http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/1938.html
Заводы по переработке твердых бытовых и промышленных отходов в барботируемом расплаве шлака
с использованием печей Ванюкова
Плавка ТБПО в печах Ванюкова - принципиально новое направление в технологии переработки отходов.
Консорциум институтов “Гипроцветмет”, “Гинцветмет”, ЗАО “Техногенцентр” предлагают строительство "под ключ" унифицированных заводов по переработке твердых бытовых и промышленных отходов (ТБПО) с использованием технологии плавки их в печах Ванюкова в барботируемом расплаве шлака, являющейся уникальной отечественной разработкой, экологически чистой и не имеющей аналогов в мировой практике.
Консорциум предлагает:
ТИПОРАЗМЕРНЫЙ РЯД МОДУЛЕЙ:
-
МПВ-30;
-
МПВ-60;
-
МПВ-120;
-
МПВ-240
производительностью по переработке ТБПО соответственно: 30, 60, 120 и 240 тыс. тонн в год.
Технология разработана и апробирована ведущими научными коллективами цветной металлургии - институтами “Гинцветмет”, “Гипроцветмет”, Московским институтом стали и сплавов с участием АКХ им. Памфилова на опытно-промышленном заводе (РОЭМЗ) в г. Рязани. Технология и оборудование защищены авторскими свидетельствами на изобретения и патентами России. Плавильный агрегат ПВ и система газоочистки запатентованы за рубежом.
Модуль "МПВ" - будущий лидер в мировой практике переработки ТБПО.
Основной концепцией широкого внедрения универсального процесса ПВ для переработки ТБПО является создание системы предприятий-модулей, которые могут быть построены в короткие сроки с минимальными затратами. Стандартные модули имеют следующие преимущества:
-
обеспечивают решение острейшей социально-экологической проблемы - очистку от ТБПО территорий промышленных районов и городов при полной экологической безопасности;
-
отличаются простотой, в отличие от зарубежных процессов не требует предварительной сортировки и ограничений по исходной влажности отходов;
-
могут быть построены и введены в эксплуатацию в течение 1 - 2-х лет при небольших капитальных затратах, практически в любом районе России и за рубежом;
-
являются рентабельными и окупаются при оптимальной производительности в 4-5 лет с начала эксплуатации;
-
позволяют перерабатывать промышленные отходы (до 30% от веса ТБО), переработка которых либо не рентабельна, либо еще не разработана;
-
при оптимальной производительности полностью обеспечивают себя электроэнергией, кислородом, сжатым воздухом и теплом;
-
избытки электроэнергии тепла и продуктов разделения воздуха используются для нужд населения;
-
шлаки, получаемые из печи, пригодны для промышленного и жилищного строительства без ограничений;
-
из отходящих от печи газов производится жидкая или твердая углекислота (сухой лед), пользующаяся большим спросом в пищевой и химической промышленности;
-
являются безотходными, не имеют требующего утилизации остатка и, следовательно, полигона для его захоронения;
-
при проектировании и строительстве предусматривают применение типового оборудования, в основном отечественного производства, и типовых строительных конструкций, в том числе полной заводской готовности.
Основные принципы технологии ПВ для переработки ТБПО.
Сущность технологического процесса переработки ТБО в печи Ванюкова заключается в высокотемпературном разложении (плавке) компонентов рабочей массы в слое барботируемого шлакового расплава при температуре 1350-1400°С и выдерживании их в течение 2-3 секунд. При этом происходит полный разрыв связей в структурной цепочке сложных органических соединений, что предотвращает появление диоксинов и фуранов, имеющих техногенную природу образования.
Барботаж осуществляется за счет подачи через стационарные дутьевые устройства окислительного дутья.
ТБПО рассматривается как топливо с теплотворной способностью 1500-1800 ккал/кг при влажности 51.7%.
Плавка осуществляется автогенно без добавления топлива на дутье, обогащенном кислородом до 50-70%.
Комплекс по утилизации отходов позволяет перерабатывать шихту без предварительной сортировки и сушки со значительным колебанием по химическому и морфологическому составу за счет универсальности плавильного агрегата.
Экологическая безопасность достигается за счет отсутствия на выходе из печи высокотоксичных соединений и применения системы очистки газа, имеющей запас по пропускной способности и рассчитанной на улавливание практически всех возможных вредных соединений, встречающихся в бытовых и промышленных отходах и образующихся при их переработке.
http://www.sciteclibrary.ru/ris-pr/pr210-1.jpg
Рис.1 Технологическая схема переработки ТБПО
ТБПО и флюсы поступают на завод автотранспортом.
Материалы взвешиваются и проходят дозиметрический контроль.
В результате плавки образуются: газы, содержащие продукты сгорания и разложения ТБО, и шлак, состоящий из силикатов и оксидов металлов. Возможно образование донной фазы, содержащей черные и цветные металлы.
Шлак после водной грануляции поступает на предприятия стройиндустрии или на строительство автодорог.
Донная фаза отливается в слитки и отправляется на переработку на предприятия черной и цветной металлургии.
Газы охлаждаются в газоохладителе с получением пара энергетических параметров, очищаются от пыли, возгонов, вредных примесей и поступают на производство товарной угольной кислоты или сбрасываются в дымовую трубу.
Уловленная пыль, в зависимости от содержания в ней компонентов, отправляется или потребителю, или возвращается в оборот - на переработку с ТБПО.
Параметры газа на выбросе в атмосферу.
Элементы и соединения
|
Содержание в газах, мг/нм3
|
Значение ПДВ*, мг/нм3
|
тяжелые металлы (Cd+Hg)
|
0.00036
|
0.1
|
остальные тяжелые металлы
|
0.022622
|
1.0
|
диоксид серы
|
до 5.0
|
40
|
фтористый водород
|
до 0.3
|
1.0
|
хлористый водород
|
до 4.0
|
10.0
|
диоксид углерода
|
до 45.0
|
50.0
|
окислы азота
|
до 2.0
|
70.0
|
диоксины:
|
|
|
тетрахлор
|
1.0х10-17
|
0.1х10-6
|
другие изомеры
|
не обнаружено
|
0.1х10-6
|
фураны:
|
|
0.1х10-6
|
октахлор
|
2.5х10-17
|
0.1х10-6
|
другие изомеры
|
не обнаружено
|
0.1х10-6
|
запыленность
|
2.0
|
5.0
|
*) по нормам Европейского Союза
Характеристика модуля МПВ.
-
Модуль базируется на стандартной технологической линии: печь ПВ - охладитель газов (котел-утилизатор)- сухой электрофильтр - нитка мокрой системы пылегазоулавливания.
-
Оптимальная производительность технологической линии, где достигается ее наивысшая топливно-энергетическая эффективность, 120 тыс. т ТБПО в год.
-
Модуль МПВ-120 обеспечивает утилизацию твердых бытовых отходов городов с населением 300-500 тыс. человек и является базовым по технико-экономическим показателям.
-
Для средних и небольших городов, а также малонаселенных районов предлагаются модули МПВ-60 и МПВ-30 с печами годовой мощностью 60 и 30 тыс. тонн ТБПО.
-
Набор мощностей типоразмерного ряда модулей обеспечивает широкие возможности для строительства экономичных, быстромонтируемых из стандартных элементов, экологически безопасных заводов для переработки ТБПО в различных городах и районах России и за рубежом.
Состав модуля:
-
Автомобильные платформенные весы.
-
Дозиметрический пункт контроля уровня радиации.
-
Главный корпус в составе:
-
приемного склада ТБПО;
-
плавильного отделения;
-
отделения очистки газов;
-
отделения грануляции шлаков;
-
Турбогенераторная станция
-
Кислородная станция.
-
Газорегуляторный пункт.
-
Узел оборотного водоснабжения.
-
Очистные сооружения промливневой канализации.
-
Насосная станция бытовых сточных вод.
-
Главная понизительная подстанция.
Площадь застройки модулей (в гектарах)
МПВ-30
|
МПВ-60
|
МПВ-120
|
МПВ-240
|
3.5
|
4.0
|
4.5
|
5.0
|
Плотность застройки базового модуля МПВ-120 - 41%.
http://www.sciteclibrary.ru/ris-pr/pr210-2.jpg
Рис.2 ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПЕРЕРАБОТКИ ТБПО.
1. Склад сырья 2. Узел загрузки печи 3. Плавильный агрегат (печь Ванюкова)
4. Сплав на металлургические заводы 5. Шлак на производство стройматериалов
6. Котел-утилизатор 7. Сухой электрофильтр 8. Дымосос 9. Скруббер
10. Мокрый электрофильтр 11. Труба
Технико-экономические показатели
Капитальные вложения на строительство модулей в условиях средней полосы России с учетом затрат на сооружение объектов производство товарной продукции в млн. долл. США.
Наименования работ и затрат
|
МПВ-30
|
МПВ-60
|
МПВ-120
|
МПВ-240
|
Всего:
в том числе:
|
10.5
|
17.4
|
29.3
|
44.9
|
Строительные работы
|
2.2
|
4.0
|
6.7
|
9.8
|
Монтажные работы
|
0.6
|
1.0
|
2.0
|
3.0
|
Оборудование
|
6.4
|
10.6
|
18.0
|
28.8
|
Прочие работы и затраты
|
1.3
|
1.8
|
2.6
|
3.3
|
Удельные капвложения, долл./т
|
155
|
252
|
209.6
|
160
|
Всего без учета объектов производства товарной продукции
|
8.0
|
14.5
|
24.0
|
38.4
|
Удельные капвложения, долл./т
|
238
|
207
|
170
|
136
|
Строительство модулей осуществляется в одну очередь.
Сроки строительства:
-
МПВ-120'>МПВ-30 - 1год
-
МПВ-120 - 1.7 года
-
МПВ-60 - 1.2 года
-
МПВ-240 - 2.0 года
Капиталовложения могут изменяться в зависимости от:
-
места строительства (страны и географического положения);
-
цен на местные материалы и рабочую силу;
-
протяженности внешних сетей.
При использовании существующих объектов освоенной промплощадки (металлургического или машиностроительного профиля, ТЭЦ, ДСК, КПД и др.) возможно сокращение капиталовложений до 30-40%.
|
Наименование
|
Ед. изм.
|
МПВ-30
|
МПВ-60
|
МПВ-120
|
МПВ-240
|
|
Затраты энергоносителей
|
|
|
|
|
|
1
|
Собственного производства
|
|
|
|
|
|
|
электроэнергия
|
кВт час
|
285
|
240
|
202
|
192
|
|
кислород технический
|
нм3
|
423
|
316
|
277
|
256
|
|
сжатый воздух
|
нм3
|
260
|
195
|
372
|
441
|
|
тепло
|
Гкал
|
0.8
|
0.6
|
0.35
|
0.3
|
2
|
От внешнего источника
|
|
|
|
|
|
|
электроэнергия
|
кВт час
|
175
|
—
|
-
|
—
|
|
природный газ
|
нм3
|
81
|
-50
|
22
|
14
|
|
вода производственная
|
м3
|
2.9
|
2.24
|
2.26
|
1.95
|
*) При производстве товарной продукции, в зависимости от ее номенклатуры и количества, удельные расходы увеличиваются на:
-
воду производственную -до 10%;
-
электроэнергию — до 15%;
-
природный газ —до 100%.
Годовое производство и выпуск товарной продукции
Наименование
|
Ед. изм.
|
МПВ-30
|
МПВ-60
|
МПВ-120
|
МПВ-240
|
Мощность по переработке
|
|
|
|
|
|
Твердые бытовые отходы
|
тыс.тонн
|
30
|
60
|
120
|
240
|
Твердые промышленные отходы
|
-"-
|
5
|
10
|
20
|
40
|
Всего ТБПО
|
-"-
|
35
|
70
|
140
|
280
|
Товарная продукция
|
|
|
|
|
|
Гранулированный шлак
|
тыс.тонн
|
4.5
|
9.0
|
18.0
|
36.0
|
Металлосодержащий продукт
|
тыс.тонн
|
0.7
|
1.39
|
2.78
|
5.56
|
Товарная угольная кислота
|
тыс.тонн
|
12.0
|
24.5
|
49.0
|
98.0
|
Тепло (отработанный пар)
|
тыс.Гкал
|
20.
|
50.0
|
120.0
|
240.0
| -
Модули, кроме МПВ-30, полностью обеспечивают процесс переработки отходов кислородом, сжатым воздухом, теплом и электроэнергией.
-
Избыток электроэнергии и тепла используется для производства товарной продукции из газов и шлаков, а также для нужд населения и промышленных предприятий.
-
Теплом отработанного пара турбогенератора в зависимости от мощности модуля можно отапливать от 3-х до 30 гектаров тепличных хозяйств.
-
Шлак используется для изготовления строительных изделий: минеральная вата и изделия из нее (маты, плиты), наполнители для бетона (керамзит, пирозит), декоративная керамическая плитка, фундаментные блоки и др., а также для строительства дорог.
-
Из газов печи Ванюкова, по желанию заказчика, возможно получение товарной угольной кислоты жидкой и твердой (сухой лед).
-
При наличии в отходах черных и цветных металлов возможна их утилизация и вторичное использование.
-
Условная экономия земельных площадей при переработке 120 тыс. тонн ТБО (базовый модуль МПВ-120) за счет высвобождения ее при ликвидации или сокращении полигонов составит 150 га при продолжительности эксплуатации модуля в течение 30 лет.
Экономическая эффективность
Унифицированные модули являются рентабельными и окупаются в условиях средней полосы России за 4-5 лет с начала эксплуатации при следующих условиях:
-
уставной фонд - 10% от инвестиций;
-
проценты по кредитам — 12% годовых;
-
коэффициент дисконтирования -14%;
-
эксплуатационные расходы по переработке ТБПО (с учетом выпуска товарной продукции) - 23.0 долл/т
-
тариф за услуги по переработке 1 т ТБПО от 5 до 8 долл.
-
переработка отдельных видов промотходов может снизить срок окупаемости до 1.5-2 лет.
Контакты: http://www.gintsvetmet.ru/ Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов (ГИНЦВЕТМЕТ)
Адрес г. Москва, 129515, ул. Академика Королева, 13
Директор Тарасов Андрей Владимирович
Телефон, факс 215-57-51, ф. 215-34-53
E-mail gin@gintsvet.msk.su
Поделитесь с Вашими друзьями: |