ELEKTŘINA Z DŘEVĚNÉHO ODPADU

Technologie komplexu.
Pro efektivní provoz plynových generátorů jsou štěpky předem naloženy do sušárny, pohybují se v ní, suší se a vykládají šnekem do nakládací lžíce.
Sušička je poháněna teplem z tepelných výměníků výfukových plynů plynových generátorů.
Dále jsou vysušené štěpky nakládány nakladačem do násypky generátoru plynu.
V bunkru se také dodatečně suší a následně automaticky přivádí do spalovací komory, kde se uvolňuje generátorový plyn.
Plyn procházející chladicím a filtračním systémem je posílán do spalovacího motoru YaMZ-238 připojeného k elektrickému generátoru 0,4 kV.
Tento komplex obsluhuje jeden operátor za směnu.
Prodej je možný jako celek zařízení nebo jednotlivé jednotky.
Zařízení je vyrobeno v Běloruské republice, pohonná jednotka je z Ruské federace (Diesel-System, Jaroslavl), testována, provozní doba je až 500 m/h.

Důležité pro Ruskou federaci.
Kapacita zařízení (od 300 kW) umožňuje ucházet se o výběr projektů výrobního zařízení pro následné uzavření smlouvy o dodávce elektřiny do sítě zajišťující návratnost investice (náklady na zařízení a výstavbu) s zisk!
Jednoduše řečeno, i kdyby tam elektrárna jen stála, stát za ni zaplatí. (Vyhláška 1298 ze dne 29.08.20, nařízení vlády 449 ze dne 28.05.13) Plynové generátory pracují na obnovitelných zdrojích energie – biomase. Podle federálního zákona 35 z 26.03.03. března XNUMX biomasa zahrnuje stromy, stejně jako odpad z výroby a spotřeby.
Zařízení lze použít k výrobě elektřiny a tepla pro vlastní potřebu za cenu nižší, než je cena zakoupená ze sítě nebo v oblastech, kde je energie vzácná nebo nedostupná. Zařízení umožňuje také recyklovat dřevěný odpad například z výroby nábytku nebo dřevěných železničních pražců.

Video o provozu a konstrukci jednotek na výrobu plynu:

Umístění plynové elektrárny na plošinu vozidla s nízkým zatížením

Více o GSU

Plynová elektrárna GGU-100S je určena k výrobě elektrické a tepelné energie z dřevěného paliva.
Jako palivo se používá dřevní štěpka, briketovaný nebo granulovaný dřevní odpad.
Také po předběžné přípravě a granulaci je možné využít řadu průmyslových a domovních odpadů.
Plynová elektrárna je navržena a vyrobena s ohledem na přísné ekologické požadavky, emisní indikátory splňují požadavky dokumentu „EkoNiP 17.01.06-001-2017 Ekologické normy a pravidla.”
S přihlédnutím k výše uvedenému naše společnost nabízí novou technologii plynových jednotek s procesem zpětného spalování.
Toto zařízení umožňuje termochemické zpracování obnovitelných uhlovodíkových surovin (dřevěné palivo) při zajištění vysokého stupně využití paliva a šetrnosti k životnímu prostředí.
Hlavní zařízení je namontováno v upraveném 40ft námořním kontejneru, který umožňuje použití standardních vozidel pro silniční nebo železniční přepravu. Na přání zákazníka lze vyrobit kontejnerovou verzi pro námořní přepravu.

Pohonná jednotka: motor YaMZ-238 (vylepšený na plynové palivo) + elektrický generátor

Plynogenerační elektrárna se skládá z přijímacího zásobníku paliva se sušícím zařízením, systému pro výrobu a přípravu generátorového plynu a plynopístové elektrogenerační jednotky. Ve standardní verzi je plynová pístová jednotka založena na motorech YaMZ-238, což zajišťuje snadnou obsluhu, údržbu a širokou distribuci náhradních dílů.
Řídicí systém motoru je speciálně upraven pro efektivní využití generátorového plynu jako hlavního paliva a je plně koordinován s řídicím systémem generátoru. Životnost motoru před generální opravou je minimálně 30 tisíc m/hod.

Monitorování parametrů během instalace

Plynogenerační elektrárna GGU-100S může pracovat buď samostatně, nebo ve spojení s jednotným státním energetickým systémem, řídicí elektronika generátoru zajišťuje potřebné parametry a přesnou synchronizaci elektrických sítí. Řídicí systém má funkci upozornění operátora na existující chyby a poskytuje automatické nouzové zastavení s odpojením od napájení, pokud nastanou. Grafická obrazovka má ruský jazyk rozhraní a jasně zobrazuje procesy a parametry probíhající v reálném čase.

