) – аналог древесного угля.
Полученный в качестве зольного остатка продукт, в большинстве случаев в зависимости от вида твёрдого топлива, имеет более высокую стоимость чем исходное топливо и может классифицироваться, в каждом конкретном случае, как полукокс, активированный уголь, бездымное топливо, коагулянт и пр.
В газогенераторах GPD реализован обращённый процесс газификации. Этот процесс характеризуется минимальным образованием смол – около 0,1 г/м3. Так как объем смол невелик возможно подмешивание его к исходному топливу и подача на повторную газификацию. Накопление смол во вновь образующемся газе не происходит, поскольку смолы разлагаются в зоне горения газификатора без остатка.
КПД использования топлива в газогенераторах GPD
В процессе работы газогенераторов энергия твёрдого топлива расходуется на;
— получение генераторного газа — 75%;
— нагрев воды в рубашке охлаждения – 10%;
— химическое преобразование остатка твёрдого топлива – 10%;
— прямые потери – 5%.
Соотношение между приведёнными выше составляющими при использовании разных видов топлив колеблется, но средние показатели именно такие, а прямые потери не превышают 7%.
Газогенераторы ГПД — установки периодического действия. По желанию заказчика они могут быть рассчитаны на непрерывную работу длительностью от одной загрузки 8… 24 часов.
Предполагается следующий режим эксплуатации:
— загрузка — до 30 минут
— пуск – до 30 минут
— рабочий режим – исходя из конструкции газогенератора – от 8 до 24 часов
— охлаждение остатка твёрдого топлива – не менее 6 часов
— выгрузка остатка.
Таким образом, для предприятий, работающих в односменном режиме достаточно установки одного газификатора, обеспечивающего нужды предприятия в газообразном топливе и горячей (до 95°С) воде.
Для предприятий непрерывного цикла необходима батарея газификаторов, обычно не менее 3х газификаторов, обеспечивающих непрерывную подачу необходимого количества газа в агрегаты.
Это безотказное оборудование. Для получения генераторного газа в газогенераторе непрерывно работает только один агрегат – вентилятор. Надёжность таких устройств общеизвестна. Конструкция газогенератора исключает перегрев металлических частей и износ основных элементов, поэтому в процессе рабочего цикла аварийные режимы исключены.
Отсутствие вращающихся и движущихся частей в газификаторе делает его работу чрезвычайно надёжной, а водяная система охлаждения обеспечивает длительный ресурс эксплуатации.