Отработанные железнодорожные шпалы — экологически безопасный, возобновляемый вид топлива

Типовая технологическая схема утилизации отработанных железнодорожных шпал с целью комбинированного производства электроэнергии и тепла в режиме когенерации

1. Стадия подготовки топлива.

1.1. Очистка от минеральных и металлических включений.

1.2. Измельчение в щепу на рубительной машине.

1.3. Узел сепарации топлива.

1.4. Сушка щепы (в зависимости от исходной влажности шпал) и возвратных отходов процесса газификации.

2. Автоматическая загрузка в газогенератор.

3. Газификация.

3.1. Производство горячего неочищенного генераторного газа.

3.2. Сухое удаление золы из устья газогенератора.

4. Очистка и охлаждение генераторного газа.

4.1. Предварительная очистка генераторного газа от летучих зол в циклоне.

4.2. Охлаждение и очистка от твердых примесей и оставшихся после термического разложения в газогенераторе пиролизных смол в скруббере Вентури.

4.3. Первая степень очистки охлажденного генераторного газа в механических фильтрах грубой очистки.

4.4. Вторая степень очистки охлажденного генераторного газа в механических фильтрах тонкой очистки.

4.5. Третья степень очистки охлажденного генераторного газа в контрольных рукавных фильтрах.

5. Удаление избыточной влаги охлажденного и глубокоочищенного генераторного газа в

мокрой газодувке.

6. Очистка оборотной воды.

6.1. Текущая очистка и охлаждение оборотной воды от твердых примесей и остатков пиролизных смол в блочно-модульном очистном сооружении (БМОС).

6.2. Периодическая глубокая очистка оборотной воды от накопившихся пиролизных смол в установке регенерации оборотной воды.

7. Повторное сжигание после сушки отработанного фильтрующего материала и сгущенного остатка оборотной воды в газогенераторе.

8. Производство электроэнергии.

8.1. Сжигание полученного генераторного газа в качестве топлива в двигателе внутреннего сгорания газопоршневого или газодизельного типа.

8.2. Преобразование энергии вращения привода в электрическую энергию в электрогенераторе.

9. Когенерация.

9.1. Использование возвратного тепла выхлопных газов для формирования агента сушки щепы в конвейерной сушилке.

9.2. Утилизация возвратного тепла системы охлаждения двигателей и генераторного газа с целью производства горячей воды для собственных нужд или внешних потребителей.

При утилизации железнодорожных шпал по предлагаемой технологии образуются следующие виды побочных продуктов: отработанный агент сушки щепы, мелкая фракция щепы после мультициклона сушилки, сухие золы из устья газогенератора и летучая зола после циклона, отработанная оборотная вода, сгущенный осадок на выходе БМОС, конденсат на выходе мокрой газодувки и выхлопные (дымовые) газы.

Отработанный агент сушки щепы после прохождения мультициклона (очистка от мелких твердых примесей) рассеивается в атмосфере. В случае необходимости просчитываются параметры рассеивания (высота дымовой трубы) с целью обеспечения ПДК возможных вредных примесей.

Поскольку, содержащийся в составе щепы антисептик практически полностью переходит в летучую фракцию, образующиеся сухие золы не имеют в своем составе вредных веществ и могут рассматриваться как отдельный товарный продукт в виде удобрений.

Отработанный фильтрующий материал (на основе древесных опилок, щепы и активированного угля в системе регенерации оборотной воды) отправляется на газификацию.

Сгущенный осадок на выходе БМОС после анализа на присутствие пиролизных смол отправляется или на повторную газификацию или переходит в категорию зол.

Выхлопные газы на выходе электроагрегата соизмеримы по составу и концентрации вредных веществ с выхлопными газами, где в качестве топлива используется природный газ, и не представляют экологической угрозы.

Проблема утилизации железнодорожных шпал — острейшая для транспортной отрасли. Изъятые Оборотная вода после многократной очистки системой регенерации по результатам анализа подвергается необходимой химической (механической) очистке и сливается в систему канализации.

В систему оборотной воды закачивается свежая технологическая вода.

Полученная энергия может быть использована для электроснабжения и отопления депо, мастерских, станционных сооружений.

Технологически и экологически возможен двухступенчатый вариант утилизации отработанных деревянных шпал, когда:

• все горючие отходы газификации, включая мелкую фракцию щепы после мультициклона сушилки, углеродные остатки щепы из устья газогенератора, отработанный фильтрую­щий материал, сгущенный осадок на выходе БМОС, а также низкокачественный отсев после измельчения шпал брикетируются по стандартной технологии;
• далее сжигаются в специальных высокотермичных печах при температуре 1700-1900 оС;
• или утилизируются в пиролизных установках небольшой производительности.

При этом, до 90 % объема шпал утилизируется по технологии газификации, остальная часть с применением технологии сжигания или пиролизной.

В год из 140 000 отработанных деревянных шпал с использованием предлагаемого оборудования можно получить:

• 21 млн м3 генераторного газа с общей теплотой сгорания 25 200 Гкал; или
• 7000 МВт • час электроэнергии;
• более 6000 Гкал тепла в виде горячей воды в режиме когенерации;
• 170 тонн минеральных удобрений.

Дата публикации: 29.01.2011

Похожие записи:

• Опыт реализации магистерском программы «возобновляемые источники энергии» в национальном исследовательском томском политехническом университете
• Автономный энергетический центр по утилизации отходов сельскохозяйственных предприятий
• Кластерный подход при формировании технопарков рационального природопользования
• Акустическая паровая внутрикапельная кавитация — новое направление для создания эффективных энергосберегающих и экологически чистых технологий
• Каталитическая интенсификация процессов переработки возобновляемого растительного сырья в биотоплива
• Комплексное использование германий содержащих углей с получением исходного сырья для производства солнечных батарей