МАТЕРИАЛЬНЫЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС
Выход и состав продуктов пиролиза зависят от температуры реакции и времени пребывания в реакционной зоне (табл. 3). Данные, приво - Таблица 3. Продукты завода пиролиза фирмы Occidental
Выход при 500СС, исходя из сухого сырья, поступающего в реактор
|
100,0
Вода 10%
П-89
Твердые городские отходы, 10864 Охлаждающая жидкость, 493 |
Материалы первого этапа |
Рис. 3. Общий энергетический баланс по высшей теплоте сгорания.
Значения приводятся в кДж/кг сырья. Чистый тепловой к. п. д. = пиротопливо/твердые городские отходы + + охлаждающая жидкость = 31%; энергетическое отношение = производство пирс топлива/энергия, расходуемая в процессе производства = 6,93.
Димые на рис. 3, относятся к пиролизу за один проход, а не к общему выходу. Газ и углистое вещество, как указывалось выше, сжигаются в качестве источника топлива для процесса. Конечными продуктами пиролиза являются пиротопливо, вода, зола и топливный газ.
Выход продуктов пиротоплива (табл. 4), считая на невысушенные отходы, составляет 25%. На долю алюминия, стекла и черных металлов
Таблица 4. Суммарный состав продуктов
Поступающие отходы |
Продукты |
||
Бумага |
34,13 |
Пиротопливо |
|
Пищевые |
От- |
||
Ходы |
2,13 |
(20% влаги) |
|
Садовые |
От- |
||
Бросы |
12,40 |
Алюминий |
|
Древесина |
1,73 |
Стекло |
|
Пластмасса |
1,73 |
Черные металлы |
|
Резина |
0,40 |
||
Кожа, текстиль |
1,07 |
||
Черные |
Ме- |
||
Таллы |
5,33 |
||
Цветные |
Ме- |
||
Таллы |
0,93 |
||
Стекло |
5,73 |
||
Различные |
Ма- |
||
Териалы |
10,00 |
||
Вода |
24,40 |
||
Итого |
100,00 |
Таблица 5. Материальный баланс процесса пиролиза за однократный проход
|
Таблица 6. Материальный баланс процесса пиролиза
Номер и наименование потока
23 49 53 57 58 55
Компоненты----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Сырье для Рецирку - Дополни- Образую - Выход Пиро - пи роли за лирующее тельная щаяся стекла топливо
Углистое жидкость вода вещество
Газ — — — — 6,20 — Пиротопливо — — — — — 16,75 Вода 2,05 — — 10,52 0,42 4,18 Охлаждающая жидкость — — 0,89 — — — Сухое твердое вещество 47,79 14,39 — — — —
Общая масса 49,84 14,39 0,89 10,52 6,62 20,93
Примечание. Основа расчета: 100 масс, единиц поступающих отходов.
16 |
21 |
23 |
25 |
8 |
40 |
36 |
37 |
42 |
Сырье, |
Вторичное |
Сырье |
Тяжелый |
Черный |
Черный |
Стекло |
На сельско |
Алюми |
Поступа |
Измельчение для |
Воздушный |
Металл |
Металл |
Хозяйст |
Ний |
||
Ющее |
Пиролиза |
Классифи |
Венные |
|||||
Иа сито |
Катор |
Поля |
||||||
50,95 |
41,12 |
■ 45,77 |
12,47 |
— |
0,01 |
0,16 |
0,17 |
0,10 |
— |
— |
— |
0,47 |
4,47 |
0,47 |
— |
— |
— |
0,12 |
— |
— |
1,10 |
— |
— |
— |
0,11 |
0,71 |
2,03 |
0,20 |
0,36 |
4,12 |
— |
— |
4,40 |
0,52 |
0,03 |
4,37 |
0,88 |
1,66 |
8,88 |
— |
— |
— |
4,34 |
— |
2,30 |
1,84 |
2,05 |
7,53 |
— |
— |
— |
5,86 |
— |
59,79 |
44,04 |
49,84 |
34,57 |
4,47 |
0,48 |
4,56 |
11,00 |
0,84 |
17064 |
18286 |
18046 |
11385 |
2261 |
2233 |
163 |
7551 |
4274 |
14,61 |
8,06 |
9,24 |
45,90 |
87,77 |
87,91 |
99,00 |
71,23 |
79,33 |
3,85 |
4,18 |
4,11 |
21,77 |
1,01 |
1,06 |
3,41 |
53,29 |
3,16 |
Приходится 11%. Из отходов получают топливные газы, жидкое топливо и остаток, используемый в качестве удобрения полей.
Общий энергетический баланс представлен на рис. 3: процесс энергетически самообеспечен и чистый тепловой к. п. д. может достигать 31%; отношение получаемой энергии к расходуемой составляет 6,93. Подробные данные о материальном и энергетическом балансе основных потоков для секции пиролиза приведены в табл. 5, а для всего отделения пиролиза-в табл. 6.
Таблица 7. Характеристика котельного топлива № 6 и пиротоплива
Характеристика Котельное Пиротопливо
Топлива топливо № 6
Состав, масс.%
TOC o "1-3" h z С 85,7 57,0
Н 10,5 7,7
S 0,7-3,5 0,2
. С1 — 0,3
Зола 0,05 0,5
N 2,0 1,1
О 2,0 33,2
Удельная плотность 0,98 1,30 Энергоемкость
КДж/кг 42300 24600
КДж/л 41 500 32000
Температура застывания, °С 18-29 32
Температура вспышки, °С 66 56
Вязкость кинематическая, мм2/с при 88°С 1000 28001'
Прокачиваемость до температуры, °С 46 71
Распыление до температуры, °С 105 116
11 Пиротопливо, содержащее 14% воды (рыночное качество).
К следующему заключению:
«Лабораторные испытания пиротоплива, полученного на полупромышленной установке, показали, что оно или смеси его с котельным топливом № 6 могут успешно использоваться в качестве топлива в коммунальных котельных, оснащенных соответствующим оборудованием для перекачки и распыления топлива».
Стабильность горения пиротоплива и смесей его с котельным топливом № 6 такая же, как и при сжигании только котельного топлива № 6. Кроме того, в отходящих газах содержится значительно меньшее количество несгоревшего углерода при избытке кислорода свыше 2%.
Несмотря на то что пиротопливо не смешивается с котельным топливом № 6, вместе они представляют собой мелкодисперсную систему, сгорающую удовлетворительно. Сжигание такого топлива в коммунальных котельных позволяет, во-первых, значительно уменьшить коррозионное действие пиротоплива на малоуглеродистую сталь и, во - вторых, снизить содержание серы в котельном топливе № 6, которое без этого может применяться только в крайних случаях.