Hlavní technické vlastnosti plynové generátorové elektrárny GGU-100S

Objem motoru s plynovým pístem 14.5 l Elektrický/tepelný výkon 80/120 kW Napětí/frekvence generátoru 0,4 kV/ 50 Hz Typ motoru Stamford UCI238E274 Generační režim; / paralelně se sítí Typ zplynovač Reverzní, s uzavřenou komorou zplyňování Provozní režim Nepřetržitý Typ a velikost paliva Dřevní štěpka kvality A1 podle GOST 1-33103.4, třída velikosti P2017 podle GOST R 31,5-55116 Přípustná počáteční vlhkost paliva Ne více než 2012 % Přívod paliva; , bez zastavení vyvíječe plynu Spotřeba paliva při maximálním výkonu Ne více než 20 kg/hod Vyrobené množství popel 100-2% (v závislosti na druhu a kvalitě štěpky) Automatické Obsah ve výfukových plynech (O5 -2%) CO – ne více než 15 mg/m600 NO – ne více než 3 mg/m140 Elektr příkon v režimu startování ne více než 3 kW Personál údržby (obsluha);3 (je povolena obsluha více stanic jedním operátorem) Hmotnost v kontejneru verze;1t

Plynogenerační elektrárna se skládá ze tří oddílů: – palivový prostor, reaktorový prostor, prostor elektrické jednotky a zahrnuje následující komponenty:
A – střecha palivového zásobníku, B – servisní žebřík palivového zásobníku, C – servisní poklopy zásobníkové komory, D – přijímací šnek, E – šnek vzduchové komory, E – vzduchová komora, G – šnek reaktoru, H – reaktor, I – plyn/teplo výměníky vzduch a plyn/kapalina, I1 – přídavný prostor výměníku tepla plyn kapalina, K – radiátory, L – ventilátor chladiče, M – látkový filtr, N – dřevěný (řídící) filtr (s platformou), P – externí chladič, P – ochranný kryt a vstupní zařízení napájecího kabelu, C – odlučovač vlhkosti a jemný filtr , T – elektroblok (s rozvaděčem), U – servisní dvířka prostoru elektrobloku, F – rozvaděč reaktorového prostoru, X – třídič jemného prachu frakce paliva, Sh – jednotka na vykládání popela, Shch – hydraulická stanice, E – kompresor, Yu – potrubí přívodu atmosférického vzduchu

Proces provozu plynové elektrárny

Palivo se plní do přijímací násypky vybavené ohřívači vzduchu a přívodními mechanismy do přijímacího hrdla generátoru plynu. Objem jednorázově naloženého paliva zajišťuje nepřetržitý provoz elektrárny po dobu minimálně 6 hodin. Podlaha palivového bunkru je vybavena pochozím systémem a perforovanými základními plechy, které zajišťují aktivní promíchávání dřevní štěpky a cirkulaci teplého vzduchu.
Reaktor plynového generátoru a potrubní systém jsou namontovány přímo na nosné konzoly rámu a jsou k nim přišroubovány. Dodávka paliva do AZ ze zásobovacích dopravníků probíhá cyklicky s možností nastavení doby jejich chodu, provozní cyklus výroby plynu není přerušován. Reaktorový prostor generátoru plynu má samostatnou ovládací skříň, která umožňuje zapnout / vypnout jeho mechanismy a sledovat potřebné parametry v případě jejich odchylky je odeslán signál k vypnutí celé instalace generátoru plynu, čímž se sníží rizika mimořádných situací.
V souladu s požadavky požární bezpečnosti je úsek vybaven hasicími přístroji a je vybaven senzory kouře/vysoké teploty/vysokého obsahu CO, pokud jsou spuštěny, je vyslán signál, který vynutí vypnutí celého systému.

