8 800 775 58 64

+7 (495) 256-35-86
e-mail
EN 
Газификация торфа – источник энергетических ресурсов
  • В настоящее время самый распространённый способ получение энергии из торфа – сжигание торфяных топлив (пеллеты, гранулы) в печах и котлах для получения теповой энергии. Однако, если не ограничиваться получением из торфа лишь тепловой энергии, следует обратить взор на более экономически полезную технологию – газификацию торфа.

    Газификация торфа называется также газогенерацией. Суть процесса заключается в производстве горючего газа посредством нагрева сырья. Монооксид углерода, метиловый газ, метан, водород, газообразные углеводороды и другие компоненты в различных пропорциях могут быть получены с помощью нагрева или сжигания торфа в условиях отсутствия или недостатка кислорода. Эта цель может быть достигнута в топочных устройствах, ограничивающих поступление воздуха извне, в результате чего сжигание происходит не полностью. Сходным процессом является нагрев сырья в закрытой емкости с использованием внешнего источника тепла. В разных процессах получаются разные продукты. Если при сжигании торфа обеспечить необходимое количество кислорода, то в процессе такого сжигания образуются двуокись углерода, вода, небольшое количество золы (соответствующее содержанию неорганических веществ) и тепло. Этот тип сжигания реализуется в обычных печах. После начала процесса горения можно ограничить поступление воздуха. При этом горение будет продолжаться, но с частичным сгоранием. В случае полного сгорания углеводорода, (торф в основном состоит из углеводородов) кислород объединяется с углеродом, а также с водородом. В результате чего получаются CO2 (двуокись углерода) и H2O (вода). Ограниченное количество воздуха и тепло обеспечивают продолжение неполного сгорания. В этих условиях один атом кислорода объединяется с одним атомом углерода, в то время как водород взаимодействует с кислородом лишь частично. В результате получается монооксид углерода, вода и газообразный водород. Кроме того, образуются и другие компоненты, например, углерод в виде дыма. Под воздействием тепла разрываются химические связи в молекулах сложных углеводородов, содержащихся в торфе также в любом другом углеводородном топливе). Одновременно в процессе объединения атомов углерода и водорода с кислородом выделяется тепло. Таким образом, процесс поддерживает сам себя. Если количество воздуха недостаточно, то в результате такого процесса образуется достаточно тепла для разложения молекул углеводородов, но продуктами этого процесса будут монооксид углерода и водород — горючие газы. Другие продукты неполного сгорания — это преимущественно диоксид углерода и вода.

    Газификация – это процесс частичного окисления углеродсодержащего сырья с получением газообразного энергоносителя – генераторного газа.

    Полученный газ состоит из моноксида углерода, водорода, метана, диоксида углерода, небольшого количества углеводородных соединений более высокого порядка, таких как метан и этан, содержит пары воды, азот (при воздушном дутье) и различные примеси, такие как смолы, частицы углистого вещества и золы. В качестве окислителя при газификации могут использоваться воздух, кислород, пар или смеси этих веществ. Максимальная температура процесса составляет 800…1300 град С.

     

    На рис. Ниже представлена схема газификации топлива, в качестве которого может выступать древесная щепа, торф.

    Газификация представляет собой простой способ получения газообразного топлива из торфа. В отличие от большого объёма исходного торфа, газ удобен и может использоваться в различных существующих устройствах, например на синтез-газе, полученным при газификации торфа полноценно и эффективно работают двигатели внутреннего сгорания любых типов: карбюраторные, инжекторные, дизельные.

    Газогенераторы, в качестве альтернативы простому сжиганию, позволяют переводить часть топлива в газообразную форму, содержащую около 70% энергии исходного вещества.

    Научное производственное объединение «ЭКОМАШГРУПП» в тесном сотрудничестве с ЗАО «Селигер-Холдинг» разрабатывает и производит автономные газогенераторы, перерабатывающие торф, а также отходы деревообрабатывающей, сельскохозяйственной промышленности в электрическую и тепловую энергию.

     

    Газогенератор используется для получения из торфа синтез-газа, который поступает для питания двигателя внутреннего сгорания.

    Двигатель внутреннего сгорания соединён с электро-генератором и используется для получения электрической энергии.

     

    Двигатели могут работать как на газогенераторном топливе (синтез-газе), так и на том топливе, которое предусмотрено конструкцией. Для этого монтируется переключатель видов топлива. Стоимость генерируемого топлива (синтез-газа), эквивалентного одному литру бензина, составляет 2 – 4 рубля в зависимости от стоимости сырья, при этом для карбюраторных двигателей не требуется переделка. Газогенератор герметичен. Выхлопные газы двигателя, использующего генераторный синтез-газ экологически более безопасные. Октановое число генераторного газа 110-140. Моторесурс двигателей, работающих на генераторном газе на 20-30% больше, чем двигателей работающих на бензине или дизтопливе.

     

    Состав вырабатываемого синтез-газа при переработке торфа:

     

    После газификатора                                          После двигателя

    СО – 23,5%                                                     СО – 13,6%

    Н2 – 15%                                                        О2 – 3,3%

    СН4 – 3%                                                        СО2 – 0,1%

    СnНm – 0,5%                                                  N2 – 74%

    СО2 – 10%                                                      Н2О – 9%

    О2 – 1%        

    N2 – 47%

     

    Комплекс, состоящий из газогенератора, двигатля внутреннего сгорания и электрогенератора позволяет вырабатывать в среднем из 0,9 — 1,1 кг торфа 1 кВт электроэнергии и столько же тепловой энергии.

     

    Стоимость электроэнергии, полученной с помощью газогенераторов, существенно ниже существующих на сегодняшний день тарифов (менее 1 рубля за 1 кВт), что может быть отличным стимулом для развития перерабатывающих предпрятий в сельском хозяйстве и на торфодобыче.

    С помощью газогенератора существенно снижаются затраты на топливо для работы всей техники и механизмов, работающих на деревообрабатывающих, сельскохозяйственных и торфоперерабатывающих предприятиях.

     

    Энергетически автономный комплекс ЭКОМАШ ГазГенТорф состоит из следующих блоков:

    -          Блок сушки и подготовки сырья,

    -          Блок газификации сырья (производство синтез-газа),

    -          Блок очистки и охлажения синтез-газа,

    -          Блок выработки тепловой и электрической энергии

     

     Ниже представлена принципиальная схема автономного комплекса ЭКОМАШ ГазГенТорф с выработкой электроэнергии 100-300 кВт в час

     

     

    Комплекс ЭКОМАШ ГазГенТорФ существует в различных модификациях, с производством электрической энергии от 10 до 1 000 кВт в час. Расход торфа составляет 0,9 – 1,1 кг на 1 кВт вырабатываемой электроэнергии. Технологический процесс газификации торфа позволяет помимо электрической энергии попутно вырабатывать и тепловую энергию, используемую для отопления и обогрева. Широкий ряд модификаций позволяет подобрать комплекс именно той электрической мощности, которая необходима конкретному предприятию – потребителю электрической энергии.

     

       Средняя стоимость вырабатываемой газогенератором электроэнергии при переработке торфа не превышает 1 рубль, что, учитывая дорожающие энергоресурсы, позволяет использовать их для питания различных потребителей электроэнергии непосредственно на торфоперерабатывающих предприятиях, или вблизи от них со сроком окупаемости от 1-го до 2-х лет.

     

    На рис ниже внешний вид составных частей газогенератора с выработкой электроэнергии 100 кВт в час, производительность в год по торфу 800 тонн в год с производством в год 800 МВт электроэнергии.

       

     Реализация проекта по применению автономных комплексов ЭКОМАШ ГазГенТорф полностью отвечает стратегии государства, направленной на создание отечественных высоко-технологичных производств, в том числе по добыче и глубокой переработке возобновляемых энергоресурсов, что обеспечит:

    1. Снижение нагрузки на существующие энерго-генерирующие производства.

    2. Обеспечение производства энергоресурсов из возобновляемых источников.

    3. Обеспечение небольших предприятий собственными автономными источниками энергоснабжения.

    4.   Усиление контроля за месторождениями торфа, снижение количества самовозгораний.

    5.    Отсутствие необходимости подвода электро- и тепло- коммуникаций для новых энергопотребителей.

    6.    Возможность установки газогенераторов на технику (автомобили, тракторы) для существенного снижения затрат на ГСМ.

    7.  Дополнительные финансовые возможности для реализации программы социально-экономического развития регионов с обеспечением налоговых поступлений в бюджеты всех уровней.

    8.  Привлечение трудовых ресурсов в отдалённых от мегаполисов районах.

     

     

    Учитывая резкий рост цен на дизельное топливо в конце 2010 года, ЗАО «Селигер-Холдинг» и ООО  «ЭКОМАШГРУПП» проводят работы и испытания по адаптации мобильных газогенераторов, для установки на различные виды техники с питанием вырабатываемым из торфа синтез-газом двигателей автомобилей, тракторов и передвижных электростанций.

     

     На торфодобывающем предприятии до 90% затрат при добыче торфа составляют затраты на горючее для техники:

    — трактора, работающие на участке добычи,

    — автомобили, осуществляющие перевозку торфа.

     

    Эти издержки можно существенно уменьшить. При установке небольших мобильных газогенераторов на тракторы и автомобили, эксплуатирующая организация получает существенную экономию на топливе!

    Газогенератор вырабатывает синтез-газ, который подаётся для питания двигателя внутреннего сгорания, при этом бензиновые двигатели полностью используют в качестве топлива генераторный синтез-газ, дизельные двигатели работают по газо-дизельному циклу, питаясь одновременно и дизтопливом и синтез-газом. В этом режиме расход дизтоплива снижается на 80%!

    При установки газогенератора на технику монтируется перерключатель системы питания, позволяющий выбирать топливо (бензин/дизтопливо или синтез-газ). Переделка и настройка двигателя для работы на синтез-газе не сопровождается сложностями и не влияет на его ресурс. Бензиновый двигатель в результате дополняется смесителем газа с воздухом, который устанавливается перед воздухоочистителем, а в дизеле он дополнен приставкой к насосу высокого давления. В этом случае автомобиль работает или на генераторном газе, или на нефтепродуктах, а тип топлива меняется водителем при помощи переключателя.

    Синтез-газ имеет несколько меньшую теплотворную способность, по сравнению с нефтепродуктами, в результате чего наблюдается некоторая потеря мощности двигателя от 5% до 15%, которая компенсируется вентилятором наддува. Таким образом, коэффициент полезного действия двигателя внутреннего сгорания, который использует генераторный газ, заметно выше, чем того же двигателя, работающем на углеводородном топливе.
Расход твердого топлива в 2..3 раза больший (по весу), чем жидких нефтепродуктов в зависимости от вида топлива. При использовании газогенератора с двигателем внутреннего сгорания эквивалент 1 литра бензина обходится от 2-х рублей.

    Установка газогенераторов на технику (трактора, автомобили, включая стоимость оборудования, запасных чстей и работ по наладке)
окупается через 900 – 1200 моточасов использования.

     Газогенераторы – новый виток развития торфяной отрасли России!

     

    Майков Константин Михайлович

    Директор ООО  «ЭКОМАШГРУПП»

     

    Журнал «Торф и бизнес» № 2, 2011

заказать обратный звонок

Ваше имя*

* — поля, обязательные для заполнения

Мобильный телефон*

заказать обратный звонок

Ваше имя*

Мобильный телефон*

Ваш E-mail*

* — поля, обязательные для заполнения

Сообщение*