Переработка RDF в установке «Барс» позволяет получить до 70 % жидкого топлива, 30 % угля, 30 % газа
Экономическая эффективность зависит от состава RDF и рынков сбыта продуктов. Технология снижает нагрузку на полигоны и даёт вторичные энергоресурсы, но требует контроля качества сырья и очистки продуктов.
В результате термического разложения RDF без доступа кислорода (пиролиз) получают четыре основных продукта:
1.
Пиролизное масло (жидкая фракция, пиролизное топливо) — аналог мазута или сырья для дальнейшей переработки в светлые нефтепродукты (дизель, бензин).
2. Пиролизный газ (синтез газ) — смесь горючих газов (CO, H2, CH4 и др.), который можно использовать для выработки энергии (нагрев реактора, генерация электричества).
3. Уголь полукокс (твёрдый остаток) — может применяться как:
o топливо (котельное, печное);
o сырьё для производства сорбентов и активированного угля;
o компонент в металлургии.
4. Минеральные включения — извлекаются, если в составе RDF присутствовали стекло, металл, песок, камни.
Количественные показатели выхода продуктов
Выход продуктов зависит от:
• состава исходного RDF (доля пластика, бумаги, древесины, текстиля);
• влажности сырья;
• режима работы установки (температура, время выдержки);
• настроек системы газоочистки и конденсации.
Ориентировочные средние показатели выхода продуктов из 1 тонны RDF:
• Пиролизное масло: до 70% (700 кг) — основной продукт. При высоком содержании пластика в RDF выход может достигать 70–80 %.
• Уголь полукокс: до 30% (300 кг). Чем больше в сырье древесины и бумаги, тем выше выход твёрдого остатка.
• Пиролизный газ: до 30% (300 кг, в объёмных единицах — несколько тысяч м³). Часть газа обычно используется внутри установки для поддержания процесса пиролиза.
• Минералы: около 5% (50 кг), если присутствовал в исходном сырье. В чистом RDF без минеральных включений этот показатель близок к нулю.
Факторы, влияющие на выход и качество продуктов
1. Состав RDF. Высокое содержание пластика (особенно полиэтилена, полипропилена, полистирола) увеличивает выход жидких фракций и газа. Бумага и древесина дают больше твёрдого остатка (угля).
2. Влажность сырья. Оптимальная влажность — не более 10 %. При повышенной влажности снижается выход жидких и газообразных продуктов, растут энергозатраты на испарение воды.
3. Фракция сырья. Рекомендуемый размер частиц — 5–30 мм. Крупные куски ухудшают равномерность нагрева и снижают эффективность процесса.
4. Температура пиролиза. Для максимального выхода жидких фракций поддерживают температуру 450–550 °C. При более высоких температурах увеличивается доля газа.
5. Система конденсации. Эффективность конденсации паров определяет, сколько углеводородов перейдёт в жидкое топливо, а сколько останется в газовой фазе.
Характеристики получаемых продуктов
• Пиролизное масло. Теплотворная способность 38–42 МДж/кг, плотность 0,85–0,95 г/см³. Может содержать примеси (сера, непредельные углеводороды), требует очистки для использования в двигателях.
• Пиролизный газ. Теплотворная способность 15–25 МДж/м³. Используется для обогрева реактора или в газогенераторах.
• Уголь полукокс. Теплотворная способность 25–30 МДж/кг. Зольность зависит от исходного сырья (обычно 10–20 %).
• Металлокорд. Представляет собой смесь чёрных и цветных металлов. После сортировки и очистки может реализовываться по ценам металлолома.
________________________________________
Экономические результаты
Использование RDF-топлива в установке «Барс» даёт несколько экономических преимуществ:
Снижение затрат на традиционное топливо. Получаемые продукты (жидкое топливо, газ) могут заменять мазут, дизель или природный газ, что снижает операционные расходы.
Дополнительная выручка. Ценные продукты пиролиза можно продавать как сырьё для нефтехимии, котельное топливо или материал для производства сорбентов.
Сокращение расходов на утилизацию отходов. Вместо захоронения на полигонах отходы перерабатываются с пользой, что экономит средства на логистику и содержание свалок.
Государственная поддержка. Проекты в сфере переработки отходов могут претендовать на субсидии и льготы в рамках федеральных программ, таких как «Экономика замкнутого цикла».
Свойства RDF-топлива
RDF получают из горючих фракций твёрдых бытовых и промышленных отходов после их сортировки. Готовое топливо прессуют в брикеты, гранулируют или измельчают в хлопья. Его ключевые характеристики:
Элементный состав (в пересчёте на сухую массу): примерно 40–55% углерода (основной горючий компонент), 5–8% водорода, 20–35% кислорода. Азот, сера и хлор присутствуют в меньших количествах, но их содержание строго контролируют из-за экологических норм.
Теплотворная способность:
Низшая теплота сгорания качественного RDF составляет 18 000–20 000 кДж/кг.
Высшая теплотворная способность может достигать 23 970 кДж/кг в зависимости от состава.
Это сопоставимо с природным газом и углём. Одна тонна RDF может заменить тонну угля или тысячу кубометров природного газа.
Физические параметры:
оптимальная влажность — не более 20% (лучше 10–15%), так как избыток воды снижает КПД из-за затрат энергии на испарение. Размер фракции обычно 20–25 мм. Зольность — 10–25%.
Стабильность: благодаря предварительной сортировке, сушке и прессованию RDF имеет однородный состав и низкую влажность, что позволяет долго хранить его без потери свойств.