«новый век новые технологии»



жүктеу 5.01 Kb.
Pdf просмотр
бет1/60
Дата04.05.2017
өлшемі5.01 Kb.
түріСборник
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   60


 
Қазақ технология және бизнес университеті 
 
Казахский университет технологии и бизнеса 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
«ЖАҢА ЗАМАНҒА – ОЗЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ» 
 
«НОВЫЙ ВЕК – НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» 
 
 
 
ХV Республикалық ғылыми-тҽжірибелік конференциясының 
материалдар жинағы 
 
Сборник материалов 
ХV Республиканской научно-практической конференции 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Астана  
2014 

 
«ЖАҢА ЗАМАНҒА – ОЗЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ» 
ХV Республикалық ғылыми-тәжірибелік конференциясының материалдар жинағы
  \\ 
 
 
 
   
 

УДК 001(063) 
ББК 72 
     Ж74 
Под общей редакцией 
д.т.н., профессор С. Н. Байбеков 
 
Ответственный редактор 
д.б.н., профессор А. Б. Абжалелов 
 
Редактор 
Казиева С. Б. 
 
Ж  74  «Жаңа  заманға  –  озық  технология»:  ХV  Республикалық  ғылыми-
тҽжірибелік  конференциясының  материалдар  жинағы.  «Новый  век  – 
новые  технологии»:  сборник  материалов  ХV  Республиканской  научно-
практической конференции. / Астана: Мастер По, 2014.- 378 б. 
 
 
ISBN 978-601-301-271-1 
 
2014  жылдың    20  -  21  қарашада  ҿткен  «Жаңа  заманға  –  озық 
технология» 
атты 
ХV 
Республикалық 
ғылыми-тҽжірибелік 
конференциясының материалдар жинағы 
 
Сборник  материалов  ХV  Республиканской  научно-практической 
конференции  «Новый  век  –  новые  технологии»,  проведенной  20  -  21 
ноября 2014 года 
 
 
УДК 001(063) 
ББК 72 
 
 
 
ISBN 978-601-301-271-1 
 
 
 
 
Сборник издается в авторской редакции 
 
 
© Қазақ технология және бизнес университеті, 2014
 

 
«НОВЫЙ ВЕК – НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» 
Сборник материалов ХV Республиканской научно-практической конференции
   
 
 
 
 
 

 
 
СЕКЦИЯ 1 
 
БИОЛОГИЯ, ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАР 
 
БИОЛОГИЯ, ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
 
 
 
 
 
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМЕННАЯ ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ 
 
Казиева С. Б. 
Магистрант 2 курса по специальности ХТОВ 
Казахский Университет Технологии и Бизнеса,  г. Астана 
 
 
Туйін: Плазмалы газификация, бҥгін ӛңдеуінің мәселесінің шешімінің ең перспективалык  
жол  болып табылады. 
Summary:  Рlasma  gasification,  today  is  the  most  perspective  way  of  decision  of  problem  of 
processing of wastes. 
 
Процесс  плазменной  газификации  восстанавливает  продукты  и  энергию  для 
производства  других  продуктов.  Процесс  рекуперации  (восстановления)  энергии  считается 
перспективным  и  экономически  выгодным  для  переработки  различных  типов  отходов  в 
ценные  продукты.  Автоматизация  процесса  переработки  позволяет  держать  под  контролем 
выработку  синтетического  газа.  В  процессе  работы  контролируются  300  параметров 
газификации  позволяющих  управлять  плазмой,  загрузкой/выгрузкой  отходов.  Полученная 
электроэнергия  1-5%%  забирается  для  нужд  самого  процесса,  охлаждение  плазматронов 
производиться водой полученной в процессе охлаждения синтетического газа. 
 На  сегодняшний  день  реальной  альтернативой  существующим  архаичным  методам 
утилизации отходов является только технология плазменной газификации. Так, например, при 
плазменной  газификации  отходов  из  одной  тонны  муниципальных  отходов  производится 
более 1 МВт/ч электроэнергии. Кроме электроэнергии в ходе процесса переработки получают 
металл,  остеклованный  шлак,  соляную  кислоту  и  другие  продукты.  После  переработки  не 
образуется  никаких  выбросов  и  отходов,  подлежащих  складированию.  Поэтому  плазменная 
газификация,  сегодня  является  наиболее  перспективным  путем  решения  проблемы 
переработки отходов. 
Этот способ утилизации ТБО, по существу, есть не что иное как, газификация мусора. 
Технологическая    схема   этого    способа    предполагает    получение    из    биологической  
составляющей  (биомассы)  отходов  вторичного  синтез-газа  с  целью  использования  его  для 
получения пара, горячей воды, электроэнергии. 
Составной    частью    процесса    высокотемпературного    пиролиза    являются    твердые  
продукты  в  виде  металла  и шлака, т. е. не пиролизуемые остатки. 
Применение  плазменной    газификации  позволяет  получать  из  1  тонны  ТБО  свыше  1 
МВт/ч  электроэнергии,  что  недоступно  для  других  технологий.  Безопасность  процесса 
позволяет  размещать  завод  в  черте  города  или  в  его  близости,    что    доказано    на    примере  
завода    в    США    мощностью  1  000  000    тонн    в    год.    Доступные    технические  решения 
позволяют  размещать  оборудование  на  площадях  значительно  меньших,  чем  у  заводов 
использующих другие технологии. 
Плазма –  этот  термин  характеризует  состояние  ионизированного газа, который часто 
сравнивают  с  "четвертым  состоянием  материи",  в  котором    атомы,    потерявшие    один    или  

 
«ЖАҢА ЗАМАНҒА – ОЗЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ» 
ХV Республикалық ғылыми-тәжірибелік конференциясының материалдар жинағы
  \\ 
 
 
 
   
 

несколько    электронов,  взаимодействуют    с    электрическими    разрядами    и    создают 
температуру  превышающую 5500°C.  Примерами  плазмы  в  природе это разряды молнии и 
Солнце.  Плазматроны  могут  работать  в  различных    газовых  средах,  таких  как  воздух, 
кислород, азот, аргон и другие. Такая способность позволяет использовать  плазматроны,  для  
различных  приложений  включая  металлургию,  химическую  промышленность, утилизацию 
всех  видов  отходов  и  т.д.  Эффективность  использования  плазмы  в  10-100  раз  выше  по 
сравнению с прямым сжиганием. 
Технология    плазмы,    была    разработана    более  30    лет    назад,    является  
высокоэффективным    процессом  преобразованием  сырья  с  минимальным  участием 
обслуживающего персонала. 
ПРОЦЕСС  ПЛАЗМЕННОЙ  ГАЗИФИКАЦИИ.  Процесс  начинается  с  тепловой 
трансформации отходов для получения чистого горючего газа далее именуемый "Топливным 
газом". Топливный газ используется для выработки электроэнергии в комбинированном цикле 
газ/паровая турбина, для производства этанола (этиловый денатурированный спирт), а также 
получения автомобильного топлива, которое может  быть  использовано  в  виде  добавок  к  
бензину,  либо  в  виде  самостоятельного  автомобильного  топлива. Полученное тепло в виде 
пара  используется  для  производства  электричества,  и  при  дальнейшем  перегоне  для 
получения  питьевой  и  дистиллированной  воды.  Процесс  преобразования  твердых  бытовых 
отходов и других отходов в энергию и полезные побочные продукты, может быть разбит на 
четыре  подсистемы:  погрузочно-разгрузочные,  тепловой  трансформации  или  плазменной 
газификации, очистки газов и пара и производства электроэнергии. 
 
