Siding-laminat.ru

Сайдинг Ламинат
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технологическое топливо его производство и применение

Технологическое топливо и его цвет в колбе

Технологическим топливом называют горючую смесь с маслянистой структурой и характерным запахом солярки, полученную искусственным путем. В отличие от обычного оно отличается большим КПД, что обеспечивает повышенное выделение энергии в процессе использования. Технологическое топливо часто называют судовым или печным, а его состав напрямую зависит от производителя.

Есть ряд требований, которым должна соответствовать горючая смесь:

  • обладать большим коэффициентом теплоотдачи и высокой вязкостью;
  • не выделять вредных веществ в процессе горения;
  • содержать минимальное количество воды и серы.

При производстве топлива, цвет которого может варьироваться от светло-желтого до темно-бурого, производители стремятся к следующим характеристикам:

  • плотность — 835-840 кг/м3;
  • температура воспламенения — 50 °C;
  • количество воды — 0,4-0,5%;
  • зольность — 0,02 %;
  • температура застывания – составляет — 15 °C;
  • содержание серы — не более 0,5%.

История искусственных горючих газов

Искусственные горючие газы — смесь газообразных продуктов переработки (газификации) топлива в специальных аппаратах. В их состав входят метан, оксид углерода, водорода и другие газообразные углеводороды, а также негорючие диоксид углерода и азота.

В зависимости от способа их назначения, получения и исходного топлива различают: светильный, топливный; генераторный, доменный, коксовый; водяной, каменноугольный, нефтяной, древесный и т.д.

Искусственные газы получают при коксовании угля (коксовый газ), нефтепереработке, выплавке металлов (доменный газ), газификации твердых топлив (генераторный газ).

Состав светильного газа
Состав светильного газа

Светильный газ

В 1798 году был открыт каменноугольный светильный газ. Авторами открытия стали Филипп Леблон (Париж) и Вильям Мердок (Англия). Поразительно в этом открытие и то, что оно было совершенно одновременно и независимо друг от друга.

Такое необычное название “светильный газ” было получено благодаря своему первому применению — освещению. Со временем светильный газ начали использовать и в других областях.

Такой газ добывали из углей определенного сорта, из 1 пуда которых получалось 160-180 фут 3 или 0,28-0,30м 3 /кг и кокс 65-70%. Помимо этого этого в процессе карбонизации образуется смола (5%) и аммиачная вода (8%).

Выгодность получения газа таким образом зависит не только от свойств газа, но и от получаемых попутно продуктов. Но все же в 19 веке под светильным газом понимали каменноугольный газ.

Древесный газ

Древесный газ получается путем сухой перегонки дерева. Разницы в породе дерева не существует: везде получится один и тот же объем газа (100 кг дров = 40 м 3 газа, 30 кг угля, 45 кг древесного уксуса, 5 кг смолы).

Состав нефтяного газа
Состав нефтяного газа

Древесный газ будет иметь примерно на 20% больше световой силы, чем из угля.

Нефтяной газ

Нефтяной газ добывают в процессе разложения нефти под действием высокой температуры. Количество получаемого газа из нефти гораздо больше, чем из угля.

Сам газ содержит меньше вредных примесей, а световые, теплотворные и силовые параметры гораздо лучше. Сырьем для такого газа служит мазут (нефтяной остаток), нефть и солярный дистиллятор. Из 100 кг нефти примерно получается около 60 м 3 нефтяного газа, 25-30 кг газовой смолы, 4-5 кг кокса. Этот газ бесцветен и имеет резкий запах.

Читайте так же:
Как определяется плотность цемента

Газ нефтяной применялся достаточно широко:

  1. для освещения крупных объектов: заводов, лабораторий;
  2. в сжатом состоянии для освещения маяков, вагонов и даже для автогенной сварки;
  3. иногда для усиления света от светильного газа его смешивали с нефтяным.

Водяной газ (или коксовый газ)

Этот газ добывают достаточно необычным образом: через кокс пропускают перегретый водяной пар при температуре выше 1000ºС.

