Утилизация древесных отходов

В данном предложении представлены два направления утилизации древесных отходов – выработка электрической и тепловой энергии в миниТЭЦ и производство из них же жидких синтетических моторных топлив (ЖСТ). При этом не исключается вариант комбинированного подхода, т.е. производство ЖСТ и дополнительной необходимой электрической и тепловой энергии.

1. При всей отработанности и надежности, прямое сжигание древесины, особенно для целей получения электрической энергии является низко рентабельным. Типичные технико-экономические показатели зарубежных (Дания, Швеция, Финляндия) паровых ТЭС: КПД нетто ~ 15-20% (не выше 25%), удельные капитальные затраты на 1 кВт установленной электрической мощности – 2000-5000 $/кВт, при средневзвешенной – 1800-1900 $/кВт. Это связано с низкой температурой пара, производимого в древесных котлах, малым термодинамическим КПД цикла.

Вследствие высокого выхода летучих веществ, древесина является топливом, которое более эффективно использовать в газотопливных энергетических технологиях, осуществляя двухстадийное сжигание по принципу «богато-бедной топливной смеси». Основным сектором использования двухстадийного сжигания в энергетике является получение электрической энергии при сжигании генераторного газа в двигателях внутреннего сгорания (ДВС).

Авторами данного предложения совместно со специалистами УГТУ-УПИ разработана конструкция газогенератора, производящего газ из высокореакционных топлив (древесина, торф) с содержанием смол, удовлетворяющим современным требованиям. Технология отработана на газогенераторе, работающем на древесных пеллетах и чипсах, мощностью по топливу 15 кВт и реализована на опытно-промышленной установке мощностью 200 кВт на крупнокусковой древесине.

Предлагается на базе разработанной технологии создание малой газогенераторной теплоэлектростанции с двигателем внутреннего сгорания электрической мощностью от 150 кВт до 1000 кВт, тепловой мощностью – не менее 0.23 Гкал/ч.

В качестве топлива могут рассматриваться:
• кондиционная древесина (кусок, щепа эквивалентным размером 40 мм);
• древесные пеллеты или чипсы (изготовленные из опилок и стружек).

Станция устанавливается на промышленной площадке Заказчика и интегрируется в его коммуникации.

Технико-экономические показатели реализации проекта представлены в Пояснительной записке и удовлетворяют требованиям целесообразности.

2. Получение жидкого синтетического топлива (ЖСТ) из местных видов топлива становится в настоящее время всё более актуальным по нескольким причинам:
• достаточно высокие цены на внутреннем рынке на углеводородные жидкие топлива, в том числе на дизельное;
• значительно отстающий от роста промышленности ввод новых мощностей по переработке нефти создаёт ажиотажный спрос на жидкие топлива, особенно в сезоны проведения интенсивных сельскохозяйственных работ.

Одним из рациональных путей решения проблемы энергообеспечения малых и средних предприятий и отдалённых населённых пунктов является газификация местного или недорогого привозного твёрдого топлива. Газификация биомассы в газогенераторах обращённого процесса позволяет решить главную проблему – получение практически бессмольного газа, который можно использовать без применения дорогостоящих средств очистки генераторного газа.

Данное инвестиционное предложение заключается в строительстве комплекса производства ЖСТ мощностью до 5 тыс. тонн в год из древесных отходов.

Предложение включает в себя:
• установку двух-трёх газогенераторов обращённого процесса, представляющих собой одну из самых дешёвых при изготовлении и простых в эксплуатации конструкций, включая системы подготовки и подачи угля в газогенераторы, позонной раздачи паровоздушного дутья, удаления очаговых остатков;
• достаточно простую систему очистки генераторного газа и подготовки его для использования в блоке  переработки в ЖСТ;
• сам блок выработки ЖСТ по методу Фишера-Тропша;
• энергетическое оборудование, позволяющее максимально утилизировать избыточное тепло всех процессов имеющих место во всём комплексе.

Предложение включает в себя три варианта отличающихся составом энергетического оборудования:

Вариант 1 – с дожиганием части опилок и стружек в вихревой топке котла и с выработкой электроэнергии до 11, 64 млн. кВт-ч в год и тепловой энергии до 15 Гкал/ч для продажи вне Установки.

Вариант 2 – без котельного оборудования, с частичной выработкой электроэнергии для покрытия основной части собственных электрических нужд и выработкой тепловой энергии до 4-5 Гкал/ч.

Вариант 3 – без котельного оборудования и без выработки электроэнергии с выработкой тепловой энергии до 5 Гкал/ч.

В укрупненной форме для всех вариантов определены инвестиционные стоимости строительства газогенераторной части, блока выработки ЖСТ и энергетического оборудования (утилизации избыточного тепла на отопление, ГВС и выработки электроэнергии), эксплуатационные затраты, себестоимость синтетического дизельного топлива.

В соответствии с расчётами себестоимость тонны усреднённого синтетического моторного топлива (в составе 70 % дизтоплива, 15 % - бензина, 15 % - автола), без учёта дополнительно передаваемых внешним потребителям электрической и тепловой энергии, составит  5,384 тыс. рублей за тонну, или  4,52 рубля за литр.

Срок окупаемости реализации проекта по строительству комплекса будет примерно  составлять 19-26 месяцев.

Следует отметить роль проекта и в решении социальных проблем отдалённых регионов – это образование рабочих мест, как прямых, так и косвенных. Установка обеспечивает работой минимум 20-24 человека эксплуатационного персонала, при этом без учёта образования рабочих мест для персонала ремонтных организаций.

Ориентировочный срок проектирования, строительства, проведения пуско-наладочных работ и доведения эксплуатационных характеристик установки до проектных величин составляет  не более 16 месяцев.

Скачать подробное предложение [RAR, 1Мб]