1. Введение. Немного теории.

Совсем немного теории. Существуют твёрдые виды топлив, которые не разрешается, или сложно просто сжигать в котлах, потому что при этом в атмосферу выбрасывается много золы (твёрдых частиц), и требуется сложная система очистки. Кроме этого в процессе прямого сжигания образуются и плохо улавливаются фильтрами всевозможные вредные вещества, такие как бензопирен, диоксины, фураны, NOx и т.п.

Для улучшения экологических показателей при утилизации твёрдых топлив применяют технологию пиролиза. В двух словах пиролиз - это термическое разложение углеводородных соединений при высоких тепмературах без доступа кислорода. Причём это не только разложение, но и синтез новых веществ. Пиролиз широко используется при переработке нефтепродуктов для получения этилена. Применительно к твёрдым видам топлив нас будет интересовать высокотемпературный пиролиз, при котором в большей степени получаются газообразные продукты. Такой высокотемпературный пиролиз при 900...1200 °С нацеленный на максимальное получение газообразных продуктов, пригодных для сжигания и можно назвать газификацией топплива, а установки называют газификаторами или газогенераторами. Получаемый в процессе газификации газ сжигается в горелочном устройстве котла. Вырабатываемая тепловая мощность может выдаваться потребителю в виде горячей воды или пара, или преобразовываться в электроэнергию, например с помощью ОЦР-установки.

Одним из первых был разработан опытно-промышленный образец газогенератора шахтного типа по технологии ИПХФ РАН. Он был запущен в 1996 г. на ОАО «Электростальский завод тяжелого машиностроения» в г. Электросталь, Московской области для утилизации окалиносодержащих отходов закалочных масел (на рисуноке справа вверху).

В газификаторе могут утилизироваиться с хорошими экологическими показателями различные виды твёрдых топлив (см. рисунок), которые нельзя или затруднительно сжигать в обычных котлах.

2. Газификатор разработки ИПХФ РАН.

Институт Проблем Химической Физики Российской Академии Наук (ИПХФ РАН) продолжил разработки газификатора. Представленный выше газификатор шахтного типа имел недостаток - неравномерность термических процессов в объёме реактора, что приводило к локальным перегревам и прогарам корпуса. Российские учёные из ИПХФ РАН разработали технологию (подробнее на сайте ИПХФ РАН ), а компания Европрофиль разработала конструкторскую документацию и изготовила газификатор с наклонным вращающимся реактором, который был свободен от вышеупомянутых недостатков за счёт постоянного перемешивания топлива в процессе газификации.

Первый опытно-конструкторский образец газификатора небольшой мощности был собран на территории института для отработки технологии. В нём опробовали различные виды топлив. Первый опытно-промышленный образец газификатора производительностью до 20 тыс. тонн в год был запущен на объекте в Рузском районе Московской области. Тепловая мощность на горелочном устройстве - до 9 МВт в зависимости от калорийности топлива.

3. Газификатор компании СЭГ.

Представляем ещё одну российскую разработку газификатора. Изначально он был ориентирован на утилизацию иловых осадков сточных вод, но может без проблем работать и с другими видами трудносжигаемых топлив. Тепловая мощность на горелке до 6 МВт, расход топлива с влажностью 50% - 3,5 т/ч.

Конструкция реактора газификатора выполнена в виде многоподовой печи, что обеспечивает хорошую перемешиваемость топлива. На рисунке ниже приведена 3-D модель газификатора. Утилизационный термомасляный (водогрейный, паровой) котёл не показан. Он устанавливается перед сушилкой. Основная часть тепла идёт протребителю, или на выработку электроэнергии, а низкотемпературная часть дымовых газов после утилизационного котла идёт на подсушку топлива.

Низкие концентрации в дымовых газах пыли обеспечиваются низкой скоростью генераторного газа в верхнем слое топливной загрузки в реакторе-газогенераторе, а также отсутствием витания частиц в потоке при загрузке. Низкие концентрации в дымовых газах окиси углерода, окислов азота, углеводородов, обеспечиваются правильным распределением воздуха и генераторного газа в горелочном устройстве. Это позволяет при правильной эксплуатации и надлежащей настройке горелочного устройства обеспечить работу с соблюдением природоохранного законодательства без использования специального газоочистного оборудования. Твердые продукты газификации (зола) представляют собой минеральную составляющую исходных отходов. В зависимости от состава получаемой золы, она может быть использована как удобрение, добавка в строительные материалы или утилизирована (захоронена).

Вариант применения газификатора для утилизации негостированных древесных отходов (сучья, корни, кора и т.п.) с вырабокой электроэнергии приведён в разделе РЕШЕНИЯ/ЭС на базе газификатора"