СПАР
< @ @
саморегулируемая организация
Санкт-Петербургская Ассоциация Рециклинга
8 (812) 324-88-20
Пояснительная записка по мобильному блочно-модульному комплексу
Инновационные технологии

Состояние подавляющего числа свалок не отвечает санитарным требованиям. На свалках отсутствуют система сбора фильтрационных вод, противоинфекционные экраны, сооружения, препятствующие разливу и разносу мусора на близлежащие территории. Из-за этого крайне токсичные вещества попадают в воздух, почву и грунтовые воды.

В 2009 году Санкт-Петербургская Ассоциация Рециклинга завершила подготовку технической документации на производство автономного мобильного автоматизированного комплекса переработки и уничтожения твердых бытовых и промышленных отходов.

В результате выполнен технический проект на создание мобильного блочно-модульного комплекса (МБМК) термобарохимической переработки и уничтожения твердых бытовых и промышленных отходов, содержащих высокотоксичные химические вещества (ВТХВ) и стойкие органические загрязнители (СОЗ).

Особым преимуществом комплекса является способность в автономном режиме утилизировать вместе жидкие и твёрдые отходы, сочетаяниже перечисленные методы.

Функциональное назначение:

МБМК предназначен для уменьшения масштабов потенциальных очагов химического и биологического заражения и суммарных площадей зон защитных мероприятий путем применения различных методов и средств ликвидации ВТХВ и СОЗ в промышленных и бытовых отходах, находящихся на территории накопителей, свалок, захоронений и т.п.

Методы обезвреживания и переработки ВТХВ и СОЗ, применяемые на МБМК в зависимости от стоящей задачи, следующие:
- пиролиз;
- обработка в сверхкритических флюидах, в том числе сверхкритическое водное окисление (СКВО);
- газификация;
- термолиз;
- инсинерация;
- огневое обезвреживание;
- кавитационное обезвреживание.

Для очистки газообразных выбросов дополнительно могут быть использованы наиболее передовые методы: плазменно-химический или электронно-лучевой.
Термобарохимическая конверсия позволила объединить все прогрессивные методы обезвреживания твердых, жидких, пастообразных отходов, как раздельно, так и в смешанном состоянии, в том числе и замерзшем виде.

Выполненные исследовательские работы убедительно показали абсолютную совместимость методов пиролиза органических материалов в газовых безкислородных средах с методами сверхкритического водного окисления в разработанном управляемом пиролизном реакторе, что позволяет взаимозаменяемо использовать экзотермические фазы обоих процессов и управлять обоими термодинамическими процессами с целью оптимизации энергетических затрат.

Совмещение указанных методов позволяет обеспечить непрерывную работу МБМК без подвода энергии извне на длительное время, а также продуцировать механическую и электрическую энергии только за счет энергии, скрытой в обрабатываемых отходах.

Ниже приводится, в качестве примера, одна из функциональных схем комплексной переработки шлам-лигниновых отходов ЦБК на мобильном комплексе.



Функциональная схема комплексной технологии по переработке отходов
Функциональная схема комплексной технологии по переработке отходов


 

Предлагаемая схема позволяет:

1. Обеспечить быструю и экологически безопасную переработку отходов и загрязненных сточных вод ЦБК, получая при этом электро- и тепловую энергию, как для обеспечения предлагаемых технологий, так и в качестве товарной продукции.

2. Получить дистиллированную воду, которая может быть направлена в водооборот на ЦБК, что позволит комбинату производить «беленую» целлюлозу. Это в свою очередь также дает экономический эффект.

3. Дополнительно, в результате процесса газоочистки выходящих газов электронно-лучевым методом может быть организовано  производство особо чистых экологически безопасных минеральных удобрений для сельского хозяйства.

Конструкционные особенности:

При реализации проекта транспортно-технологического комплекса обезвреживания были выбраны следующие принципы конструирования МБМК:

  1. Мобильность и транспортная доступность.
  2. Автономность по энергетике и обеспечению.
  3. Универсальность и обеспечение режима «двойного» назначения.
  4. Многофункциональность. Возможность функционального наращивания сложности.
  5. Комплектность. Возможность адаптации к новым видам перерабатываемых материалов.
  6. Возможность работы в различных климатических условиях.
  7. Самостоятельная подготовка опасных материалов и их смесей к комплексной термо-баро-химической обработке.

Конструктивно термобарохимическая конверсия обеспечивается единым многофункциональным управляемым реактором. Реактор состоит из модулей количеством от двух до четырех форматом 20 – футовых контейнеров каждый со ставными блоками объемом 12, 24, 36 и 48 м3, образующими сквозную шахту проходным сечением 2 м2  и длиной соответственно 6, 12, 18, 24 метра и более.

Изделие имеет блочно-модульную конструкцию и состоит из модулей, объединенных в единый транспортный комплекс.

1)     Модуль сушки-подачи материала.

2)     Модуль термобарохимической обработки сырья.

3)     Модуль активации полупродукта.

4)     Модуль термо-механической обработки полупродукта.

5)     АСУ ТП.

Модули «АРС-ОПП» изготавливаются с их «плавающей» установкой в стандартных  20-футовых морских контейнерах. Доставка и разгрузка  модулей осуществляется с использованием обычных крановых средств на единую монтажную раму. Единая монтажная рама, устанавливаемая на грунте на точечных опора выдвижных  ногах-опорах, заменяет фундамент установки. Стыковка укрупненных модулей осуществляется в их горизонтальном наземном положении, что значительно упрощает монтажные работы.

Модули имеют сквозные горизонтальные шахты квадратного сечения единого формата (2*2м), что обеспечивает сквозное перемещение перерабатываемых материалов без их вертикального подъёма. Модули  выполнены из газоплотных панелей в виде герметичных резервуаров, последовательно соединенных между собой с использованием  герметичных узлов.

Горизонтальное размещение модулей позволяет оперативно изменять номенклатуру перерабатываемых отходов производства и потребления за счет отсоединения и присоединения любого из модулей без отключения других, производить ремонтно-профилактические  и пуско-наладочные работы. Выбранная конструкция делает изделие универсальным и позволяет использовать для практического решения целого спектра природоохранных задач, а также в качестве средств быстрого реагирования при возникновении опасных эпидемиологических, пожарных и других ситуаций («птичий грипп», «свиная чума», «коровье бешенство», лесные пожары, ветровые лесоповалы и др.). Это же относится и к работе со стихийными свалками, а также к действиям в условиях чрезвычайных ситуаций.

Технологические особенности.

Предлагаемая технология позволяет обрабатывать в реакторе крупногабаритные аммортизированные изделия и материалы, пропуская их через все зоны обработки, а именно: сушки – обезвреживания – опреснения, пиролиза, активации, охлаждения и др. вместе с капсулами СКВО.

Для работы с мерзлыми загрязненными грунтами и смесями предусмотрен блок предварительного снеголедотаяния, сепарации, измельчения, дезинтеграции и гомогенизации загрязненных материалов и смесей.

Пуск реактора осуществляется от резервного источника топлива (дизтопливо, газ, пылеуглеродное и суспензионное углеродное топливо).

После выхода на экзотермический режим термо-баро-химическая конверсия обеспечивается за счет внутренних резервов тепла процессов переработки.

Наличие резервов тепловой энергии позволяет использовать её для энергетического самообеспечения автономного мобильного комплекса переработки уничтожения твердых бытовых и промышленных отходов, осадков сточных вод, а также ликвидации содержащихся в них ВТХВ и СОЗ на основе методов СКВО, пиролиза, термолиза и огневой термобарохимической конверсии.


Основные технические характеристики комплекса МБМК

Методы обезвреживания и переработки ВТХВ и СОЗ (в зависимости от стоящей задачи)

Пиролиз;

Обработка в сверхкритических флюидах, в т.ч. СКВО;

Газификация, термолиз, инсинерация;

Огневое обезвреживание

Кавитационное обезвреживание

Производительность изделия,  т/час

6

Степень переработки отходов

95%

Коэффициент использования изделия

0,9

Срок службы, лет

10

Тип конструкции

Блочно-модульная

Количество модулей в реакторе

 (в зависимости от комплектации), шт

2…4

Компоновка изделия (в зависимости от номенклатуры перерабатываемых отходов)

Горизонтальное соединение 20-футовых контейнеров на единой раме

Габариты реактора (полная комплектация):

         длина, м

24

          поперечное сечение, м                                

2*2

Емкость модулей при общем сквозном сечении, м3

12,24,36,48

Температура в реакторе, тах, град С

900

Давление в реакторе, тах, атм.

400

Энергопотребление:  

        1.  Пуск изделия

Внешний источник

         2.  Режим переработки

Автономное энергоснабжение с выделением дополнительной энергии

Режим функционирования

Круглосуточно в течение 11 месяцев

Степень автоматизации

АСУ ТП

Обслуживающий персонал

4 смены по 2 чел.

Требования к площадке размещения установки

Отсутствуют

Средства монтажа установки

Стандартные погрузочно-разгрузочные устройства

Транспортабельность

Любые средства транспортировки 20-футовых контейнеров


Оптимальным представляется максимальное использование в комплексе непосредственно механической энергии с использованием преимущественно газопоршневых двигателей внутреннего сгорания и двигателей внешнего сгорания. При этом резервы механической энергии направляются на генерацию и аккумуляцию электрической энергии.


Принципиальный алгоритм компоновки комплексного блочно-модульного комплекса (МБМК) термобарохимической переработки и уничтожения отходов

Принципиальный алгоритм компоновки комплексного блочно-модульного комплекса (МБМК) термобарохимической переработки и уничтожения отходов


Сравнительные технико-экономические показатели МБМК при его эксплуатации

Сравнение проведено с лучшими образцами аналогичного типа (отечественного и зарубежного) по основным статьям затрат на переработку 1 тонн отходов при условии 100 % загрузки работы изделия в течение года. Результаты приведены в таблице.


Сравнительные технико-экономические показатели

п/п

Основная статья затрат

Ед. измерн.

Изделие

Российский

Аналог **

Зарубежный

Аналог***

1

2

3

4

5

6

7

Производительность

Материалы и сырье

Фонд З\П с учётом отчислений

Амортизация

(срок 10 лет)

Электроэнергия

Накладные

Себестоимость

Т/час

Руб./т

Руб./т

Руб./т

Руб./т

Руб./т

Руб./т

6

14

200

400

*

180

800

0,5

5

175

1500

3

8

360

7500

Примечания.

* Затраты не указаны по причине выработки электроэнергии непосредственно изделием.

** Мобильная пиролизная установка «АРС» Россия.

*** Установка фирмы “Conoco INC” Wiemington USA (с учетом дотаций государства до 250ам. долл./т).

Потенциальные заказчики:

МинПрирода, МЧС РФ, Минпромторг РФ, Регионы РФ.

 
© 2015 САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ АССОЦИАЦИЯ РЕЦИКЛИНГА

Дизайн © Like•soft
Сайт находится в стадии оформления в соответствии с Приказом
Министерства экономического развития Российской Федерации
(Минэкономразвития России) от 31 декабря 2013 г. N 803