Все выпуски  

Отходы – в доходы


Энергетика и промышленность России - избранные материалы.
ВЫПУСК 216.


Отходы – в доходы

Человек утопает в отходах, но мало использует это бесплатное топливо, так как для его преобразования нужны большие затраты.

Для выпуска дешевых и чистых установок по переработке отходов необходимо решить следующие главные проблемы:

1. При очистке вредных выбросов, золы и воды до приемлемых норм стоимость устройств становится недоступной для обычного потребителя. Экологическими службами закрываются самые современные заводы (так, в Карлсруэ было закрыто огромное предприятие, производящее установки для переработки чистых пищевых отходов). Непомерно дороги блоки очистки газов в установках кипящего слоя и вихревых установках, использующиеся, например, в заводах петербургского Водоканалтреста.

2. Теплота сгорания отходов практически полностью расходуется на их сушку, сортировку, измельчение и очистку.

3. Комплексы, работающие при высокой температуре, ненадежны в работе.

Автором предлагаются устройства, в которых используется так называемая «зеленая» технология переработки отходов в расплавах. Она позволяет разложить даже боевые отравляющие вещества.

В результате многолетних исследований и доработок технология из сложной и дорогой стала простой и дешевой (авторские свидетельства № 1577009, 1158382, патенты Украины 57984, 59534 А, 59736 А, 61198 А, 60431А, 60433 А и др.). По российской заявке № 2005138396/ 15 (042859) отходы перерабатывают в расплаве солей-катализаторов и создают в них микроплазму. Плазма создается без помощи внешнего источника тока. В комплексах ПКМ переработку органических веществ производят при любых температурах расплава и корпуса реактора, но для увеличения скорости процесса расплав нагревают до 100-800оС. После разрыва связей органических веществ производят их мгновенную заморозку и разделение.

Диоксины и неразложившиеся вещества многократно улавливаются и направляются на дополнительное разложение. Еще на выходе их отделяют от газов. Газы очищают в реакторе. Сушку отходов производят с удалением солей тяжелых и радиоактивных металлов. Затраты на сушку при этом на порядок меньше, чем при технологии, использующей испарение. Производится полная рекуперация теплоты испарения воды.

В результате теплотворная способность топлива повышается до двух раз.

Шлаков в установке нет. Перед загрузкой из отходов выделяют простым гравитационным способом только органические вещества. В комплекс подают грубо измельченные ТБО и уголь толщиной до 10 сантиметров, а измельчают их в камере горячими. Это приводит к увеличению общего КПД установки, так как отпадает необходимость в системах пылеприготовления, которые забирают у станций 3% произведенной на ней электроэнергии для измельчения угля и до 15 % для ТБО.

В режиме производства продукции получают жидкое топливо, метан, синтез-газ, водород, углерод П807, газовую сажу, известь, цемент, металлы, стекло, плавленые плиты, металлы. Можно получать даже алюминий из глины без электролиза и щелочных металлов.

Тепло для получения пара и горячей воды отбирают теплопроводностью от расплава и корпуса с КПД 95%.

В режиме получения электрической энергии комплексы вырабатывают пар с температурой до 800 оС и давлением до 250 атмосфер, или метан, синтез-газ и жидкое топливо.

Опробована также технология получения механической и электрической энергии непосредственно в камере комплекса.

За счет громадной скорости теплопередачи отходам, а также за счет измельчения отходов в расплаве габариты, стоимость и концентрация вредных выбросов предлагаемых установок на порядок меньше, чем у известных перерабатывающих комплексов с аналогичными техническими характеристиками.



Как получают качественное топливо?

Вначале в комплексах с солевым реактором преобразуют органические отходы в экологически чистое и безопасное жидкое или пластичное кондиционное топливо с теплотворной способностью от 5 до 10 кВт-ч/кг. Из пластичного топлива, которое имеет физические свойства, сходные с воском, получают проволоку или брикеты.

При этом энергетические затраты на обеспечение термохимического процесса не превышают 10 % от теплотворной способности сухого органического вещества.

Получение топлива совмещено с процессом его очистки и гидрокрекинга. Одновременно осуществляются реакции крекинга, изомеризации и гидроочистки на расплавленных и твердых электромагнитных катализаторах.

Эти процессы реализованы в комплексах ПКМ и НПЗ на их основе. (Опытный НПЗ разгоняет без колонн нефть на 12 фракций бензина, солярку, мазут, битум. А из остатков получают водород и металлы).

Брикеты топлива или жидкое топливо загружают в бак и в бортовом реакторе ПКМ с объемом от 3 до 20 литров и вырабатывают из него газ. Можно загружать отходы и без обработки. Объем, состав и теплотворная способность газа задаются техническим заданием. Объемное содержание водорода, как и метана, можно изменять от 80% до 5%.

Органические вещества являются самыми емкими и безопасными накопителями водорода. При их применении не нужны тяжелые и дорогие баки для хранения водорода.

И при этом нужно учесть, что и углерод является чистым и безопасным топливом. Сотни миллионов долларов затрачены на изготовление двигателей для работы на угольной микронной пыли. И сдерживает их выпуск только наличие абразивов в угле и цена его измельчения. А чистая сажа – это идеальное топливо. Из нее, при взаимодействии с выхлопными газами, может быть получен и водород и метан.

Установка ПКМ с объемом реактора 20 литров позволяет получить из отходов углерод, синтез-газ или жидкое топливо в количестве, достаточном для работы легкового автомобиля. Автомобили, самолеты, трактора становятся пожаро- и взрывобезопасными, так как в миллисекунды из малогорючих органических веществ выделяются граммы водорода, метана и углерода, которые даже при взрыве не могут причинить вреда.

Для получения кондиционного топлива из отходов дерева в лесу или на фермах предназначены передвижные автономные комплексы. С их помощью можно также получать древесный уголь и сажу. При этом длительность переработки порции отходов занимает примерно две минуты.

Топливо можно использовать также вместо битума для строительства дорог.

В 1980 году на Николаевском заводе дорожных машин по этой технологии были изготовлены опытные асфальтоукладчики, в которых нагревали щебень и в горячем состоянии вдавливали его в асфальт на дороге. Дополнительно они сушили и размягчали асфальт горелками и производили капитальный ремонт дороги на глубину до 10 см.

Передвижные комплексы ПКМ позволяют расплавить отходами щебень, шлаки, песок, стекло, нанести его на дорогу и получить плавленое монолитное покрытие и плиты.

Стационарные комплексы ПКМ позволяют обеспечить энергией заводы и изготовить плиты для строительства домов.

Малогабаритные комплексы предназначены для обеспечения энергией домов, больниц, воинских частей.



Блоки повышения КПД двигателей

Были испытаны также блоки для обработки топлива ДВС с объемом до одного литра. Это дало уменьшение расхода топлива на всех режимах работы двигателей, снижение токсичности выхлопных газов и повышение ресурса работы.

Предлагаемые устройства основаны на применении способов переработки топлива в неравновесной плазме с применением самовосстанавливающихся, расплавленных и твердых активных катализаторов, а также создания объемных микроразрядов между капельками топлива. Плазма имеет энергию, как у шаровой молнии, и получается за счет прямого преобразования низкопотенциальной механической и тепловой энергии.

Величина энергии этих разрядов может быть повышена до тысяч джоулей за цикл. Испытания проведены в ХПИ в 1980 году на образцах с энергией 4 млн. Дж/м3.

Топливо пропускают через блоки, в которых капли заряжаются электрическими зарядами и распыляются электрическими силами на субмикронные капли.

Одновременно часть топлива разлагается на газы с высоким октановым числом – метан, водород, СО. Если объем водорода в бензине не превышает 12%, то температура сгорания практически не повысится, а топливо будет сгорать в верхней мертвой точке. И давление приводит поршень в движение на всей длине цилиндра, а не на 2/3 длины, как в обычных двигателях. При этом энергия газов производит работу, а не уходит на выхлоп.

В специальном изготовлении блок может заменить топливную систему и систему зажигания ДВС и систему очистки выхлопных газов. А также – создавать давление, необходимое для впрыска топлива.

В блоках используются патенты по получению электрического и электрохимического топлива. По прямому преобразованию низкопотенциальной тепловой, механической и химической энергии веществ в электрическую (авторские свидетельства № 1577009, 1158382, патенты Украины 57984, 59534 А, 59736 А, 61198 А, 60431А, 60433 А, и др.).

В итоге происходит увеличение КПД ДВС больше 50% за счет прямого преобразования энергии выхлопных газов и тепла.

За счет энергии выхлопа можно повысить КПД до 15%. Для этого применяется блок использования энергии выхлопа, встраиваемый в выхлопную трубу.

Вадим ШАФОРОСТОВ


В 217 выпуске читайте: Гильзовое газораспределение – прошлое или будущее?


С вопросами и предложениями обращайтесь по адресу ep@eprussia.ru


Подписаться на печатную (бумажную) версию газеты "Энергетика и промышленность России" (периодичность - 2 раза в месяц, объем - 50-60 полос формата A3) можно ЗДЕСЬ. Ознакомительный экземпляр высылается бесплатно.


С расценками на размещение рекламы в газете "Энергетика и промышленность России" и на сайте www.eprussia.ru можно ознакомиться ЗДЕСЬ.

 


Открыт книжный магазин

Информационный портал "Энергетика и промышленность России" сообщает об открытии книжного магазина для энергетиков.
Книги продаются без наценки, по цене издательств.

Перейти в магазин»


Доска объявлений

На нашем сайте открыта доска объявлений для предприятий, работающих в промышленно-энергетических отраслях.

Перейти в раздел "Доска объявлений"»


Ваши новости на нашем сайте

Уважаемые господа! Информационный портал Энергетика и промышленность России предоставляет вам новую возможность для своевременного распространения информации о деятельности ваших предприятий!
В разделе сайта "Новости компаний" вы можете САМОСТОЯТЕЛЬНО размещать пресс-релизы ваших компаний.

Подробнее»


Каталог интернет-ресурсов

На нашем сайте действует каталог интернет-сайтов компаний топливно-энергетического комплекса и тяжелой промышленности - EPR-Каталог.

Перейти в каталог»


В избранное