 
Погрузочно-разгрузочный процесс.  Мусор  из  приезжающих  грузовиков  поступает  
в  бункер,  откуда  он  при  помощи манипуляторов  загружается  на приемную линию завода. 
Управление  манипуляторами  выполняется  из  операторской,  герметично  отделенной  от  зоны 
перегрузки  мусора.  Входящий    отходы   взвешиваются,    и    затем    опрокидываются   на   пол.  
Отсутствует  утомительная  сортировка  и обработка. 
Переработка.  Далее    отходы  (объем    которых    составляет    до  1    м3)    поступают    в 
верхнюю    часть    плазменной    печи  (ГАЗИФИКАТОР).    Плазматроны,  расположенные  в 
нижней части реактора  автоматически генерируют поток  плазмы   в  зависимости  от  состава  
и    влажности    сырья  температуру  от  2800°C  –  5500°C.  Органические  материалы  не  горят, 
поскольку  не  хватает  кислорода,  а  превращаются  в  газ  состоящий главным образом из 
окиси углерода (CO), водорода (H2) и азота (N). Этот  газ  содержит  энергию  и  может  быть  
использован  в  самых различных процессах. 

 
«НОВЫЙ ВЕК – НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» 
Сборник материалов ХV Республиканской научно-практической конференции
   
 
 
 
 
 

Газ    высокой    температуры    поступает    враспределитель,    а    затем    в 
высокотемпературный    теплообменник,    где  происходит  «закаливание»  газа  до  температуры 
130°C  и  создание  пара  высокого  давления,  который  подается  в  паровую  турбину    для  
получения    электроэнергии.    Высокая    температура    превращает    неорганическое    сырье 
(почвы,    металлы,    стекло,    кремний    и    т.д.)    продукты    металл    и    остеклованный    шлак,  
который  поступает  через нижнюю часть плазменной печи для закаливания в водяной бани. 
Затем  металлы  отделяются  от  остеклованного  шлака.  Пар  из  водяной  бани  поступает  в 
паровые турбины. Отходы полностью превращаются в остеклованный шлак, металл и газ. 
Газовая очистка. До  того,  как  топливный  газ  покинет  теплообменник,  около 95%  
частиц    удаляются    в    плазменной    печи.    Газ  проходит    через    скруббер,    где    образуется  
неочищенная жидкость –  соляная  кислота (HCl). Жидкость  проходит через  ряд  фильтров  
нано    мембран,    где    происходит    удаление    остатков    металлических    и    др.    частиц.    Это 
небольшое  количество  (менее  1%)  возвращается  в  печь  и  дожигается.  Из  1  тонны  сырья 
получается  10-20%  HCl.  Вода,    полученная    после    закалки    газа,    используется    в  
производстве.    Из    содержащегося    в    газе    сероводорода  получают  серу  или  бисульфит 
натрия. Далее газ отправляется в газовый компрессор, а затем в газовую турбину. 
Электроэнергия.  Пар    высокого    давления    из    первичного    теплообменника    идет    в  
паровую  турбину,  где  он  преобразуется  в электричество.  Топливный  газ  поступает  на  
газ/паровые    турбины    комбинированного    цикла,    для    производства  электроэнергии.  Все 
имеющиеся тепло в этом процессе используется для производства электроэнергии и пара. 
Преимущества плазменной газификации: 
•  Не требуется сортировка отходов перед загрузкой в плазменную установку. 
•    Перерабатываются  отходы  с  влажностью  до  65%,  в  том  числе  и 
сельскохозяйственные. 
•  Непрерывное  поддержание  высокой  температуры  во  внутреннем  объеме  реактора  
плазменной установки приводит к разрушению различных веществ на молекулярном уровне. 
•    Недостаток    кислорода    во    внутреннем    объеме    реактора    плазменной    установки  
фактически исключает процесс горения, как таковой. 
•  Ожидаемая среднесуточная  концентрация диоксинов и фуранов в  газах, отходящих в 
атмосферу,  составляет  0,01  нанограмм  на  1  кубометр,  что  значительно  ниже  действующих 
норм ПДК. 
•    На    выходе    процесса    плазменной    газификации    образуется    сингаз  –    ценное  
энергетически  насыщенное    сырье  (обогащенное    углеводородами),    которое    тут    же  
используется    для    получения  электроэнергии,    а    также    может    использоваться    для  
получения  чистого  водорода  и  других продуктов при последующих химических переделах. 
•  Пылевидная  зола,  оседающая  на  фильтрах  газоочистки,  не  требует  захоронения  и  
вновь возвращается вместе с отходами на переработку. 
•    Базальтоподобный  (стеклоподобный)    шлак    является    экологически    чистым  
материалом,  который может использоваться в различных промышленных целях. 
•    Горячая  вода  может  использоваться  для  технических  и  социальных  нужд,  а 
получаемый пар – для производства  электроэнергии  в  замкнутом  цикле,  обеспечивающей  
собственные  потребности плазменной установки и вспомогательного оборудования. 
•  Возможна  переработка  слегка  подсушенного  ила  со  станций  очистки  сточных  
вод  (сапропели),  тяжелого    нефтяного  шлама    нефтеперегонных    заводов,    других    отходов  
нефтедобычи,    негорючей  рисовой    шелухи    и    различного    вида    жмыха.    При    этом,  
равномерное  добавление  сапропеля  и нефтешлама в неоднородную массу отходов улучшает 
ее  однородность,  повышает  калорийность  и  теплотворную    способность    сингаза,    что,  
соответственно,  увеличивает  КПД  энергетической установки. 
•    Модульное    исполнение    позволяет    осуществлять    гибкое    проектирование    и  
строительство  в зависимости  от  конкретных  потребностей  региона  дислокации  комплекса  
по  его производительности и номенклатуре конечной продукции. 
Технология самоокупаемая и не требует использования значительных дополнительных 
энергетических  ресурсов  (природный  газ,  углеводородное  топливо  и  т.п.)  для  переработки 
отходов


 
«ЖАҢА ЗАМАНҒА – ОЗЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ» 
ХV Республикалық ғылыми-тәжірибелік конференциясының материалдар жинағы
  \\ 
 
 
 
   
 

Список литературы: 
1.
 
Использованы интернет ресурсы. 
 
 
СЖИГАНИЕ-ГАЗИФИКАЦИЯ в ПЛОТНОМ СЛОЕ КУСКОВОГО МАТЕРИАЛА 
без ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ и ПЕРЕМЕЩЕНИЯ МАТЕРИАЛА 
 
Казиева С. Б. 
Магистрант 2 курса по специальности ХТОВ 
Казахский Университет Технологии и Бизнеса,  г. Астана 
 
Туйін:  ТБО  газификациясы  –  биік  қызуда  ара  қатына  сутотықтың  қҧрал-жанғыш 
газға органикалық компоненттің айналдыруы. 
Summary:  Gasification  of    HDD  is  converting  of  organic  components  into  combustible  gas 
consisting mainly of СО and Н2, at a high temperature in presence an oxidant. 
 
Газификация ТБО - превращение органических компонентов в горючий газ, состоящий 
главным  образом  из  СО  и  Н2  ,  при  высокой  температуре  в  присутствии  окислителя 
(газифицирующего агента). 
Газификацию  можно  рассматривать  как  процесс  неполного  окисления  углерода. 
Наиболее часто окислителями служат О2 и водяной пар: 
С + 0,5О2 —> СО 
С + Н2О —> СО + Н2 
Наряду с основными реакциями осуществляются и другие: 
С + О2 —> СО 2 
СО + Н2О —> С02 + Н2 
С + 2Н2 —> СН4 
СО + 3Н2 —> СН4+ Н2О 
Таким  образом,  продукт-газ  всегда  содержит  некоторые  количества  СО2,  Н2О  и  СН4; 
иногда  содержатся  высшие  углеводороды.  Поскольку  некоторые  компоненты  ТБО  содержат 
атомы серы и азота, образуются H2S иNО2. 
Скорость реакций неполного окисления углерода существенно зависит от температуры, 
которую устанавливают, обычно исходя из технологических соображений (в зависимости от 
способа удаления шлака и т.п.). 
Необходимую  температуру  процесса  можно  обеспечить,  изменяя  состав  дутья  (в 
частности, соотношение водяного пара и О2) и его начальную температуру. 
Продукт-газ  служит  топливом  (в  котлах  электростанций,  в  технологических  топках,  в 
отопительных  котельных  установках),  при  сжигании  которого  выделяется  незначительное 
количество соединений, загрязняющих окружающую среду. 
Институтом  проблем  химической  физики  Российской  академии  наук  (ИПХФ  РАН)  в 
Черноголовке  разработан  процесс  сжигания  отходов  на  основе  газификации  с  последующей 
утилизацией  газа  в  обычных  энергетических  установках.  Процесс  характеризуется  высокой 
степенью  использования  энергетического  потенциала  сырья,  подвергаемого  термообработке 
(процесс назван авторами сверхадиабатическим горением). Технология газификации продана 
в Финляндию и в 1998 г. реализована в промышленном масштабе при переработке ТБО. 
Процесс  осуществляется  в  реакторе  (рис.  1)  типа  вертикальной  шахтной  печи  с 
внутренним диаметром 1,6 м (внешний диаметр — 2,5 м) и высотой 7,3 м. Корпус реактора 
представляет  собой  трубу  со  стенкой  толщиной  6  мм.  Внутри  труба  изолирована  слоем 
шамота  (~  0,5  м),  снаружи  покрыта  слоем  изоляции  и  алюминиевым  кожухом  (в  процессе 
ра-боты  печи  кожух  нагревается  до  50°С).  Загрузка  реактора  осуществляется  сверху  с 
помощью  цилиндра  с  поршнем,  выгрузка  шлака  из  реактора  —  с  помощью  вращающегося 
конуса  с  ребрами  (на  конус  приходится  почти  вся  нагрузка  находящегося  в  реакторе 
материала).  Отходы  подаются  в  реактор  в  соотношении  1:0,4  с  инертным  материалом  типа 
шамота.  Регламентируемая  крупность  отходов  -  200  мм  (допускаются  отдельные  куски 
макулатуры  и  пластмассы  крупностью  до  250  мм);  регламентируемая  крупность  инертного 

 
«НОВЫЙ ВЕК – НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» 
Сборник материалов ХV Республиканской научно-практической конференции
   
 
 
 
 
 

материала  (шамот)  -1201-70  мм.  Шамот  выполняет  функцию  теплоносителя  и  создает 
оптимальные  условия  для  реакции  газификации.  В  качестве  газифицирующего  агента 
используется паровоздушная смесь (температура 60-80°С), которая подается в реактор снизу. 
 
Рис.1  Реактор газификации в плотном слое кускового материала 
                 без принудительного перемешивания и перемещения отходов 
 
Процесс  газификации  проводится  при  относительно  малых  линейных  скоростях 
газового потока и лимитируется сопротивлением прохождению газа сквозь толщу материала. 
Зона  газификации  расположена  несколько  ниже  середины  реактора.  Максимальная 
температура  в  зоне  газификации  составляет  1200°С.  В  зоне  газификации  концентрируется 
выделяющееся при горении отходов тепло. Оно используется на получение водорода из воды 
и оксида углерода из угперодосодержащих соединений. 
Продукты  газификации  (газ  и  шлак)  выводятся  из  реактора  при  тем-пературе  менее 
150°С, что характеризует весьма высокий тепловой КПД реактора. 
Полученный синтез-газ (смесь водорода, оксида и диоксида углерода, азота и водяного 
пара,  присутствуют  углеводороды  и  аэрозоли  пиролизных  смол),  имеющий  теплотворную 
способность  около  1200  ккал/кг,  направляется  на  сжигание  в  паровом  котле  с  топкой  при 
избытке  вторичного  воздуха.  Мощность  на  горелке  —  10  МВт.  Перегретый  пар  из  котла 
может являться питанием паровой машины с электрогенератором. 
Поскольку процесс паровоздушной газификации проводится в плотном слое кускового 
материала  при  относительно  малых  линейных  скоростях  потока,  в  синтез-газе,  который 
выводится  из  реактора  сверху,  практически  отсутствует  золоунос.  Перемещение  твердого 
материала  в  реакторе  происходит  под  действием  силы  тяжести.  Перемещаясь  сверху  вниз, 
материал  последовательно  проходит  зоны  подогрева,  сушки,  пиролиза  и  газификации. 
Полу-чаемый  в  результате  процесса  шлак  практически  не  содержит  недожога  и  после 
выгрузки  из  реактора  подвергается  грохочению  для  отделения  инертного  материала, 
используемого в качестве оборотного. 
По данным эксперимента и расчетов, производительность одного реактора — 1,8 т/час 
(по  рабочей  массе  исходных  ТБО),  в  случае  газификации  обогащенной  фракции  ТБО 
производительность реактора возрастает до 2,7 т/час. 
Удельные  расходы  воздуха,  некоторых  материалов  и  энергии  в  процессе  газификации 
обогащенной фракции ТБО: 
- дутьевой воздух - около 5000 м3/т (в том числе первичное дутье - 1000 м3/т, вторичное 
дутье при сжигании синтез-газа - около 4000 м3/т); 
- водяной пар - около 300 м3/т; 
- электроэнергия - около 40 кВт-ч/т. 

 
«ЖАҢА ЗАМАНҒА – ОЗЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ» 
ХV Республикалық ғылыми-тәжірибелік конференциясының материалдар жинағы
  \\ 
 
 
 
   
 

Объем  отходящих  газов  -  около  5000  м3/т.  Выход  синтез-газа  при  термообработке  1 т 
отходов составляет 2,3 т. 
По  расчетам,  производство  электроэнергии  составляет  330  кВт-ч/т  газифицируемых 
отходов, производство пара - 2,3 т/т. 
Ориентировочный  материальный  баланс  процесса  термообработки  обогащенной 
фракции ТБО (в расчете на один час работы одного реактора газификации): 
 
I. Газификация 
На входе: 

 
1) обогащенная фракция ТБО 
2,7 т 

 
2) газифицирующий агент, в т.ч. 
                                                            - воздух 
                                                            - водянной пар 
1800 м
3
 
0,6 т 

 
3) инерт 
0,9 т 
На выходе: 

 
1) синтез-газ, в т.ч.: 
                                         - сухой газ 
                                         - водяной пар и смолы 
2900 м
3
 
~2000 м3(1,6 т) 

 
2) твердый остаток 
1,3 т 
II. Сжигание синтез-газа 
На входе: 

 
1) 
синтез газ
 
4900 м
3
 

 
2) вторичный дутьевой воздух 
8000 м
3
 
На выходе: 

 
1) дымовой газ, в т.ч.: 
                   - сухой газ 
                   - водяной пар (температура 200°С, 21500 м3) 
9500 м
3
 
2,3 т 
III. Очистка дымового газа 
На входе: 

 
1) дымовой газ (200°С) 
21500 м
3
 

 
2) известь 
до 40 кг 
На выходе: 

 
1) очищенный дымовой газ 
21500 м
3
 

 
2) пыль (из фильтра) 
не менее 40 кг 
 
Основные требования к отходам, направляемым в процесс газификации - крупность не 
более 200 мм (допускается, как отмечено, крупность 250 мм для отдельных кусков бумаги и 
полимерной  пленки),  теплотворная  способность  не  менее  1500  ккал/кг.  Эти  требования 
обеспечивается  на  стадии  обогащения  отходов  введением  в  технологическую  схему 
соответствующих  операций,  которые  позволяют  также  предотвратить  попадание  в  процесс 
металлов, экологически опасных компонентов и, при необходимости, мелкой фракции ТБО. 

Каталог: images -> pdf
pdf -> Мейірім мейраМы Құрбан айт мүбәрак болсын!
pdf -> 2016 жыл, сәрсенбі
pdf -> 2016 жылдың 10 желтоқсан күні сағат 00-ден бастап орталық «Достық» алаңында
pdf -> 2016 жыл, сәрсенбі
pdf -> Сборник статей Международной научно-практической конференции к 80-летию Государственного музея искусств рк имени А. Кастеева Алматы 2015
pdf -> 8 бет. Ардагерлердің алғысы Ерді ЕсЕйткЕн Ерлік кемел өнер кемерінен шалқыса
pdf -> Расти, яблонька, цвети, нежная! Радуй людей плодами своими, а мы постараемся подарить
pdf -> 8-9-бет. МерекеңМен, Мейірлі Медбике!

жүктеу 5.01 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   60




©emirb.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет