Экологически чистая мини-ТЭС

Инжиниринговая компания "Трансинт" проводит работы по автоматизации отходоперерабатывающих экологически чистых комплексов (мини–ТЭЦ) отпускной электрической мощностью 4, 6 и 8 МВт на основе плазменно-водородной газификации, состоящей из 2-х камерного плазменного реактора с автоматическим определением баланса энергопотребления и структурой газовых потоков.

В основу предлагаемой технологии заложен 3-х стадийный процесс несжигательной термообработки любого органического сырья и отходов в составе:

  • блоков сушки отходящими газами при температуре 120°С;
  • пиролизных агрегатов для получения метансодержащего топливного газа и жидких фракций (температура 600°С);
  • реакторов для многоуровневой плазменно-каталитической паровоздушной газификации в среде водородсодержащего газа при 1200-1300°С с последующей конверсией коксо-зольного остатка при температуре более 1500°С - для нейтрализации присутствующих экологически опасных экотоксикантов и получения базальто-образного продукта.


Получаемые газовые топлива используются в адаптированных газопоршневых энергоагрегатах для выработки теплоэнергоресурсов (как для собственного обеспечения, так и для стороннего отпуска близлежащим потребителям). Также будут применяться установки по сепарации и измельчению твердого сырья, очистке газов и стоков, а также оборудование для производства экологически чистой строительной и дорожной продукции.

На 1-ой стадии при температуре 650-750°C и небольшом избыточном давлении практически теряется межмолекулярное взаимодействие и происходит быстрый разрыв молекулярных углеводородных связей. Также происходит “взрывное вскипание” низкомолекулярных соединений (вода и др.), их химическая модификация (рекомбинация вместе с разлагающимися при этой температуре соединениями) с образованием углеподобного продукта (полукокса) и термохимическим расщеплением молекул целлюлозы С6Н10О5, преобладающих в ТБО, на более простые химические соединения. Данный процесс обеспечивает разрушение тяжелых и высоковязких молекул с длинным циклическим углеродным рядом до более коротких (газы и жидкие продукты в виде пиролизной смолы) с насыщением водородом (из газа 2-й ступени) разорванных молекул и подавлением токсических соединений.

На 2-й стадии неразложившийся твердый остаток, ТНО и низко-потенциальный пар подаются в нижнюю часть реактора, где происходит паровая каталитическая плазменная деструкция углерода. Одновременно под действием плазмы в зоне дугового разряда при температуре 1500°С происходит высокотемпературная тепловая минерализация отходов, что позволяет осуществлять расщепление различных элементов до низкомолекулярных составляющих с полным обезвреживанием токсичных, канцерогенных и других опасных веществ. При этом высоко - реактивный водород в присутствии катализаторов и нейтрализаторов вступает в химическое взаимодействие с экотоксикантами (диоксины, фураны, полихлорированные бефинилы, гексахлорбензолы и др.), разлагает эти вещества на углеводороды с последующим охлаждением и образованием неорганических солей (CaCl2, KCl, NaCl, NH4Cl), окислов, сульфатов, HF, инертных остатков. Зольный остаток, состоящий из этих нейтральных веществ, выводится из нижней части реактора в виде расплавленного шлака (плавкой матрицы), который будет перерабатываться на соответствующих установках в пено- и газобетоны.

Поскольку в перерабатываемом сырье присутствуют вышеуказанные экологически опасные химические элементы и их соединения, температура разложения которых превышает пределы, доступные обычным методам сжигания, то единственно эффективной в этом случае может быть только плазмохимическая переработка. Данная технология обеспечивает наилучшие результаты среди всех других по нейтрализации вредных веществ, т.к. реакция деструкции сырья происходит в водородсодержащей среде при отсутствии азота и кислорода, что способствует разложению диоксинов и предотвращает образование новых токсичных соединений в условиях реакции газо-фазного термохимического восстановления при взаимодействии водорода с органическими и хлорорганическими соединениями. Учитывая подачу на плазменные блоки небольшого объема остаточного кокса, к тому же в горячем и пылевидном виде, их энергопотребление в 5-7 раз ниже, чем во всех эксплуатирующихся аналогах.

Преимущества технологии:

  • Технологическая уникальность, позволяющая без применения ручной сортировки перерабатывать смесевое сырье любого состава, включая отходы полигонного хранения, с получением газового топлива для выработки теплоэнергоресурсов.
  • Многовариантное применение различных видов энергогенерирующего оборудования.
  • Высокотемпературная обработка отходов при температуре более 1500°С расщепляет молекулы опасных элементов до низко-молекулярных составляющих, что полностью обезвреживает экотоксиканты и обеспечивает применимость минерального остатка для выпуска побочной дорожно-строительной продукции.
  • Автономность, компактность и мобильность комплекса с самообеспечением необходимыми тепло- и энергоресурсами, допускающая возможность перевозки от полигона к полигону.
  • Удельное потребление генераторов плазмы значительно ниже, чем в проектах по чисто-плазменной технологии.
  • Расчетная стоимость затрат на 1 тонну сырья в 3-9 раз ниже, чем на аналогичных предприятиях в мире.