КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ОРГАНОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

В ВЫСОКОКАЛОРИЙНЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ГАЗ ИЛИ СЫРЬЕ ДЛЯ НЕФТЕХИМИИ

Под органосодержащими отходами понимается:

• биомасса избыточного активного ила и сырого осадка очистных сооружений (~1% от объема сточных вод);

• некондиционные навозы;

• отходы сельского хозяйства;

• пищевые отходы (коммунального хозяйства, пищевой и перерабатывающей промышленности;

• бытовые и промышленные органосодержащие отходы (ветошь, бумага, картон, текстиль, упаковочные материалы, пластмасса и др.)

• отходы переработки древесины (опилки, стружка, листва, лигнин), торфа, сапропели (илы речные и озерные)

В общей сложности анализу подвергались 22 наименования органосодержащих отходов. Для такого государства как Беларусь, количество образующихся органосодержащих отходов в пересчете на органику, приблизительно соответствует 7-8 млн. т/год при численности населения 10 млн. человек и примерно на 1/3 может обеспечить потребности государства в тепле и энергии за счет возобновляемого источника энергии (в основном органосодержащих отходов жизнедеятельности). Для других стран эти оценки должны быть уточнены. КПОО в будущем может стать также сырьевой базой современной нефтехимии.

Комплекс включает ряд взаимосвязанных стадий, каждая из которых имеет свое строгое функциональное назначение. Подготовка отходов и, при необходимости, обезвоживание до и после метаногенной обработки, анаэробное сбраживание (биогаз: СН₄ + СО₂) обеспечивают на заключительной стадии термохимической обработки (пиролиз + сжигание остатков непиролизованной органики) получение высококалорийного пирогаза (не ниже 9000 ккал/м³) в сравнительно мягких условиях (550-600^оС) и практически 100% утилизацию органики. Подобная последовательная переработка органики отходов, несмотря на некоторую сложность, обеспечивает и их полную переработку в полезные свет и тепло.

Приблизительно 75-80% потенциала органики отходов в комплексе превращается в высококалорийный топливный газ (смесь биогаза и пирогаза 7000-8000 ккал/кг) или нефтехимическое сырье (содержание этилена и пропилена в пирогазе около 30-40%), а 20-25% – используется на термоавтономность комплекса.

Высокая энергетическая эффективность и термоавтономность обеспечивается, с одной стороны, замкнутой по жидким, газообразным потокам технологической схемой, а с другой – аппаратурно-технологическим оформлением, где горячая вода (~80^оС), полученная при охлаждении пирогаза и дымовых газов на стадии термодеструкции обеспечивает поддержание жизнедеятельности метантенка и теплицы.

Избыток горячей воды и диоксид углерода также могут рассматриваться как товарные продукты комплекса.

Получен патент Республики Беларусь на способ переработки и аппаратурно-технологическое оформление КПОО. Опубликованы десятки научных статей и сделаны десятки научных докладов на конференциях различного уровня.

Эффективность и окупаемость КПОО.

Бизнес-план создания типовой установки производительностью 10000 т/год по топливному газу показал, что окупаемость типовой установки достигается, в основном, за счет реализации топливного газа (~75-80%), продукции теплиц (10-15%) и горячей воды (5-10%). Для условий Республики Беларусь окупаемость типовой установки составляет 2-3 года.

Располагать установки комплекса предполагается в местах образования отходов и потребления топливного газа.

В настоящее время проект КПОО развивается в направлениях:

• оптимизация состава отходов;

• эффективное обезвоживание отходов после метаногенной обработки;

• поиск рационального использования неорганических остатков отходов, образующихся при переработке.

На основе развития новых направлений формируется II-й вариант технического решения комплекса:

• анаэробное сбраживание отходов с глубокой конверсией органического вещества (50-60%) и получением биогаза;

• обезвоживание отходов перед термохимической стадией (влажность менее 70%);

• термоокисление остатков сброженных отходов с получением пара, горячей воды (80?C) и неорганического остатка, имеющего специальное применение.

Установка комплекса по второму варианту рассматривается исключительно для теплоэнергетического направления и может иметь меньшую производительность по исходному сырью (отходам) и по топливному газу (~1000 т/г) и располагаться вблизи жилых массивов, удовлетворяя их потребности в обеспечении теплом. Ограниченные газовые выбросы и их специальная очистка делают такие установки экологически предпочтительными.

Работы в ПГУ ведутся с начала 90-х, все стадии отработаны и апробированы на лабораторных и пилотных установках, разработан бизнес-план, совместно с проектировщиками создан регламент на опытно-промышленную установку. Авторы располагают материалом для нового патентования, который готовы реализовать с новыми партнерами, инвестирующими проект. Авторы предлагают различные варианты создания опытно-промышленной установки, предусматривающие использование полученных научных результатов, математического и физического моделирования при сравнительно ограниченном финансировании и рисках при реализации.

Наши координаты:

Тел.: 531773 – кафедра химической техники Полоцкого ГУ;

533473 – Абаев Генрих Николаевич и Андреева Раиса Александровна;

E-mail: rus-abaev@yandex.ru, ger-abaev@list.ru