ООО «Инжиниринговая компания ГРАНТЕК» ООО «Инжиниринговая компания ГРАНТЕК» ТВЕРДОТОПЛИВНЫЕ ИЗДЕЛИЯ ИЗ БИОМАССЫ для ЗАМЕНЫ КОТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА МАЗУТЕ Мясоедова В.В. проф., д.х.н., акад. СПбИА проф., д.х.н., акад. СПбИА В рамках выставки Лес ДревМаш Международная конференция «Биоэнергетика: пеллеты, брикеты, щепа, котельные и ТЭЦ на биотопливе». 20 октября 2014 года. Москва

Растущие цены на нефть и мазут в связи с предложением Минфина РФ о повышении налога на добычу полезных ископаемых на 5% в целях пополнения дорожных фондов, рост с 2014 года экспортных пошлин на мазут (на 75-80% от пошлины на нефть), и с 2015 года приравнивание их к пошлине на нефть, экологические вызовы, а также недостатки качества работы существующих котельных на мазуте повышают привлекательность использования продуктовой линейки твердотопливных изделий на основе местного возобновляемого и частично-возобновляемого сырья.

НЕДОСТАТКИ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОТЕЛЬНЫХ НА МАЗУТЕ и УГЛЕ 1. Износ оборудования превышает 80% 2. Системы предварительной очистки воды и системы ее деаэрации не работают 3. На мазутных котельных затраты на собственные нужды (в т.ч. необходимость предварительного подогрева мазута в межотопительный период) превышают 20% отпуска тепла 4. Вследствие неудовлетворительной эксплуатации поверхности топок покрыты закоксовавшимися продуктами горения снаружи и солевыми отложениями внутри, что снижает КПД котлов до 60%

5. Установленная единичная мощность котлов значительно превышает мощности потребителей. 6. Согласно СНиП котлы с автоматизированной подачей топлива и удаления золы обладают производительностью свыше 1 Гкал/час. А основная масса оборудования работает на ручной загрузке, параметры горения и, соответственно, тепла на выходе из котельной полностью зависит от человеческого фактора. 7. На угольных котельных часто пытаются сжигать дрова, но топка не рассчитана для такого топлива и оно практически «вылетает в трубу». продолжение продолжение

Основные направления инжиниринга на примере твердотопливных изделий – –Производство твердого биотоплива Топливные пеллеты (из древесных отходов и торфа) Топливные брикеты (из древесных отходов и торфа) Щепа Другие виды твердого биотоплива Любые виды биомассы, отходы ЦБП – –Использование биотоплива Отопительные муниципальные котельные Котельные для производства технологического тепла Электростанции и ТЭЦ на биомассе и биотопливе

7 Использование биомассы для выработки тепло- и электроэнергии БИОМАССА Сжигание Газификация ORC Паровая турбина Стирлинг-мотор Газ-Отто мотор Топливные элементы Газовая турбина Синтез Фишера- Тропша тепло- и электроэнергия Тепло Пар, горячая вода Синтетическое топливо

Структурные формулы целлюлозы и лигнина

Фурье-спектр лигноцеллюлозы [ Мясоедова В.В. «Вестник биотехнологии и физ.-хим.биологии им.Овчинникова, 2011, т.7, 1, с.41-48]

Рамановское фото поверхности и среза пеллет из лигноцеллюлозного сырья (отходы деревопереработки) [Мясоедова В.В. Журнал Все материалы, с.22-28]

Классификация отходов - сырья для производства пеллет

Технологии и методы превращения биомассы: конверсия термохимическая, биохимическая и химическая [ Vera Myasoedova,16 EU Biomass Conference, Spain, 2008]

Приоритетные продукты биоэнергетики, технологии, сферы их применения в РФ: Общий потенциал сырья биоэнергетических систем Общий потенциал сырья биоэнергетических систем Рыночный потенциал Рыночный потенциал Потенциал внедрения новых технологий Потенциал внедрения новых технологий

Биотопливо. Выбор приоритетных продуктов. Биотопливо. Выбор приоритетных продуктов. 1. Топливные гранулы и брикеты. Щепа. 1. Топливные гранулы и брикеты. Щепа. 2. Биогаз 2. Биогаз 3. Биоспирты (биоэтанол, биобутанол) 3. Биоспирты (биоэтанол, биобутанол) 4. Биодизель (1,2,3 поколения) 4. Биодизель (1,2,3 поколения)

Классификация технологий конверсии биомассы Сжигание и горение Сжигание и горение Газификация, в том числе Газификация, в том числе инновационные разработки инновационные разработки Пиролиз Быстрый пиролиз Пиролиз Быстрый пиролиз Медленный пиролиз Медленный пиролиз

Экологически чистые, надежные и прибыльные технические решения для энергоэффективного тепло- и электроснабжения

Влияние вида топлива на выбросы СO 2 и на содержание серы в выбросах Содержание золы в угле, дизельном топливе, мазуте, топливных пеллетах и природном газе Содержание золы в угле, дизельном топливе, мазуте, топливных пеллетах и природном газе

Лесные отходы в сравнении с мазутом Теплота сгорания при 50%-ной влажности 8,4 МДж/кг Влажность :45-55% Зольность: 2- 5 % Размер 70-80% >150 мм, 20-30%

Щепа в сравнении с мазутом Теплота сгорания (при 45%-ной влажности) 9,0 МДж/кг Влажность 30-50% Зольность около 1% Размер 70-80% >150 мм, 20-30%

Пеллеты и брикеты из отходов древесины в сравнении с мазутом Пеллеты древесные Теплота сгорания: 19, 0 МДж/кг Влажность; до 10% Размер – по стандартам Сравнение с мазутом : 3,5 куб.м = 1 т мазута Брикеты древесные Теплота сгорания 17,0 МДж/г Влажность: 8-12% Зольность: около 1% Размер зависит от способа производства Сравнение с мазутом: 3,5 куб.м = 1 т мазута

Торф в сравнении с мазутом Фрезерный торф Теплота сгорания при 50%- ной влажности 9,8 МДж/кг Влажность: около 50% Зольность :1-10% Размер 10 х 15 мм Сравнение с мазутом куб.м =1 куб.м мазута Кусковой торф Теплота сгорания при 35%-ной влажности 13,4 МДж/кг Влажность около 30-50% Зольность 1-10% Размер 50 х 100 мм Сравнение с мазутом 6-7 куб.м=1 куб.м мазута

Эффективные тренды при производстве энергии из твердотопливных изделий Котлы с сжиганием в кипящем слое (циркулирующем и стационарном) Котлы с сжиганием в кипящем слое (циркулирующем и стационарном) Совместное сжигание биомассы, торфа и угля Совместное сжигание биомассы, торфа и угля Газификация Газификация Золоудаление и очистка дымовых газов Золоудаление и очистка дымовых газов Технологии очистки дымовых газов от окислов азота и серы Технологии очистки дымовых газов от окислов азота и серы

Несколько технологий сжигания, применяемых в РФ - в шахтной топке на неподвижных колосниковых решетках - на механических решетках, -в псевдоожиженном («кипящем» ) слое - факельное сжигание

Исходные данные для выбора оборудования производства тепловой и электрической энергии на основе биотоплива 1. Энергетический потенциал биотоплива (Гкал/год; тонн пара / /час). 1. Энергетический потенциал биотоплива (Гкал/год; тонн пара / /час). 2. Элементный химический состав топлива 2. Элементный химический состав топлива 3. Теплотворная способность топлива 3. Теплотворная способность топлива 4. Температура плавления золы 4. Температура плавления золы 5. Технология и оборудование для подготовки сырья (топлива) 5. Технология и оборудование для подготовки сырья (топлива) к сжиганию к сжиганию 6. Способ сжигания топлива 6. Способ сжигания топлива 7. Состав дымовых газов (по СО, NО, NO 2, NOх, SO 2 ) 7. Состав дымовых газов (по СО, NО, NO 2, NOх, SO 2 ) 8. Параметры пара, которые возможно получить при сжигании данного вида топлива 8. Параметры пара, которые возможно получить при сжигании данного вида топлива 9. Установленная электрическая и тепловая мощность электростанции при заявленном режиме потребления энергии 9. Установленная электрическая и тепловая мощность электростанции при заявленном режиме потребления энергии 11. Состав основного и вспомогательного оборудования электростанции 11. Состав основного и вспомогательного оборудования электростанции

Особенности сжигания биотоплива в котлах - высокая относительная влажность; - необходимость специального оборудования системы подачи топлива (особенно это относится к древесным отходам); -большой выход летучих веществ и – как следствие – необходимость расчета дымоходов; - относительно низкая температура плавления золы и «короткий» шлак.

Влияние влажности топлива на работу котельного оборудования

Влияние влажности различных видов возобновляемого и частично возобновляемого сырья на теплоту сгорания и объемную плотность Зависимость теплового эффекта сгорания от влажности топлив Влияние влагосодержания на значения плотности

БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ ! БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ !