ООО "ФАСТ ИНЖИНИРИНГ"

НАШИ ТЕХНОЛОГИИ — ЭТО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ, НАДЕЖНОСТЬ, БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

ПЕРЕРАБОТКА УГЛЯ И ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ

Переработка твердых углеводородных топлив, включая уголь, торф, а также промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов с получением товарных продуктов

 

Одним из путей стабильного развития и повышения эффективности угледобывающей отрасли промышленности является глубокая переработка угля в регионах его добычи, развитие производства из угля конкурентоспособных продуктов с высокой добавленной стоимостью, востребованных на внутреннем и мировом рынках. К таким продуктам можно отнести высококачественные моторные топлива, смазочные масла, сырье для химической промышленности, строительные материалы и др.

В настоящее время на долю угля приходится не более 30% в общем балансе производимой энергии. В тоже время, запасы угля во много раз превышают запасы нефти и газа. Как правило, уголь сжигают в энергетических паровых или водогрейных котлах для производства электроэнергии и теплоты для отопления и горячего водоснабжения. При этом продукты сгорания в больших объемах в виде отходящих дымовых газов сбрасываются в атмосферу. Эти газы содержат значительное количество пыли и вредных веществ (CO, NOх и др.). Следует отметить, что при сжигании угля эмиссия вредных веществ (СО, NOx) в окружающую среду примерно в 1,5 – 2 раза выше, чем при сжигании газообразных или жидких углеводородных топлив.

Известно, что газификация угля является одним из наиболее универсальных и чистых способов получения газа, пригодного для использования в качестве топлива для теплоэнергетических установок, а также получения синтез-газа для его переработки в ценные целевые продукты, востребованные на рынке. Решение задач экономически эффективной и экологически чистой газификации угля непосредственно в местах его добычи, а также разработка и внедрение новых технологий по переработке полученного газа в востребованные на рынке целевые товарные продукты, позволит повысить эффективность угледобывающей отрасли промышленности. При этом будут решены проблемы, связанные со сбытом угля, его транспортировкой к местам потребления, минимизированы выбросы вредных веществ в окружающую среду, сохранены и увеличены рабочие места.

При газификации угля получают газ, содержащий водород, оксид и диоксид углерода, метан, пары воды и другие компоненты. Состав получаемого газа зависит от типа газифицируемого угля, используемых газифицирующих агентов, температуры газификации и применяемых технических средств – газогенераторов для проведения технологического процесса газификации. Тип газифицирующих агентов и их количество выбирается в зависимости от требований последующего использования получаемого газа. При использовании полученного газа в качестве топлива для теплоэнергетики его состав не имеет большого значения, требуется получить газ с возможно высокой теплотворной способностью. При использовании полученного газа для переработки в синтетические жидкие топлива требуется получить синтез-газ с соотношением Н2 к СО равным 2 и обеспечить его глубокую очистку от соединений, являющихся ядами для катализатора синтеза жидких углеводородов (синтез Фишера-Тропша). Количество и состав вредных веществ, содержащихся в шлаке после газификации, также зависят от состава газифицируемого угля, температуры газификации. Часто это обстоятельство создает проблемы по утилизации шлака. Очистить отходящие дымовые газы и шлак от образующихся вредных веществ, применяя известные способы очистки, часто является трудно выполнимой задачей.

Традиционные методы газификации угля не позволяют получить газ с высокой теплотворной способностью и одновременно низкой себестоимостью. Применяемые в настоящее время технологии и оборудование для газификации угля капиталоемки и энергозатратны. Экономическая эффективность таких технологий остается низкой, что сдерживает их промышленное внедрение. Кроме того, использование таких технологий приводит к сбросу в окружающую среду значительного количества вредных веществ.

Анализ существующих технологий газификации угля показывает, что эффективность традиционно применяемых технологических и технических решений с точки зрения экономики и, особенно с точки зрения экологии остается низкой. Дальнейшее совершенствование традиционно применяемых отдельных стадий технологических процессов с использованием традиционно применяемого оборудования не приводит к ощутимым положительным сдвигам в экономике и экологии.

При разработке новой технологии газификации угля и технических средств для ее реализации ООО «ФАСТ ИНЖИНИРИНГ» поставило для решения следующие задачи:

  • Газификация должна проходить в газификаторе непрерывного действия.
  • Сбросы вредных веществ в окружающую среду не должны превышать установленных предельно допустимых концентраций (ПДК).
  • В твердом остатке после газификации (шлаке) необходимо минимизировать содержание вредных веществ, для возможности его утилизации.
  • Применение в качестве окислителя чистого кислорода или воздуха, обогащенного кислородом должно быть исключено.
  • Получаемый на газификаторе газ должен отвечать требованиям для использования в теплоэнергетике.
  • Получаемый на газификаторе синтез-газ должен отвечать требованиям для переработки его в синтетические жидкие топлива.
  • Технология газификации и применяемое оборудование должны быть надежны и безопасны при эксплуатации, обеспечить максимальную автономность проведения процесса, минимальное потребление извне энергоресурсов.
  • Стоимость получаемого газа должна быть конкурентоспособной по сравнению с традиционно применяемым газообразным топливом.
  • Капитальные вложения должны окупаться в кратчайший период.
  • Технология газификации угля и применяемое оборудование должны обеспечить возможность проводить газификацию других видов твердого топлива.

Разработанная ООО «ФАСТ ИНЖИНИРИНГ» технология газификации твердых топлив, в том числе угля, в значительной мере решает поставленные выше задачи. Новая технология базируется на применении созданного фирмой оборудования нового поколения – каталитических реакторов, теплообменных и массообменных аппаратов, беспламенных горелок, а также способа эффективного сжигания топлива на беспламенной горелке с устойчивым поддержанием заданной адиабатической температуры горения топлива.

На основе использования созданного оборудования нового поколения также разработана технология получения синтез-газа и его переработка в синтетические жидкие топлива (СЖТ).

Технология газификации угля, получения синтез-газа, а также отдельные стадии получения СЖТ были проверены на созданных экспериментальных пилотных и лабораторных установках. Очистка газов от твердых, жидких и газообразных компонентов в массообменных аппаратах конструкции ФАСТ ИНЖИНИРИНГ® уже многие годы успешно эксплуатируется во многих отраслях промышленности.

Способ эффективного сжигания топлива обеспечивает возможность стабильно поддерживать заданную адиабатическую температуру горения при α = 1,0 – 1,05. При этом обеспечивается практически полное сгорание топлива. Заданная адиабатическая температура горения топлива обеспечивается подачей на беспламенную каталитическую горелку топливного газа и обедненного кислородом окислителя. В качестве такого окислителя используется воздух, смешанный с отходящим дымовым газом. Чем больше  отходящего дымового газа дозируется в воздух, тем меньше в окислителе кислорода и тем ниже адиабатическая температура горения топлива. Таким образом, стабильно поддерживается заданная требуемая адиабатическая температура горения. Такое техническое решение обеспечивает высокую надежность при эксплуатации газификатора, исключая возможность повышения температуры теплоносителя (дымового газа) выше заданной и исключения перегрева элементов газификатора.

Принципиальная технологическая схема установки газификации угля по технологии ФАСТ ИНЖИНИРИНГ® представлена на рис. 1. 

Очистка полученного газа от механических примесей, конденсата и газообразных примесей проводится в массообменных аппаратах конструкции ФАСТ ИНЖИНИРИНГ®, хорошо зарекомендовавших себя в промышленности.

Товарными продуктами являются: углеводородный газ, жидкая фракция и шлак – твердый остаток после газификации. Все товарные продукты подлежат полезному использованию.

Рис. 1. Принципиальная технологическая схема установки газификации угля по технологии ФАСТ ИНЖИНИРИНГ®

Отличительные особенности новой технологии газификации угля.

  1. Установка непрерывно действующая. Загрузка сырья, выгрузка шлака и выдача товарного газа осуществляется непрерывно.
  2. Новая технология, а также конструкция газификатора и применяемого оборудования пригодны для проведения процесса газификации любого вида твердого топлива (древесины, торфа, промышленные, бытовые и сельскохозяйственные отходы и др.).
  3. Исключено применение кислорода.
  4. Установка автономна. При газификации требуется извне только вода и минимальное количество электроэнергии и топлива для пуска установки.
  5. На установке газификации угля может быть получен топливный газ для использования его в теплоэнергетике, удовлетворяющий требованиям потребителя.
  6. На установке газификации топлива может быть получен синтез-газ, пригодный для переработки в высококачественные моторные топлива.
  7. Подвод теплоты от теплоносителя – дымового газа к газифицируемому топливу – осуществляется через теплопередающую стенку, благодаря чему исключается попадание в топливный газ или в синтез-газ азота, а также других компонентов, содержащихся в дымовом газе.
  8. В качестве окислителя и газифицирующего агента в процессе газификации используется вода.
  9. Процесс газификации осуществляется без доступа воздуха, благодаря чему в получаемом газе минимизировано содержание азота.
  10. Утилизация теплоты дымовых газов и других технологических потоков осуществляется в теплообменных аппаратах конструкции ФАСТ ИНЖИНИРИНГ®, что позволяет снизить расход топливного газа для собственных нужд и повысить выход товарного газа.
  11. Использование беспламенной горелки и окислителя топлива в виде смеси воздуха и дымового газа позволяет поддерживать процесс устойчивого горения при адиабатической температуре не выше 1200°С, благодаря чему практически не образуются NOx и СО в продуктах сгорания.
  12. В качестве топлива в горелку подается очищенный от вредных веществ полученный в газификаторе газ, благодаря чему в дымовых газах, сбрасываемых в атмосферу, не содержатся вредные вещества.
  13. Для очистки полученного газа от примесей и вредных веществ используются массообменные аппараты конструкции ФАСТ ИНЖИНИРИНГ®, успешно работающие в промышленности.
  14. Режим газификации при температуре не выше 900°С практически исключает образование вредных веществ в получаемом газе и в шлаке, выводимом из установки, что облегчает решение вопроса его утилизации.

Созданная технология с применением новой конструкции газификатора и другого оборудования нового поколения успешно опробована на лабораторной установке.

Проведенные исследования на лабораторной установке подтвердили правильность принятых технических и технологических решений и позволяют создать головную опытно-промышленную установку газификации угля. Для газификации пригоден уголь практически любого состава (по содержанию углерода, влажности, зольности и др.). в том числе бурые и каменные угли, а также угольная пыль. Чем больше содержание углерода в газифицируемом угле, тем больше будет получено удельное количество углеводородного газа для полезного использования.

 Лабораторная установка газификации твердых топлив по технологии ФАСТ ИНЖИНИРИНГ® представлена на рис. 2.

Рис.2. Лабораторная установка газификации твердых топлив по технологии ФАСТ ИНЖИНИРИНГ®

Технология ООО «ФАСТ ИНЖИНИРИНГ» газификации угля и оборудование для ее реализации позволяют значительно снизить удельные капитальные вложения и эксплуатационные затраты и получить продукт, востребованный и конкурентоспособный на рынке как по качеству, так и по цене.

На технологию газификации угля, переработку полученного газа в целевые продукты, используемое оборудование, — имеются патенты РФ на изобретения, авторские права на которые принадлежат ООО «ФАСТ ИНЖИНИРИНГ».

Производство оборудования нового поколения по лицензии ООО «ФАСТ ИНЖИНИРИНГ» освоено рядом отечественных машиностроительных заводов. Созданное ООО «ФАСТ ИНЖИНИРИНГ» оборудование нового поколения успешно эксплуатируется в различных отраслях промышленности, как в России, так и за рубежом.

При копировании ссылка на сайт ООО «ФАСТ ИНЖИНИРИНГ» обязательна.