Разработка проекта по альтернативному энергообеспечению с использованием топливных брикетов на основе твердых бытовых отходов

К рассмотрению использования в качестве исходных материалов топливных элементов принят один из полигонов захоронения ТБО г. Самара с общим объемом утилизации 60 000 тн в год со средней влажностью 50% с предварительной сортировкой. Если сортировка на полигоне будет отсутствовать, то рекомендуем применить баллистический сепаратор BRINI Classifier type MK, предназначенный для отделения твердых и жестких материалов, которые в последующем не могут быть спрессованы, например, стекло, камни, металлы. Указанного количества ТБО хватит для получения синтез-газа в количестве 9000 м³ в час, который, в свою очередь, можно когенерировать на газопоршневых электростанциях в 5400 кВт электроэнергии с себестоимостью 0,058 руб/кВт. Попутно при охлаждении синтез-газа, двигателей и выхлопных газов на экономайзере будет получено 9900 кВт тепловой энергии в виде горячей (90С) воды, которую можно использовать для отопления, горячего водоснабжения и на другие технологические нужды, например, для сушки топлива.

Участок подготовки топлива предполагает наличие на нем оборудования для измельчения ТБО различной фракции вплоть до крупногабаритных мебельных отходов и автопокрышек большегрузных автомобилей. Например, измельчитель фирмы Husmann (Германия), параметры и схема которого указаны ниже.

Табл. 1.

Технологическая схема комплекса будет выглядеть так, как показано на рис. 1.

Рис. 1.

Альтернативой может служить измельчитель Terminator 500 (производства KOMPTECH, Австрия).

Для создания топливных элементов с определенным размером фракций понадобится установка для брикетирования измельченных отходов. Например, можно использовать пресс-гранулятор BRINI PELLETIZER 130 (производства KOMPTECH, Австрия) со следующими характеристиками:

Размер пеллеты: 32×32 мм.

Длина 20 — 50 мм.

Производительность: до 6 т/час.

Потребляемая мощность 132 кВт.

Габаритные размеры:

Длина 2.600 мм.

Высота 2.350 мм.

Ширина 2.150 мм Опыт эксплуатации подобной установки показал, что получаемые гранулы характеризуются высокими горючими свойствами при минимальном загрязнении окружающей среды.

Производительность измельчителя и пеллетезера соответствует двухсменной работе участка подготовки топлива, а значит, склад топлива должен вмещать, как минимум девятичасовой запас топлива (37 тн), а как максимум суточный (100 тн).

При газификации топлива получаются побочные продукты с возможным дальнейшим применением для собственных нужд или для коммерческого использования. Это смола (печное топливо), дистиллированная вода и зола, в которой могут находиться тяжелые металлы. При наличии тяжелых металлов и их солей необходимо предусмотреть обработку золы гуминовыми препаратами, что может привести к удорожанию получаемой электроэнергии до 0,158 руб за 1 кВт, что существенно не скажется на доходности и сроке окупаемости.

Основные ценовые характеристики приведены в таблице «Технико-экономические показатели». С учетом этих характеристик ориентировочные капитальные затраты проекта составят 170 843 125 рублей, а доходы без вычета подоходного налога и амортизации (EBITDA) — 116 600 927 рублей. Срок окупаемости около 18 месяцев.

Рис. 1. Технологическая схема выработки тепловой и электрической энергии на базе комплекса КЭЭГ и газопоршневой электростанции

Технико-экономические показатели газотеплогенераторного комплекса на базе 3-х КЭЭГ-3000, работающего на ТБО — 50% влажности, с использованием получаемого газа на производство 5,4 МВт электроэнергии.

В состав комплекса входит оборудование по подготовке топлива, автоматическое загрузочное устройство, газотеплогенератор со встроенным водяным котлом, система подготовки газа, газопоршневая электростанция.

Табл. 2.

Табл. 3.

брикетирование газопоршневый энергогенерирующий Табл. 4. Экономическая эффективность по электроэнергии и теплу.