Dopravníky pro plnění reaktorů

Ve spodní části spalovací komory reaktoru generátoru plynu je rošt s mechanickým otočným pohonem. Uhlíkový zbytek je odstraněn proudem plynu a přefiltrován vysokoteplotním látkovým filtrem těžké nespálené zbytky (kameny, kovové inkluze) se hromadí v popelové komoře. Skříň generátoru plynu má kontrolní poklop, který umožňuje přístup pro údržbu a čištění zplyňovací komory.
Po oddělení zbytků popela vstupuje generátorový plyn do skupiny externích (naplněných dřevěnými štěpkami) kontrolních filtrů, kde je dále čištěn a předchlazen. Jakmile je náplň kontaminována, použije se jako přísada do hlavního paliva a tím se zlikviduje.
Dále je plyn poslán do externího chladiče pro konečné ochlazení a řízené oddělení vlhkosti od paliva (při použití paliva s abnormálně vysokou vlhkostí dochází ke kondenzaci), což umožňuje, aby instalace pokračovala v provozu, i když je dávka nízké kvality palivo dorazí.

Dlouhodobé používání nekvalitního vlhkého paliva není povoleno, to povede ke kontaminaci vnitřních povrchů výměníků tepla a filtrů a také výrazně sníží výkon motoru elektrárny.

Po ochlazení a vysušení je plyn směrován do směšovacího potrubí motoru, které je vybaveno systémy automatických škrticích ventilů pro udržení optimální kvality a množství palivové směsi.
Po nastartování a zahřátí motoru se provádějí operace pro nastavení provozního napětí a frekvence generovaného napětí, je provedena synchronizace se státní energetickou sítí a přenos elektřiny je řízen automaticky. Při ručním nebo automatickém zastavení motoru se úplně zastaví odběr plynu z vyvíječe plynu a také se zastaví proudění vzduchu do spalovací zóny vyvíječe plynu a zastaví se také proces tvorby plynu.
Plynové elektrárny lze napojit na stávající inženýrské sítě pro přenos tepelné energie do jiných objektů či prostor (sušárny, inženýrské sítě, vlastní areál). Stanice je také možné vybavit rekuperátory tepla spalin, což výrazně zvyšuje využití uvolněné energie (provedení je volitelné a je vypracováno s ohledem na projektovou dokumentaci dodanou zákazníkem).
Plynové elektrárny GGU-100S jsou vynikajícím způsobem, jak elektrifikovat vzdálené lokality, které vyžadují autonomní napájení, nebo snížit špičkové zatížení podniku se stávajícím připojením k elektrické síti.
Samostatně bych chtěl poznamenat složku životního prostředí, generátory plynu mají nízké emise škodlivých látek a lze je použít pro likvidaci různých druhů domácího nebo průmyslového odpadu s výrobou elektrické a tepelné energie (vzhledem ke složitosti chemického složení odpadů probíhají speciální výzkumné práce s rozborem vzorků vzniklých generátorových plynů a výfukových plynů motoru, po obdržení výsledků je rozhodnuto o možnosti jejich likvidace).

Pro poskytnutí informací o ceně je nutné zaslat žádost na níže uvedené kontakty. Při jednání se ujasní potřebné vybavení, způsoby platby, dodání atd. a určí se Vaše cena.

V naší zemi je k dispozici dostatečné množství dřevní suroviny ke zpracování – těžební odpad, odpad ze zpracování dřeva a výroby nábytku atd. Existuje šest hlavních oblastí využití energetického potenciálu biomasy (obr. 1.6). Analýza v současnosti existujících metod energetického využití různých druhů biomasy ukazuje, že největší rozvoj zaznamenalo přímé spalování, pyrolýza a zplyňování [47, 104, 112, 115, 117, 121]. Obr. 1.6. Hlavní směry využití energetického potenciálu biomasy

• 1) Odpad se suší na teplotu 150 °C, během které se absorbuje tepelná energie (fáze je endotermická).
• 2) Při teplotě 150 až 275 °C začíná předběžná fáze rozkladu odpadu. Dochází k rozkladu hemicelulóz, odštěpuje se část chemicky vázané vody a vzniká CO, CO.₂, metan, kyselina octová a další látky. Proces je endotermický, protože vyžaduje neustálý přísun tepelné energie.
• 3) Počínaje teplotou 275 °C a až do 450 °C dochází k intenzivnímu rozkladu hlavních složek dřeva – celulózy a ligninu – a dochází k polymerizačním reakcím. Vznikají hlavní složky pyrolýzního procesu – pyrolýzní plyn a uhlíkový zbytek (uhlí). V tomto případě se proces stává autotermickým, probíhá s uvolňováním tepla (exotermický) a je prakticky nekontrolovatelný.
• 4) Při teplotě 400–600 °C se uhlí kalcinuje. Z uhlíkové kostry se odstraní zbytky těkavých látek a odštěpí se funkční skupiny zadržené uhlíkem. V důsledku toho probíhají paralelně endotermické a exotermické reakce a celková bilance je endotermická [95].

Pyrolýzní plyn, vznikající při pyrolýze dřevního odpadu, je směs par a plynů sestávající z oxidu uhelnatého a oxidu uhelnatého, plynných nasycených a nenasycených uhlovodíků, pryskyřic, vodíku, vody, kyseliny mravenčí a octové a různých dalších látek. Jak ukazuje analýza literárních zdrojů [32], směsi těchto plynů se kondenzují za účelem získání kapalných produktů zpracování. Plyny mají také významnou výhřevnost a jsou vhodné pro použití v kotlích na výrobu horké vody nebo páry.

Proces pyrolýzy se výrazně liší od procesu spalování. Jeho výhodou oproti druhému spočívá schopnost získat různé skupiny produktů, ale to je zároveň jeho hlavní nevýhodou při zpracování odpadu kontaminovaného různými toxickými příměsemi. Během procesu pyrolýzy zůstává až 30 % hmotnosti zpracovaného odpadu ve formě uhlí jako pevný zbytek a vzhledem k možnosti, že uhlí obsahuje toxické látky, jej nelze v budoucnu použít jako druhotný produkt [71, 125]. Tato skutečnost naznačuje potřebu organizovat dodatečné zpracování uhlíkového zbytku nebo jej výrazně udržovat při teplotě nad 950 °C, což vyžaduje vysoké náklady na energii. Proces také významně závisí na počáteční vlhkosti zpracovávaného odpadu, která se pohybuje od 15 do 75 %, což vyžaduje povinné předsušení. Vzhledem k tomu, že množství dodaného tepla závisí na teplotním rozdílu a odpařování vlhkosti vyžaduje mnoho energie, je pyrolýza mokrého odpadu nepraktická.

Rychle se rozvíjející oblastí, která je schopna řešit problém recyklace odpadu obsahujícího polymerní inkluze, je zplyňování. Zplyňování je vysokoteplotní termochemický proces interakce organické hmoty se zplyňovacími činidly, jehož výsledkem je tvorba hořlavých plynů. V tomto případě dochází ke složitým heterogenním procesům interakce uhlíku v pevné fázi s výbušnými plyny. Jako zplyňovací činidla se používá vzduch, kyslík, vodní pára, oxid uhličitý a jejich směsi. Zařízení, ve kterých se palivo zplyňuje, se nazývají plynové generátory [35, 51,61].

K přeměně pevného paliva na plyn dochází za vysokých teplot; uhlík v palivu interaguje s atmosférickým kyslíkem a vodní párou. V závislosti na vlastnostech paliva a účelu plynu se zplyňování provádí v plynových generátorech různých konstrukcí a konfigurací. Během procesu zplyňování dochází v palivu k různým fyzikálním a chemickým změnám při zahřívání a interakci s oxidačním a redukčním prostředím.

V závislosti na způsobu dodávání tepla potřebného pro zplyňování se rozlišuje mezi autotermální a alotermální metodou zplyňování [74, 121]. U nejběžnějších autotermických generátorů plynu se teplo potřebné k provedení procesu uvolňuje v důsledku spalování části paliva uvnitř samotného generátoru plynu. Alotermální metoda získávání hořlavých plynů je založena na dodávání tepla do pyrolýzní a zplyňovací zóny, a to buď přes pevnou stěnu generátoru plynu, nebo ohřevem částic výchozího paliva uvnitř generátoru plynu v důsledku nějakého externího kapalného nebo plynného nosiče tepla. Výsledný generátorový plyn může mít spalné teplo 4 až 15 MJ/m3 v závislosti na složení paliva, oxidačním prostředí a vlhkosti výchozího paliva [116, 129].

V závislosti na způsobu výroby se produkční plyn obvykle dělí na vzduch, směs páry a vzduchu, vodu atd.

Plynovzdušná směs se získává vháněním suchého vzduchu vrstvou horkého paliva. Při procesu získávání takového plynu se zpravidla vyvíjí vysoká teplota (nad bodem tání minerálních složek paliva), která vede ke struskování a je negativním faktorem, protože narušuje normální proces zplyňování. Proto se plynovzdušná směs preferuje pro získávání ve zplyňovačích s kapalným odstraňováním strusky, zejména v případě zplyňování paliv s vysokým obsahem popela. Spalné teplo plynovzdušné směsi je přibližně 4,5 MJ/m3, účinnost procesu je asi 70 %.

Paroplyn se získává vháněním směsi vzduchu a vodní páry vrstvou horkého paliva. Vodní pára se zavádí současně s prouděním vzduchu. Tato metoda zplyňování je nejvhodnější pro průmysl, protože umožňuje využití přebytečného tepla získaného při tvorbě vzduchového plynu k rozkladu vodní páry. Při získávání směsného plynu lze společně se vzduchem místo páry dodávat i oxid uhličitý. Spalné teplo produkčního plynu se v závislosti na druhu paliva pohybuje od 5,0 do 6,7 MJ/m3, účinnost procesu je asi 75 %. Někdy se místo vzduchu do zplyňovače vhání spolu s párou průmyslový kyslík. Spalné teplo produkčního plynu s prouděním kyslíku je od 7,4 do 13,0 MJ/m3.

V plynovém generátoru prochází dřevní odpad čtyřmi fázemi přeměny na plyn (obr. 1.7):

I Mokrý dřevní odpad j

Obr. 1.7. Fáze přeměny dřevních surovin na generátorový plyn

První fází je rychlé sušení materiálu vlivem vysoké teploty; druhou je tepelný rozklad (pyrolýza) biomasy za vzniku uhlí a dehtu s jeho následným odpařováním a přeměnou na dehtový plyn; třetí je spalování organických sloučenin dehtového plynu a části uhlí; čtvrtou je redukce oxidu uhličitého CO na povrchu žhavého uhlí.₂ na jeho oxid uhličitý CO a vodu H₂O – na vodík H₂.

Většina reakcí, které probíhají v plynových generátorech, je exotermická, tj. probíhají za uvolnění energie. Hlavními chemickými prvky zapojenými do procesu přeměny biomasy na plyn jsou uhlík, atmosférický kyslík a voda. Oxidačními činidly jsou kyslík, oxid uhličitý a vodní pára [102].

Kyslíková zóna. V kyslíkové zóně procesu zplyňování probíhají následující reakce:

• 2C + O₂ = 2CO + 221,06 kJ; (1.9)
• 2CO + O₂ =2CO₂ +565,96 kJ (1.10)

Zotavovací zóna. Začíná to tam, kde již není přítomen kyslík. Zde probíhají následující endotermické reakce:

1) Interakce C s CO₂:

C + CO₂ = 200–172,50 kJ (1.11)

Reakce (1.11) je endotermická, její rovnováha se s rostoucí teplotou posouvá směrem k produkci CO.

2) Interakce vodní páry s horkým uhlíkem paliva:

Rovnováha v reakcích (1.12) a (1.13) se s rostoucí teplotou a klesajícím tlakem posouvá doprava. Produkty reakcí (1.12) a (1.13) se nazývají vodní plyn.

Přímý produkt zplyňování pevných paliv vždy obsahuje určité množství oxidu uhličitého CO.₂, voda N₂Ach, metan SNC a při použití vzduchu – také oxid dusíku NO₂ [65, 102]. Rychlost zplyňování pevných paliv významně závisí na teplotě. Zvýšení tlaku vede ke zvýšení koncentrace CH₄.₄Složení výsledného plynu závisí na obvodu generátoru plynu a provozním režimu.

Obr. 1.8 znázorňuje schematický diagram procesu probíhajícího v dřevním zplyňovači s pevným ložem.

Prostor zplyňovače je konvenčně rozdělen do čtyř zón podle typu procesů, které v něm probíhají: sušící zóna, pyrolýzní zóna, spalovací zóna a redukční zóna, přičemž každá z nich je charakterizována převládajícím výskytem určitých fyzikálních, chemických a technologických procesů [89,96].

Nakládání paliva

Teplota podle zón, °C Hlavní fyzikální a chemické procesy

Odpařování hygroskopické vlhkosti

Pyrolýzní zóna

Pyrolýza dřeva za vzniku dřevěného uhlí, vody, pryskyřic a pyrolýzních plynů (SO2, CO2, H2O, CH2, CH2H2)

AirSouthIs)—Osa Vodní pára (H2O)

Hořící zóna

Oxidace dřevěného uhlí atmosférickým kyslíkem 0+02=002 20+02=200

Oxidace dřevěného uhlí vodní párou _____C+H20O=O00+H2___

Zotavovací zóna

Obnova CO002 na CO0 200+XNUMX=XNUMX

Interakce uhlíku s vodními póry C + H20 = C0 + H2 C + 2H20 = C02 + 2HXNUMX