Открытие такого взаимодействия раскаленного угля и пара принадлежит Феличе Фонтана (1780 г.). Первый раз применили для освещения в Дублине в 1830 году, и только около 1855 года водяной газ начали использовать во Франции и других странах Европы.

Стоит отметить, что кроме водяного газа есть карбюрированный, чьи свойства зависят от способа и степени карбюрации.

Воздушный газ

Для изготовления воздушного газа применяется газолин. В продаже он чаще всего называется нефтяным эфиром, гидририном и др. Для приготовления воздушного газа воздух пропускается через карбюратор с газолином. Также имеется второй вариант получения, который заключается в смешении определенного объема газолина с определенным количеством сжатого воздуха. Свое применение газ нашел в США: в основном, его использовали для освещения небольшие города, гостиницы, ж/д станции, заводы.

Блаугаз

Состав доменного газа
Состав доменного газа

Свое название блаугаз получил от фамилии немецкого инженера Блау. Ученый получил этот газ путем сжатия нефтяного газа при давлении 2,0 МПа в присутствии абсорбирующих веществ. Получаемый таким образом светильный газ и есть блаугаз, который может быть сжижен, но в отличие от других газов при более высоком давлении.

Из вышесказанного можно сделать вывод: многие искусственные газы производились из твердых материалов и получили большее распространение. Нельзя забыть и о побочных газах, которые, в основном, получают в металлургии, например, доменный газ.

В 30-ые годы XX века один городской житель потреблял: во Франции — 40 м 3 , в Германии — 51 м 3 , в Нидерландах — 74 м 3 , в США- чуть больше 100 м 3 , В Австралии — 117 м 3 , Великобритания была лидером — 178м 3 .

В XX веке газ постепенно вытесняется в сфере освещения электричеством. Созданная инфраструктура для производства и распространения искусственного газа сохранилась. Еще долгое время газ, получаемый из угля, использовали в котельных, на электростанциях для получения электричества и в газовых плитах.

Преимущества процесса

Переработкой навоза для получения биогаза занимались еще в советское время. На сегодняшний день многие страны занимаются данным видом промышленности, так как это выгодно, легко и не представляет опасности для окружающей среды.

Такой альтернативный биогаз не нуждается в трудоемком добывании сырья для производства, процесс его создания относительно дешев, а в окружающую среду не выделяются токсические вещества.

Конечно же, навоз можно использовать просто в качестве удобрения, если в хозяйстве всего несколько коров. Гораздо сложнее приходится крупным фермерам с сотнями голов скота, ведь каждый год им приходится избавляться от нескольких тонн навоза.

Чтобы навоз стал качественным удобрением, его необходимо хранить, соблюдая температурный режим. Но это требует лишних расходов, потому большинство фермеров просто собирают его в определенное место, а потом вывозят на пашни.

Читайте так же:
Наружная отделка откосов окон фиброцементным сайдингом своими руками

При неправильном хранении навоз теряет почти половину находящихся в нем азотистых соединений и большую часть фосфора, потому его показатели становятся гораздо хуже. В атмосферу же непрерывно из навоза выделяется газ метан, что ухудшает экологическую ситуацию.

Новейшие технологии получения биометана позволяют перерабатывать сырье таким образом, что полученный биогаз не имеет токсического эффекта для окружающей среды. Биогаз выделяет при сгорании невероятное количество энергии, а нагретый навоз после его использования становится очень ценным анаэробным удобрением.

Что такое RDF-топливо

С 2006 по 2016 годы занимался общественной природоохранной деятельностью в Архангельске в экологической организации «Этас» (сегодня — «Движение 42»). В 2014-2016 годах координировал со стороны общественности проект по внедрению раздельного сбора отходов в Архангельске. С мая 2016 года работает в Greenpeace России. Эксперт проекта «Ноль отходов». Взаимодействует с инициативными группами по внедрению раздельного сбора отходов в городах России.

Мнение эксперта 6 минут 16/09/2021
читать и обсуждать наши новости в телеграме читайте наши новости в телеграме

Чиновники очень хотят выполнить поставленную президентом задачу — сократить захоронение отходов на полигонах на 50% к 2030 году — и ищут быстрые и, на их взгляд, правильные решения. Одно из таких — RDF-топливо. Объясняем, что это такое и почему ещё раз стоит подумать, прежде чем повсеместно его использовать.

Что такое RDF-топливо?

RDF или Refuse-derived fuel переводится с английского как «топливо, полученное из отходов». Его производят на мусоросортировочных комплексах в Калужской, Ленинградской и Московской областях.

Во время сортировки из общей массы отходов выбирают пластик, который чаще всего берут на переработку (ПЭТ, ПНД), макулатуру, металл, стекло, органические отходы, камни, песок, керамику. Всё, что остаётся — загрязнённая бумага, дерево, ткань, резина и неперерабатываемый пластик — отправляют на производство топлива. Эти фракции хорошо горят.

Отходы, которые попадают в RDF-топливо

Получившуюся смесь отходов прессуют в брикеты, её также могут дробить на мелкие хлопья или делать из неё гранулы.

В топливо попадают и опасные отходы — батарейки, градусники, электронные отходы и токсичный пластик поливинилхлорид (ПВХ). В России их системно не собирают отдельно, поэтому эти вещи оказываются в общем потоке отходов, и на практике их невозможно оттуда достать. Даже при раздельном сборе отходов, доступность которого в России низкая, нет никаких гарантий, что на сортировке удастся извлечь опасные отходы.

Готовое RDF-топливо в брикетах

По этим причинам фактически состав RDF-топлива зависит от того, какие отходы окажутся в смешанном потоке мусоре.

А что потом делают с RDF-топливом?

В мировой практике у него два пути: топливо отправляют на цементные и металлургические заводы, где его сжигают, чтобы получить тепловую энергию, которая нужна для производства. RDF также могут отвозить на тепловые электростанции (ТЭЦ) и в районные котельные. Там его тоже жгут, а тепло используют, чтобы обогревать дома.

В России чиновники планируют отправлять RDF-топливо на цементные заводы и уже заключили соглашение с первым из них — заводом «ЛафаржХолсим» в Калужской области. Пока что это единственный в стране производитель цемента, который использует такое топливо. Так предприятие «экономит» природный газ на 15—25%.

Читайте так же:
Какое соотношение цемент отсев песок

Сторонники топлива из отходов считают, что это отличная альтернатива ископаемому топливу, которая поможет не только сохранить невозобновляемые ресурсы, но и сократить полигонное захоронение и достичь целей нацпроекта «Экология».

И что не так с этим топливом?

1. Использование RDF-топлива противоречит государственным приоритетам и принципам экономики замкнутого цикла.

В иерархии обращения с отходами на первом месте стоят приоритетные способы — «максимальное использование исходного сырья и материалов» и «предотвращение образования отходов». Это означает, что в первую очередь нужно уменьшить появление отходов, которые нельзя или сложно переработать. Именно из них и производят RDF-топливо.

2. Нет механизма контроля использования RDF-топлива

Применение топлива из отходов не регулируется так же строго, как прямое мусоросжигание с получением энергии на мусоросжигательных заводах (МСЗ). Это значит, что на практике могут происходить нарушения. Например, ради экономии на цементных заводах и теплоэлектростанциях будут устанавливать менее качественное очистное оборудование, а сам процесс сжигания топлива будут хуже контролировать. И за это никто не будет нести ответственность.

Помимо этого, сейчас нет требований к печам, в которых производят цемент и планируют утилизировать отходы. Из-за отсутствия таких норм токсичные химические соединения из RDF-топлива могут попадать в цемент, который позже используют для строительства домов, торговых центров или тротуаров.

3. Сжигание топлива из отходов опасно для здоровья и окружающей среды

Мы часто говорим о вреде сжигания мусора в печах классических мусоросжигательных заводов (МСЗ) и призываем отказаться от такой технологии в России. Она губительна для здоровья и окружающей среды, так как в основном МСЗ выбрасывают тонны пыли, тяжёлых металлов и других токсичных органических соединений: диоксины, диоксид серы, ртуть и свинец. И это лишь малая часть.

С RDF-топливом дела обстоят ещё хуже. Согласно итальянскому исследованию, при сжигании топлива на цементных заводах в атмосферу попадает в девять раз больше ртути, в три раза больше кадмия и в 203 раза больше свинца по сравнению с МСЗ. Это происходит из-за того, что в RDF из отходов попадают токсичные тяжёлые металлы в высоких концентрациях.

В другом исследовании, которое проводили по заказу ассоциации производителей цемента Канады и компании «Холсим», говорится, что использование топлива из отходов меняет структуру загрязняющих веществ в выбросах цементных заводов и приводит к увеличению выбросов диоксинов, кадмия, бензола, которые высокотоксичны для человеческого организма.

4. Для производства и использования RDF-топлива потребуется господдержка

Без субсидий от государства производство и использование топлива из отходов на цементных заводах нерентабельно в России. Поэтому из-за социально-экономической ситуации госкомпания Российский экологический оператор (ППК РЭО), ответственная за выполнение мусорной реформы, рассматривает возможность производства топлива из отходов за счёт компенсаций расходов предприятиям. Деньги понадобятся на платежи цементным заводам за утилизацию, вынужденную модернизацию предприятий и на перевозку топлива.

Средства на это планируют брать из экологического сбора (экосбор) в рамках расширенной ответственности производителей и импортёров товаров и упаковки, который должен в первую очередь идти на развитие переработки и поддержку перерабатывающих предприятий.

Читайте так же:
Где применяется цемент м500

5. Такие объёмы RDF-топлива не нужны

В России ежегодно образуется 35 миллионов тонн неперерабатываемых отходов, из которых потенциально могут производить RDF-топливо. При этом всем существующим цементным заводам (в России их 58) столько топлива не нужно — они способны принять лишь 25—30% от этого объёма.

И что же делать?

Полностью отказаться от производства, использования и субсидирования RDF-топлива средствами экосбора. Эти деньги не должны расходоваться на проекты энергетической утилизации и производства топлива из отходов. Такой подход к утилизации отходов препятствует становлению экономики замкнутого цикла. Вместо этого средства экосбора необходимо направлять на проекты, которые предотвращают образование отходов и занимаются материальной утилизацией (например, переработкой бутылки в бутылку).

И чтобы действительно решить мусорную проблему, не нужно искать, куда бы направить отходы, которые нельзя переработать: нужно ограничить неперерабатываемые товары и упаковку и сосредоточиться на развитии системы многоразового использования.

Оставшиеся товары и упаковку стоит стандартизировать. Это упростит их сбор, сортировку и повысит показатели переработки.

Подпишите обращение к правительству, Российскому экологическому оператору (РЭО) и государственной корпорации развития ВЭБ.РФ и потребуйте, чтобы в России решали проблему отходов экологичными способами и не развивали проекты по сжиганию.

Технология

Сырье дробился в мельницах на мельчайшие частицы, а затем отправляется на обжиг, где используется либо жидкое, либо газообразное топливо. Недопустимо попадание золы или сажи в состав. После данного этапа, клинкер отправляется на охлаждение в бескислородную среду или очень холодную воду. Далее он просушивается в специальном сушильном барабане при температуре 350 градусов.

Цемент производится всего в 3 сортах. Сорт определяется по белизне готового продукта.

Белый цемент имеет ряд преимуществ:

  • Высокая прочность и быстрое затвердевание раствора.
  • Не разрушается при взаимодействии с различными химическими элементами.
  • Экологичность, так как в составе используются только натуральные вещества.
  • Многофункциональность. Белый цемент используют как в качестве строительного, так и декоративного материала.

Производство

Существуют промышленные и кустарные установки. Промышленные установки отличаются от кустарных наличием механизации, систем подогрева, гомогенизации, автоматики. Наиболее распространённый промышленный метод — анаэробное сбраживание в метантанках.

Хорошая биогазовая установка должна иметь необходимые части:

  • Ёмкость гомогенизации
  • Загрузчик твердого (жидкого) сырья
  • Реактор
  • Мешалки
  • Система смешивания воды и отопления
  • Газовая система
  • Насосная станция
  • Сепаратор
  • Приборы контроля
  • КИПиА с визуализацией
  • Система безопасности

Принцип работы установки

Биомасса (отходы или зелёная масса) периодически подаются с помощью насосной станции или загрузчика в реактор. Реактор представляет собой подогреваемый и утепленный резервуар, оборудованный миксерами. Стройматериалом для промышленного резервуара чаще всего служит железобетон или сталь с покрытием. В малых установках иногда используются композиционные материалы. В реакторе живут полезные бактерии, питающиеся биомассой. Продуктом жизнедеятельности бактерий является биогаз. Для поддержания жизни бактерий требуется подача корма, подогрев до 35-38 °С и периодическое перемешивание. Образующийся биогаз скапливается в хранилище (газгольдере), затем проходит систему очистки и подается к потребителям (котел или электрогенератор). Реактор работает без доступа воздуха, герметичен и неопасен.

Читайте так же:
Марочная прочность цемента это

Для сбраживания некоторых видов сырья в чистом виде требуется особая технология. Например, спиртовая барда перерабатываются с использованием химических добавок. Для кислой меласной барды используется щелочь. Возможна переработка этих же субстратов по одностадийной технологии без химических добавок, но при коферментации (смешивании) с другими видами сырья, например, с навозом или силосом.

Факторы, влияющие на процесс брожения

  • Температура
  • Влажность среды
  • Уровень рН
  • Соотношение C : N : P
  • Площадь поверхности частиц сырья
  • Частота подачи субстрата
  • Замедляющие вещества
  • Стимулирующие добавки

Высокая цена газа и углеродный след

Металлурги уже давно задумывались над сокращением затрат на природный газ. Например, на некоторых предприятиях повторно использовались коксовый и доменный газы, которые образуются в соответствующих технологических процессах. Но это были единичные случаи, особенно на территории современной Украины, и это касалось различных вспомогательных процессов.

Ведь в постсоветской плановой экономике длительное время практически не действовали факторы экологии и рыночного ценообразования. Но после большой приватизации и прихода частного бизнеса в горно-металлургический комплекс многое изменилось. Тем более, что во всем мире активизировались процессы повышения энерго- и ресурсоэффективности.

Поэтому рудокопы и металлурги начали инвестировать в энергосберегающие технологии, которые к тому же дают хороший экологический эффект. Иногда применяемые решения получают нестандартные формы. Например, некоторые ГОКи для обжига окатышей используют не газ или уголь (невосстанавливаемые природные ресурсы), а брикеты из шелухи подсолнечника. Ее сжигание позволяет получить такую же температуру при том, что этот тип топлива – восстанавливаемый. Украина – один из мировых лидеров по выращиванию подсолнечника и экспорту подсолнечного масла, поэтому и с шелухой проблем нет.

Кроме экономии предприятие, которое использует возобновляемые ресурсы, может снизить свой углеродный след.

Второй не менее важной причиной отказа от природного газа стала его дороговизна. В доменном производстве его практически вытеснила технология вдувания пылеугольного топлива (ПУТ). Технология ПУТ дает экономию в несколько десятков долларов США на 1 тонне чугуна. Ее можно эффективно внедрять на доменных печах больших объемов, как это уже сделали меткомбинаты Группы Метинвест (ММК им. Ильича, Азовсталь и Запорожсталь).

Значение природного газа в металлургии ежегодно снижается. В первую очередь, это связано с внедрением новых ресурсосберегающих технологий. В будущем зависимость отрасли от этого топлива будет еще ниже. Например, при внедрении литейно-прокатных модулей металлурги отказываются не только от обжимных, но и от прокатных станов в их классическом понимании. В таких цехах из жидкой стали сразу производят готовый металлопрокат, который практически не требует дополнительного нагрева на различных стадиях его обработки (а если и требует, то для этого используют электрические индукционные печи).

Растут требования и к экологичности продукции. В частности, в Европе рассматривается внедрение нового законодательства, которое будет стимулировать промышленников сокращать потребление невозобновляемых природных ресурсов, таких как газ, нефть, руда. И возможно в далеком будущем газопроводы на горно-металлургических предприятиях останутся лишь для подстраховки в экстренных ситуациях или станут музейными экспонатами, напоминающими о событиях давно минувших дней.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector