Плазменная технология утилизации отходов: Технология плазменной газификации Westinghouse Plasma Corporation. Cleandex — call-board

Содержание

Технология плазменной газификации Westinghouse Plasma Corporation. Cleandex

1. Актуальность проблемы
2. Технология плазменной газификации WPC
3. Экономические показатели плазменной газификации

1. Актуальность проблемы утилизации отходов

Ежегодно на территории Московской области образуется более 20 млн. тонн промышленных и бытовых отходов. Большую часть из них составляют отходы вывозимые на полигоны Московской области из Москвы, твердые бытовые отходы (ТБО) – 5 млн. тонн, промышленные и строительные отходы 6 млн тонн. Через 2–3 года полигоны ТБО на территории Московской области будут закрыты. В связи с этим принято решение о строительство на территории Московской области сети заводов плазменной газификации промышленных и бытовых отходов для производства электроэнергии. Заводы планируется разместить в муниципальных районах, раничащих с городом Москва. Производительность одного завода по переработке отходов 1500 тонн/ сутки (500 000 тонн в год), для производства электроэнергии

50 Мвт/ч.

2. Технология плазменной газификации WPC

Технология плазменной газификации разработана для решения широкого круга задач одной, из которых является преобразование любых видов отходов, включая био-отходы, опасные отходы, в электроэнергию/синтетическое топливо (дизельное топливо, этанол) и другие полезные материалы (тонна отходов равна 1–1,3 МВт/ч электроэнергии). Является технологией промышленного использования, имеет коммерчески успешные инсталляции по всему миру (Япония, Индия, Англия, Китае, США). Ведутся работы по проектированию и строительству в странах Евросоюза. Применение плазменной газификации неотъемлемо связано с

Киотским соглашением по уменьшению влияния на атмосферу человека. Влияние на природу и человека ниже мировых норм ПДК в 10–15 раз.

Более 30 лет научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и свыше 500000 часов эксплуатации серийных факелов позволили корпорации WPC разработать передовую технологию плазменной газификации – очень эффективное и надежное решение проблемы. С момента приобретения в 2007 г. корпорации WPC, Alter NRG раздвинула рамки разработок технологии.

Возможность использовать технологию

WPC для переработки разнородного исходного сырья при его минимальной подготовке уникальна. Это позволяет смешивать разное исходное сырье, такое как бытовые отходы, опасные отходы, строительный мусор и лом, автомобильный лом, уголь с высоким содержанием золы, биомассу, жидкости и шламы. Такая универсальность позволяет компаниям оптимизировать работы по типу доступного исходного сырья.

Конечный продукт процесса плазменной газификации WPC может быть разным, например электроэнергия, пар или жидкое топливо.

Одновременно сокращаются выбросы вредных парниковых газов в атмосферу. Плазменная газификация – это испытанная технология, которая является решением сегодняшних проблем, поддерживая баланс между выработкой энергии и сохранением окружающей среды.

Установка плазменной газификации работает при температуре, превышающей 5500°С, гарантируя практически полное преобразование исходного сырья в синтетический газ. Неорганические вещества выводятся у основания газификатора в виде инертного шлака, который охлаждается и превращается в неопасный невыщелачиваемый продукт, который можно продавать как наполнитель для строительного материала.

Совокупная энергия, извлеченная из исходного сырья, переработанного газификатором, составляет примерно

80%. Эта регенерированная энергия представляет собой чистый, обогащенный синтетический газ, который можно использовать для генерации электроэнергии, получения жидкого топлива или иной энергетической продукции. Из всей энергии, необходимой для процесса газификации, на питание плазменных факелов расходуется только 2–5%.

Модульная и масштабируемая конструкция нашей установки позволяет быстро устанавливать систему плазменной газификации повсюду, что делает плазменную технологию доступной во всем мире.

Технология

Бизнес процесс

	Загрузочный узел Загрузочный узел требует тщательной проработки, в связи с различным состоянием (твердым, жидким) отходов. Кокс используется в качестве теплоизоляционной подстилки, удерживающей тепло плазматронов в газификационной зоне реактора. Готово решение замены металлургического кокса на BRIQs. Известняк (в качестве замены рассматривается применение фосфогипса) управляет тугоплавкостью шлака, и необходим для достижения полной его остеклованности и невыщелачиваемости.
	Плазменный реактор-газификатор (ПРГ) Два стандартных реактора-газификатора (ПРГ) G65 осуществляют превращение органических компонентов смеси опасных отходов в синтез-газ, который выходит из его верхей части, и превращение неорганических компонентов в расплавленный шлак, вытекающий из нижней части. Расплавление шлака достигается за счёт высоких температур в нижней части реактора. В процессе поглощаются кислород и водяной пар. Высокая температура способствует значительному ускорению различных химических реакций газификации и позволяет сплавить неорганические части загрузочного материала вместе. ПРГ имеет соответствующее огнеупорное покрытие, способное выдержать высокие температуры и коррозионное действие расплавленного шлака и горячего сингаза внутри реактора. Выходящий из реактора синтез-газ имеет температуру 870°C, давление близкое к атмосферному, объем 64000 — 69000 Нм куб в час. Донный шлак представляет собой смесь негорючих неорганических веществ, в том числе подлежащих рекуперации металлов. Шлак поступает в соответствующую систему для дальнейшей обработки. Конструкция ПРГ стандартная основывается на конструкции плазменной печи производства Вестингхаус Плазма Корпорэйшн (WPC), представляющей собой вертикальную шахтную печь.
	Система плазменных горелок Каждый реактор оснащаются шестью (6) плазматронами марки « Marc 11 » с регулируемой мощностью в донной части. Диапазон мощности каждого составляет от 300 до 800 кВт. В нормальных условиях плазматроны работают при 600 кВт, в сумме 3,6 МВт. Избыточная мощность необходима для беспроблемного преодоления нештатных ситуаций, пусконаладочных работ и технического обслуживания. Система плазменных горелок рассчитана на 500 000 часов непрерывной работы в агрессивных средах, прошла проверку временем и зарекомендовала себя как надежный элемент общего технологического процесса.
	Сменные электроды в среднем работают 1000 – 1200 часов. Замена электродов производится за 30 минут без остановки технологического процесса.
	Установка разделения воздуха Для более полной газификации материалов реакторы продуваются потоком воздуха с 95% содержанием кислорода. Система снабжения кислородом представляет собой сжижающую установку разделения воздуха. Она работает по принципу охлаждения воздуха под давлением до сжижения с последующим отделением газообразного азота в ректификационной колонне. Этот процесс позволяет получить кислород высокой чистоты. Одним из преимуществ данного способа является возможность запасания жидкого кислорода в цистернах для последующего использования в случае нештатной ситуации. Жидкий кислород из разделителя прокачивается через испаритель и затем в газообразном виде попадает в реактор. Аргон, основной остаточный газ воздуха, присутствует в получаемых газах, в основном в кислороде. В случае заинтересованности компании в извлечении аргона, возможно повышение чистоты получаемого кислорода, и как следствие — увеличение объёма извлекаемого аргона.
	Охлаждение газа, очистка от пыли и хлороводорода Нагретый синтез-газ направляется в скруббер и колонны с распылительным орошением для охлаждения, очистки и обработки. Сингаз попадает в скруббер Вентури, а затем в колонну с распылительным орошением для охлаждения, очистки от пыли, хлороводорода и прочих нежелательных примесей. Очищенный синтетический газ выходит через верхнюю часть оросительной колонны и направляется к мокрому электрофильтру для более тонкой пылеочистки.
	Паротурбинный генератор и воздушный конденсатор Давление пара снижается в паровой турбине, пар преобразуется в жидкую воду в конденсаторе, и отправляется обратно в котёл через систему рециркуляции пара. Выделяемая при конденсации энергия преобразуется в электрическую. В паровом котле используется очищенная сливная вода для минимизации затрат. Это необходимо, чтобы компенсировать потери пара, используемого для газификации.
	Конденсатор с воздушным охлаждением был выбран для данного проекта с тем, чтобы свести потребление воды к минимуму. Хотя вариант с охладительной башней дешевле и эффективней, он потребует около 1700 м³/сут подпиточной воды для восполнения потерь от испарения и продувки. Конденсатор с воздушным охлаждением не требует подпиточной воды, поэтому он и был выбран.
	Удаление ртути Охлаждённый сжатый синтез-газ проходит через фильтр с активированным углём для удаления следовых количеств ртути перед процессом сероочистки. Два последовательно установленных фильтра обеспечивают удаление до 99.75%. Согласно расчётам, фильтры требуют замены только раз в год. После удаления ртути газ поступает на линию сероочистки.
	Гидролиз карбонилсульфида Гидролиз карбонилсульфида (COS) необходим для превращения, содержащегося в синтез-газе карбонилсульфида, в сероводород (H₂S) с удалением последнего из потока. В процессе гидролиза газ проходит через слой катализатора, где COS превращается в H₂S и CO₂. После такой обработки практически вся сера в сингазе переводится в сероводород, который легко удаляется на следующей стадии.
	Сероочистка В блоке сероочистки H₂S удаляется из сингаза и преобразуется в элементарную серу, которую можно складировать на станции или продать. Используемая здесь технология сероочистки называется «CrystaSulf». Она была выбрана за избирательное удаление H₂S без удаления CO₂ , CO и H₂ , а также за возможность одноэтапной переработки H₂S в твёрдую серу.
	Удаление примесей и контроль выбросов Для работы с ртутью и прочими примесями необходимо принять специальные меры. Ввиду общего характера данного завода и отсутствия результатов анализов для предлагаемой электростанции, количества примесей не могут быть точно установлены в данный момент. Загрязняющие вещества удаляются из синтез-газа до производства электроэнергии, в то время как растворённые воде примеси остаются в сточных водах, однако при проектировании станции будут использованы как минимум экологические стандарты РФ.
	Мокрый электрофильтр Очистка от частиц размерами менее микрона требует применения мокрого электрофильтра, поскольку удаление субмикронных частиц в оросителях не гарантируется. Синтез-газ входит в электрофильтр, где равномерно распределяется по пучку трубок. В коллекторных трубках входящие частицы получают значительный отрицательный заряд от коронного разряда большой мощности, производимого высоковольтными электродами. По мере продвижения заряженных частиц в трубках электрическое поле заставляет их перемещаться в сторону заземлённых трубочных стенок, где они и оседают. Протекающая внутри трубок водяная плёнка смывает собранные частицы в слив, ведущий к месту водоочистки.
	Переработка сточных вод Водные потоки от оросительной башни, сепараторов, парового котла и прочих установок накапливаются в резервуаре для сточных вод. Здесь отходы смешиваются и перекачивается в систему очистки, системы удаления взвешенных частиц, тяжелых металлов и токсичных компонентов. Очистка сточных вод представляет собой физико-химический процесс, который происходит во флокуляционной камере, фильтровальном резервуаре и системе химической обработки. Очищенная вода хранится в отдельном резервуаре.
	Потребление воды В расчётных условиях, объект не требует поставок пресной воды. Внутренние требования включают восполнение потерь воды в паровом котле, оросительной башне, электрофильтре и скруббере. Все потребности в воде удовлетворяются с помощью очищенной воды, вырабатываемой в процессе газификации, с избытком в 50 м³/сут. Однако для начала эксплуатации необходимо доставить некоторое количество пресной воды. Существует возможность сбора пресной воды путем охлаждения воздуха в летние месяцы до его поступления в турбину и сбора конденсата. Выход будет зависеть от температуры и относительной влажности воздуха в данный день. При 20°С и влажности 60% 9,3 м³/сут воды может быть получено охлаждением до 10°C при 30°С и относительной влажности 75% — 130 м³/сут при охлаждении до той же температуры.

3. Экономические показатели плазменной газификации

Исполнитель работ: ЗАО «ТБК Инновации», эксклюзивный представитель AlterNRG Corp., (Россия)

Строительство комплекса по переработке отходов производства и потребления с возможностями:

Переработки промышленных и бытовых отходов ….1500 тонн в сутки
Выработки и передача потребителям электроэнергии…………50 МВт/ч
Производства стекловидного шлака для изготовления блоков утепления из минеральной ваты …………………………….……>300 тонн в сутки
Восстановление металов …………………………. …>150 тонн в сутки
Производство серы …………………………………. >1.5 тонны в сутки

Основные цели проекта:

Утилизация отходов производства и потребления
Закрытие и переработка существующих и старых полигонов Отходов
Снижение рисков экологической безопасности
Максимально эффективное получение из отходов товаров и услуг потребления
Создание условий для цивилизованного обращения с отходами

Срок строительства 24 месяца, подконтрольная эксплуатация 6 месяцев, параллельными этапами

Гарантированная поставка отходов.
Правительственная поддержка.
Наличие земельного участка под застройку.
Гарантийный сбыт электроэнергии и производимых материалов и продуктов.
Наличие 90% финансирования

Общий размер инвестиций ………………………………307,5 млн. дол. США.

Из них:

Стоимость оборудования и материалов …………….. 188,5 млн. дол. США
Проектная документация………………………………..5,22 млн. дол. США
Управление проектом………………………………… 3,075 млн. дол. США
Рабочая и сметная документация……………………….9,84 млн. дол. США
Строительство, включая монтаж ……………………….91,6 млн. дол. США
Пусконаладочные работы и подготовка к эксплуатации………………………………9,23 млн. дол. США

Распределение затрат:

Переработка отходов ………………………………………………………32%
Очистка и подготовка газа ………………………………………………..28%
Выработка электроэнергии/ производство синтетического топлива. …40%

График финансирования по месяцам:

1 месяц – 5,22 млн. дол. США, 7 месяц – 22,325 млн. дол. США, 8 месяц – 123,0 млн. дол. США, 10 месяц – 11,95 млн. дол. США, 18 месяц – 110,81 млн. дол. США, 20 месяц – 34,286 млн. дол. США.

Финансовые показатели:

Период возврата инвестиций (для инвестора) ……………………….5,6 лет
Pre Tax ROE …………………………………………………………. 35,95%
EBITDA в год …………..……………………………45.37 млн. дол. США
NPV Проект….………………………………………348.36 тыс. дол. США
Процентная ставка кредитования ……………………………………….7%

Поставщик оборудования: ЗАО «ТБК Инновации» (Россия)

Оборудование и материалы: Westinghouse Plasma Corp. (США), AlterNRG Corp. (Канада), General Electric (США), Turbo Sonic (Канада).

***

Автор статьи: КАДЕРЛЕЕВ Марат Камильевич, Генеральный директор ЗАО «ТБК Инновации, к. т. н.

ЗАО «ТБК Инновации» российская инжиниринговая компания – эксклюзивный представитель мирового лидера AlterNRG Corp. (WPC) в области поставки решений утилизации промышленных и бытовых отходов используя технологию плазменной дуги (плазменной газификации). Компания в своей работе использует современные инструменты технического и функционального проектирования. Кроме того, на экспериментальной базе корпорации Westinghouse Plasma ЗАО «ТБК Инновации» проводит испытания и функциональные проверки.

Плазменная переработка твердых бытовых отходов

Сооружение, которое возведено вблизи Кармиэля (Израиль), нет пока больше нигде на планете. Хотя нуждается в нем, — точнее, в них — весь мир. Израиль стал пионером в кардинальном решении глобальной проблемы: переработке твердого бытового мусора, причем, предложил самый передовой, на сто процентов экологически чистый метод — плазменную переработку твердых бытовых отходов.

Разработка и освоение новой технологии — результат тесного сотрудничества ученых и инженеров трех стран — России, Украины и Израиля. Именно в Москве, в знаменитом Институте атомной энергии имени Курчатова (именуемого ныне Российским научным центром «Курчатовский институт»), сосредоточены важнейшие исследования в области физики плазмы. Руководит ими директор центра, ученый мировой величины академик Евгений Велихов. Во многом благодаря его активной деятельности воплотился в жизнь и данный проект.

На открытие завода прибыли представительные делегации из России и Украины, руководители частных компаний-инвесторов из Японии, Южной Кореи, США. А накануне церемонии руководство израильской фирмы ЕЕК провело пресс-конференцию для журналистов.

— Название Environmental Energy Resourses (это и есть аббревиатура ЕЕК) — «Чистые энергетические ресурсы» — полностью отвечает направлению нашей деятельности, — сказал президент компании Ицхак Шрем. — Плазменная технология, на основе которой построен завод, идет в ногу со временем, а то и опережает его. Она не оказывает вредного воздействия на окружающую среду, представляет собой самый передовой на сегодняшний день способ переработки твердых бытовых отходов и, что не менее важно, значительно более экономична по сравнению с существующими технологиями.

Ицхак Шрем обрисовал впечатляющую картину загрязнения планеты бытовым мусором. В Соединенных Штатах его объемы достигли в прошлом году 240 миллионов тонн, столько же приходится на долю Европы. А в целом человечество производит ежегодно до 700 миллионов тонн бытовых отходов, и цифра эта, понятно, будет со временем только увеличиваться.

Между тем на протяжении веков человек избавляется от мусора одним и тем же способом: либо хоронит его под землей, либо сжигает. В Дании, Швейцарии, Германии, Франции, Голландии сжигается от 40 до 60% бытовых отходов — остальное, как правило, закапывается в землю. Отрадное исключение представляют швейцарцы, которые не сожженные отходы направляют целиком на переработку. А такие страны, как Норвегия, Италия, Англия и Испания, львиную долю мусора — от 60 до 78% закапывают в землю. Ненамного отстает от них и Новый Свет. К примеру, в США под землю отправляют 56% бытового мусора (представляете — каждый год по 135 миллионов тонн!). Остальное сжигается (14%) или перерабатывается (30%).

Исключительный пример представляет в этом отношении Япония: в островном государстве земля слишком дорога, чтобы отдавать ее под мусорные кладбища, поэтому 76% своих бытовых отходов японцы сжигают, а остальное перерабатывают или также хоронят под землей.

Из развитых стран Израиль на фоне этой картины выглядит самым плачевным образом. Видимо, некоторые «специалисты» считают, что территория у нас такая большая, что ее можно без зазрения совести отдавать под мусорные свалки. 80 (восемьдесят!) процентов бытовых отходов мы хороним под землей. Закрыли печально знаменитую «гору» — Хирию — вблизи Тель-Авива; зато стали наращивать другую, «подземную» гору, в Рамат-Ховаве. По отходам, приходящимся на душу населения, мы не уступаем той же Америке — на 7 миллионов жителей «производим» в год 5 миллионов тонн мусора. Но если Америка 44% своих отходов сжигает или перерабатывает, мы отправляем на переработку всего 20%.

Впрочем, достаточно цифр. Ясно, что кардинальное решение «мусорной» проблемы назрело давно. Лишь благодаря жестким природоохранным законам Европа не задыхается в дыму мусоросжигающих заводов. Но обходится это и промышленникам, и налогоплательщикам недешево: половину затрат при этой технологии «съедают» мероприятия по охране окружающей среды. Израиль до таких расходов еще не дорос, потому и зарывает в землю всю гадость. Но, быть может, именно поэтому и именно здесь нашла воплощение идея плазменной переработки бытового мусора, идея, оказавшаяся на поверку не только самой технологичной, но и самой дешевой.

— В 2000 году, — рассказывает Ицхак Шрем, — мы создали компанию ЕЕК, призванную реализовать задуманный проект. Нас вдохновлял пятнадцатилетний опыт работы российских предприятий по переработке ядерных отходов. Они тоже работали на основе плазменно-химических процессов, и хотя нам предстояло решить несколько иную задачу, мы нисколько не сомневались в успехе. В течение шести лет мы смогли привлечь 34 миллиона долларов инвестиций. В числе основных участников проекта — Токийская финансовая группа (10,6 млн. долларов), компания «Ордан» (8,2 млн.), корейская инвестиционная фирма «Кестрел пасифик» (5,3 млн. долларов). Среди инвесторов также частные лица. В 2001 году мы закупили российскую технологию плазменно-химических процессов и приступили к совместным разработкам по ее исполь зованию в области переработки бытовых отходов. В начале этого года международное сотрудничество дало конкретные результаты: мы завершили строительство заводского корпуса и монтаж оборудования.

…Внешне завод выглядит не так солидно, как могло бы показаться. Небольшой здание административного корпуса, примыкающие к нему металлические конструкции, простое, на первый взгляд, оборудование, расположенное прямо под открытым небом. Между тем именно в этой простоте и заключена «изюминка» плазменной технологии. Ей не требуются большие производственные площади, не нужна «крыша над головой», а рабочий процесс настолько автоматизирован, что сокращает до минимума количество обслуживающего персонала. Но главное преимущество — в неоспоримых преимуществах плазменной термообработки по сравнению с другими методами переработки мусора.

На церемонию открытия завода прибыл научный руководитель проекта академик Евгений Велихов, и я сумел взять у него интервью.

— Евгений Павлович, ваш институт стал пионером в использовании плазменной технологии для переработки промышленных отходов. На ее основе в России в 1990 году был пущен первый завод по переработке радиоактивных отходов — мощностью 80 килограммов в час, пять лет назад — еще один, мощностью 250 килограммов в час. У израильского же завода мощность куда больше: он способен перерабатывать в час тысячу килограммов бытовых отходов…

— Дело не просто в мощности. В данном случае плазменная технология позволяет полностью избавиться от токсичных материалов и газов, которые присутствуют при переработке любого мусора. При переработке ядерных отходов наблюдается совсем другая картина. Мы по определению не можем изменить природу радиоактивного ядра, мы попросту перекладываем ядерный материал из одного места в другое, только делаем его более компактным, удобным для захоронения. Мы не можем уничтожить радиоактивные отходы полностью, а здесь как раз полностью уничтожаем токсичные материалы. Да, и там, и здесь мы используем плазму, но для этого завода разработана совершенно другая технология.

— Вы, наверное, заметили перед заводскими воротами несколько демонстрантов. «Зеленые» протестовали против работы этого завода, а на плакатах было написано «Не сжигайте наше здоровье»…

— Эти люди просто не понимают, чего требуют. Этакую бессмыслицу можно объяснить только абсолютным незнанием дела. Во-первых, никакого сжигания здесь нет: благодаря высоким, до полутора тысяч градусов, температурам в плазмотроне идет совершенно иной процесс — процесс разложения продукта. А во-вторых, с точки зрения экологии наше производств, как я уже сказал, абсолютно чистое, не дающее никаких побочных продуктов. Неужели горы мусора, которые отравляют и у вас в Израиле, и у нас в России землю, воду, воздух — здоровее для организма?! Видите вышку на здании? Это компьютеризированная система контроля над состоянием окружающей среды вокруг предприятия. Стоимость ее — 35 тысяч долларов, и она оправдывает свое назначение: следит за всеми экологическими характеристиками производства. У специалистов министерства экологии никаких претензий, насколько я знаю, к нашему производству нет, почему же они должны быть у «зеленых»? На сегодня это небольшой завод, но в наших ближайших планах — возведение подобного производства уже не в опытных, а в коммерческих целях — мощностью свыше шести тонн в час.

— Сейчас наблюдается всплеск интереса к атомным электростанциям. Поговаривают о ней и в Израиле…

— Да, Ренессанс в данной области заметен, и это понятно: подземные энергетические ресурсы иссякают и будут вскоре не в состоянии удовлетворить потребности человечества в энергии. Пересматривает политику в отношении строительства АЭС Америка, поворачиваются лицом к ядерной энергетике другие страны, недавние ее противники. А наш институт начал почти массовое производство таких АЭС — пока мощностью в 70 мегаватт, но планируем довести ее до 600 мегаватт. И не нужно никакого строительства, никаких хлопот об утилизации ядерных отходов. Мы доставляем такую станцию на основе лизинга, и она начинает работать так же, как работают ваши угольные станции, только не отравляет окружающую среду.

Наш институт выступил также инициатором крупнейшего — стоимостью 20 миллиардов евро — международного проекта по строительству плазменного термоядерного реактора, который будет вырабатывать электрическую энергию из водорода. В прошлом году было подписано совместное многостороннее соглашение о реализации этого проекта, в нем участвуют Европа, включая Россию, Америка, Китай, Япония, Индия, Южная Корея. Мне очень приятно, что и здесь, в Израиле, у нас сложилась такая активная, целеустремленная команда ученых, инженеров и предпринимателей.

— Установленный здесь, в Кармиэле, плазмотрон — плод ученых вашего института, но сама технология — детище как российских, так и израильских ученых, верно?

— Верно. Я всю жизнь занимаюсь тем, что объединяю людей в их научных исследованиях, так что выделять в данном случае какую-то сторону не хочу. Плодотворно работали все ученые и инженеры, и израильская сторона вложила не меньше интеллектуального и физического капитала, чем российская и украинская. Мы так же вместе работали на строительстве магниевого завода на Мертвом море — в этом году, кстати, исполняется десять лет, как мы пустили его в эксплуатацию. И надеюсь, будем плодотворно сотрудничать в дальнейшем.

…На наших глазах в большую воронку загружается грязная масса. Это и есть те самые бытовые отходы, которые мы выбрасываем каждый день в наши мусорные ведра. Больше этого мусора мы уже не увидим. За короткое время он проходит в плазмотроне несколько стадий переработки, а на конечном этапе превращается — трудно поверить — в черную стекловидную массу, ничем не напоминающую недавнее «сырье». Застывшая и разбитая на бесформенные куски, эта масса схожа с кварцем, так же, как и он, не издает никакого запаха. Увидел бы на дороге — подумал: обычный камень.

— Объем этой массы составляет от двух до пяти процентов от объема исходного «материала», — поясняет член российской делегации, директор института высоких технологий и экспериментального производства Курчатовского научного центра Валерий Гнеденко. — То есть, мы получаем продукт, который почти в пятьдесят раз меньше доставленного сюда мусора. Такой «усушки» отходов не знает ни одна другая технология. Полученный же при этом твердый материал абсолютно чист с экологической точки зрения, его можно использовать в строительстве дорог и зданий, он может тысячи лет хранится и под землей без всякого влияния на окружающую среду.

Кроме того, плазменная технология обеспечивает замкнутый цикл всего производственного процесса. Получаемый во время разложения продукта газ не выходит в атмосферу, а направляется на выработку собственной электроэнергии. Мощность заводского генератора — 600 киловатт, причем, 70% этого количества энергии достаточно для внутреннего пользования, а остальные 30% можно продавать на сторону. Таким образом, предприятие не потребляет, а, наоборот, вырабатывает электроэнергию, и использует для этого не уголь или мазут, а обычный мусор.

— А кто изготовитель всего этого оборудования?

— Плазмотрон изготовлен в Украине, на Мариупольском заводе общего машиностроения. Это же предприятие поставило все необходимые металлические конструкции — их тут около ста тонн. И мы уже приступили к работе над другим плазменным реактором, который позволит перерабатывать две тонны отходов в час. Данной технологией заинтересовались уже в ряде стран Европы, и надеемся, этот экспериментальный завод скажет свое веское слово в ее пользу.

Самое просторное помещение административного корпуса — пульт управления заводом. Вернее, пульт — уже устаревшее понятие, поскольку всем процессом управляют компьютеры. На несколько дисплеев, установленных на длинном столе, выведены все параметры работы оборудования и, как сказал мне главный инженер компании Биньямин Блитман, для контроля над всем процессом достаточно двух специалистов в смену.

По словам главного инженера, монтаж и наладка оборудования прошли на заводе в рекордно короткие сроки, за два месяца, в них принимали участие специалисты всех сторон — израильской, российской, украинской, и никаких серьезных проблем при вводе в эксплуатацию не возникло. Словно это было не опытное, а хорошо знакомое всем производство…

Новый завод, действительно, представляет собой не промышленное, а экспериментальное производство. Согласно разрешению министерств промышленности и охраны окружающей среды, он может осуществить пока пятнадцать пусков в году, каждый сроком не более недели. То есть пятнадцать недель работы на ближайший год уникальному предприятию обеспечены. И хотя это не много, все же достаточно для того, чтобы на практике убедиться в эффективности новой технологии и привлечь к ней внимание потенциальных заказчиков.

Ицхак Шрем не сомневается в успехе. Как он отметил, человечество тратит сегодня на переработку бытовых отходов свыше 4 миллиардов долларов в год. Средняя стоимость переработки одной тонны мусора в Европе (речь идет о современных мусоросжигательных заводах) составляет 200 долларов, А плазменно-химическая технология предлагает эту цену снизить втрое — до 70 долларов за тонну. Разве это не выгодно и с экономической точки зрения?

Автор: Яков Зубарев

По материалам: solidwaste.ru

Первая плазменная установка сжигания мусора может появиться в Подмосковье в 2020 году — Московская область

МОСКВА, 26 июля. /ТАСС/. Власти Московской области могут поставить первую в регионе плазменную установку для сжигания бытового мусора в начале 2020 года, чтобы не перевозить отходы на большие расстояния и за счет этого делать их вывоз для жителей дешевле. Сейчас технология обсуждается с разработчиком, сообщила в пятницу пресс-служба Министерства жилищно-коммунального хозяйства Подмосковья.

«Возможность применения предлагаемой установки плазменной утилизации отходов мы обсудили с руководством «Экоспаса», с которым мы договорились о дальнейшем сотрудничестве по освоению промышленного производства и внедрению таких установок у нас в Подмосковье. Такие установки могут спокойно работать в таких маленьких городках как Химик или Монино, или ЗАТО Восход с небольшой численностью населения, так как они компактные <…> Думаю, что первая такая установка может появиться уже в начале следующего года, а для местных жителей, где будет применяться плазменная утилизация отходов, тариф на обращение с отходами будет снижен», — цитирует пресс-служба министра ЖКХ Московской области Евгения Хромушина.

Мобильный комплекс переработки «Экоспаса» состоит из сортировочной линии, реактора с системой дожига при температуре до 1700 градусов и водяного фильтра очистки выходящих газов. Он предназначен для обезвреживания отходов I-IV классов опасности, в том числе твердых коммунальных отходов. Один реактор может сжигать до одной тонный отходов в час или 6 тыс. т в год и обслуживать территорию с населением до 100 тыс. человек.

Опытно-промышленной установке плазменного сжигания предстоит пройти государственную экологическую экспертизу, добавили в ведомстве. Министерство ЖКХ будет содействовать разработчикам в этом и поможет организовать общественные слушания. Они могут пройти в одном из бывших военных городков.

В министерстве отметили, что задачу находить и внедрять передовые технологии утилизации бытового мусора, чтобы локализовать процесс обращения с ним, поставил задачу губернатор Московской области Андрей Воробьев.

Плазменные технологии — ЭПОС-Инжиниринг

Плазменные технологии в промышленности, такие, как сварка, резка, наплавка напыление — применяются в промышленности достаточно широко уже более 60 лет.

Но есть ряд эффективных плазменных технологий, которые потребителю известны значительно меньше, но их применение так же может дать значительный экономический эффект. Над созданием плазмотронов и плазменных систем различного целевого назначения мы работаем уже более

40 лет, реализуя их в следующих направлениях:

для машиностроения и металлургии;
для специальных целей;
для решения нестандартных проблем и сложных задач: глубокая переработка углей, утилизация отходов, плазмохимия, нагрев газов, аддитивные технологии.

ПОЧЕМУ МЫ УМЕЕМ И МОЖЕМ применять плазму для этих решений?:

Мы знаем: особенности и преимущества плазменных процессов и возможности плазменных технологий.
Мы имеем большой опыт работы практически с любой низкотемпературной до 10 000 градусов плазмой – начиная с решения специфических задач для «оборонки», в рамках национального ядерного центра, нестандартных задач для промышленности:

РОСАТОМ, Северсталь, Schlumberger, включая прикладные задачи ряда НИИ РАН.

Мы умеем создавать надежные конструкции
Имеем собственную базу проверенных технических решений для многих типов плазменных систем
Гарантируем: высокий ресурс – более 1000 часов плазмотронов, высокий КПД нагрева 99%, чистоту отсутствие загрязненности плазмы.

За прошедшие десятилетия разработано и создано:

20 типов новых электродуговых плазмотронов, мощностью от 1 киловатт до 20 МВт, а так же ряд плазменных комплексов мощностью до 40 МВА.

⇒Скачать РЕФЕРЕНС-ЛИСТ:

Наши “Крупные выполненные проекты с использованием плазменного оборудования и технологий“.

В России создали технологию утилизации отходов в электроплазменной печи — Российская газета

Электроплазменная печь превращает медицинские маски в газ. И вместе с ними любая зараза, включая злосчастный коронавирус, распадается на безвредные компоненты.

В новосибирском Институте теплофизики им. Кутателадзе Сибирского отделения РАН создали технологию утилизации отходов в электроплазменной печи с получением газа для выработки электроэнергии. На разработку есть международный патент. Базовая технология может быть использована как в масштабных комплексах для переработки твердых бытовых отходов, так и в компактных установках по утилизации медицинских материалов.

«В институте уже есть действующий экспериментальный образец установки, который генерирует низкотемпературную плазму для газификации органики, — говорит сотрудник института Людмила Перепечко. — По сути своей, плазма — это четвертое агрегатное состояние вещества, когда все сложные соединения разлагаются на простейшие элементы, ионы».

Воздействия такой плазмы более чем достаточно для превращения органики в простые компоненты, которые при окислении дают энергию. То есть отходы нефтепроизводства, растительного сырья или просто биомасса могут стать источником для экологически чистой электроэнергии.

Экспериментальная электроплазменная печь с такой же легкостью превращает в газ и медицинские маски. «Небольшой установкой для утилизации медицинских отходов, способной перерабатывать до 50 килограммов в час, можно оборудовать, например, крупные больницы или поликлиники, — отмечает Людмила Перепечко. И добавляет: — При использовании по-настоящему крупных плазматронов для утилизации ТБО образуется достаточное количество синтез-газа для производства электроэнергии и нейтральных к окружающей среде минеральных шлаков, пригодных для производства, например, стройматериалов».

Плюсов у такой печи предостаточно. Во-первых, отходы не нужно сортировать: от воздействия высоких температур будут переработаны и металлы, и стекло, и органика. Во-вторых, выработанный синтез-газ является топливом. В-третьих, в отличие от простого сжигания, при столь высоких температурах не образуются вредные составляющие.

«Губкин Инновации» создала альтернативу традиционной утилизации отходов | ОБЩЕСТВО: События | ОБЩЕСТВО

У сортировки и сжигания мусора появилась экологичная альтернатива – плазменная утилизация отходов. Над технологией долгие годы работал не один советский институт, но до готового продукта она была доведена только сейчас. Одной из первых вывести на рынок установки плазмохимической переработки отходов практически всех классов опасности удалось компании «Губкин Инновации».

Выход на производство

Под руководством конструктора Владимира Масленникова группа инженеров на протяжении полутора десятилетий работала над установками по утилизации отходов. За это время специалисты собрали более 40 опытно-экспериментальных машин, позволяющих утилизировать все виды отходов: от промышленных и медицинских до твердых бытовых и органических без вреда для экологии. К началу 2021 года работа была завершена — и конструкторы представили готовый продукт, получивший название водородного инвертора.

«Здесь мы проводим технические испытания нашего оборудования, – рассказывает генеральный директор «Губкин Инновации» Евгений Пичугин. – На площадке представлен образец второй машины – водородного инвертора с объемом загрузки до двух кубических метров. Общезаводские испытания были проведены после сборки, теперь же мы проверяем пределы мощности».

Фото: Губкин Инновации

В ближайшее время инженеры компании приступят к испытанию машины еще большей мощности – инвертора с объемом реактора в восемь кубометров. Его расчетная производительность составляет не менее полутонны перерабатываемого мусора в час. Потребляет такая машина всего 12 киловатт-час – электроэнергия нужна для вращения турбины и работы автоматики с насосной станцией.

Технология безотходная и безотказная

Главных преимуществ у таких установок два – они не требуют никакой предварительной сортировки мусора и после утилизации не создают вредных выбросов в окружающую среду. В чаду дискуссий вокруг мусоросортировочных комплексов и мусоросжигательных заводов в такое трудно поверить, однако такова технология. Плазма – бульон из электронов и атомов с оторванными электронами, приготовленный в вакууме. Так что разложить на молекулы что бытовые отходы, что медицинские ему под силу.

«Шнековый конвейер перемалывает мусор в мелкую фракцию и выталкивает в реактор, – рассказывает об устройстве инвертора коммерческий директор «Губкин инновации» Денис Дегтярев. – Далее в реактор поступает вода и одновременно турбина создает искусственный смерч. В результате в вакууме поднимается мелкодисперсная пыль из оксидов металлов, на которой возникают высокотемпературные коронные разряды. В такой среде все разрушается до атомарного уровня».

Фото: Губкин Инновации

Такая технология – почти безотходная. На выходе – только парогазовая смесь с небольшим количеством примесей. Но и она способна не пропасть даром. Так, двухкубовая установка может выдавать до 500 киловатт тепловой энергии, а восьмикубовая – до двух мегаватт.

Три в одном

В первую очередь установки «Губкин Инновации» рассчитаны на переработку медицинских отходов. Частные клиники и государственные больницы тратят большие деньги на утилизацию таких отходов. Ведь они могут обладать высоким классом опасности, а поэтому требуют особого обращения. Плазменная утилизация – менее затратная альтернатива. Обеззараживание, обезвреживание и переработка здесь происходят одновременно. Поэтому неудивительно, что инверторы «Губкин Инновации» вызвали интерес у многих компаний за рубежом, среди которых Hyundai, Samsung Industries, ближневосточный офис Биах, финский «Портленд».

Компания «Губкин Инновации» уже завершила сертификацию в нашей стране. Все пути на российский рынок также теперь открыты.

Плазмохимическая технология уничтожения опасных отходов

При современном уровне развития промышленности проблема переработки отходов приобретает первостепенное значение. В большинстве стран с каждым годом вводятся новые законы, ужесточаются экологические нормы. Крупные промышленные компании и муниципальные структуры в этой ситуации вынуждены вкладывать значительные средства в уничтожение отходов. C каждым годом cоздание экологически безопасных технологий переработки отходов приобретает все большую инвестиционную привлекательность.

Далеко не все виды отходов могут быть утилизированы традиционным сжиганием в мусоросжигательных печах. Например, при обычном сжигании углеводородов, содержащих галогены, образуются высокотоксичные диоксины. Поэтому наиболее токсичные виды отходов помещаются в спецхранилища ввиду их крайней опасности и в связи с отсутствием технологий их утилизации. Наиболее перспективной технологией утилизации токсичных веществ является плазмохимическая технология, основанная на высокотемпературном плазмохимическом воздействии и полном разложении утилизируемых продуктов с помощью дуговой плазмы с получением полезного продукта, синтез-газа, который представляет собой смесь водорода и оксида углерода и является ценным энергетическим сырьем.

Основным преимуществом плазмохимической технологии является универсальность по отношению к типу вещества и малые габариты, позволяющие создать передвижные технологические модули. Однако, широкое практическое распространение плазменных технологий сдерживается отсутствием надежных дуговых плазмотронов с достаточным ресурсом непрерывной работы. Существующие плазмотроны, как правило, требуют для работы использования в качестве плазмообразующего дорогостоящего инертного газа, в то время как оптимальным, с точки зрения плазмохимических реакций, плазмообразующим газом является водяной пар. Электрическая дуга в мощных плазмотронах приводит к интенсивной эрозии электродов. Плазменные установки приходится часто останавливать для замены электродов. Нами разработан принципиально новый плазмотрон не имеющий каких-либо ограничений на ресурс электродов. На базе нового плазмотрона разработан плазмохимический реактор для утилизации самых опасных органических отходов.

Мобильная установка плазменной утилизации токсичных отходов

Утилизация супертоксикантов на местах хранения, ликвидация аварий, связанных с разливом токсичных веществ. Производительность: до 100 кг/час; потребляемая электрическая мощность: 250 кВт.

Скачать:

Компания: Международный Научный Центр по Теплофизике и Энергетике

Плазменная газификация превращает отходы в энергию

Прочтите эту статью в нашем интерактивном виртуальном ридере! Нажмите здесь

Преобразование отходов в энергию — это новый Святой Грааль для энергетической отрасли, но он основан на вековой концепции: сжигание мусора в качестве топлива. Точно так же, как древесина и уголь, мусор также может генерировать тепло, необходимое для работы турбин и выработки электроэнергии. Сжигание мусора — обычная практика в большинстве стран, и дополнительное преимущество производства энергии при этом имеет только смысл.Единственная проблема заключается в том, что при сжигании мусора выделяются различные токсичные химические вещества, которые могут загрязнять воздух и приводить к деградации озона при массовом применении. Однако все меняется с появлением новых технологий, обещающих более чистое производство энергии из отходов, и самой крутой из этих технологий должен быть процесс плазменной газификации (PGP).

PGP — это последнее повальное увлечение технологиями сжигания отходов, и для любителей физики перспектива использования плазмы — «четвертого состояния материи» — сама по себе интригующая перспектива.По сути, процесс плазменной газификации (также известный как плазменная газификация) работает путем создания электрической дуги между двумя электродами, расположенными на расстоянии друг от друга. Инертный газ под давлением проходит через дугу и отводится в герметичный контейнер для мусора. Температура внутри контейнера может достигать 25 000 ° F (13 900 ° C) в столбе дуги.

При таких высоких температурах вещество буквально распадается на основные элементарные формы в инертном газообразном состоянии, и этот синтетический газ, обычно называемый «синтез-газом», собирается для использования, аналогичного природному газу, например для работы турбин на электростанции. , или использование аналогично газообразному водороду, например, работающие топливные элементы.Синтез-газ можно даже дополнительно переработать в жидкое топливо, которое потенциально может использоваться в транспортных средствах. При использовании системы плазменной газификации происходит примерно 99% конверсии твердых отходов в синтез-газ. Оставшийся один процент твердых отходов, оставленных неорганическими материалами, называемыми «шлаками», можно подвергнуть дальнейшей очистке, но, конечно, за счет затрат. На каждые 1500 тонн отходов PGP может генерировать примерно 60 мегаватт в эквиваленте энергии.

Синтез-газ, создаваемый PGP, может быть повторно введен в общую систему в качестве источника энергии, который управляет установкой, питая все, от плазменных горелок до системы транспортировки, которая подает отходы.Таким образом, создается энергоэффективная мусоросжигательная печь с замкнутым контуром, которая эффективно сводит к минимуму захоронение отходов и не выделяет токсичные газы. Этот процесс даже приветствуется за его способность разрушать труднообрабатываемые и опасные материалы, такие как батареи и медицинские отходы.

По данным Технологического института Джорджии, «плазменная газификация может создать больше возобновляемой энергии, чем прогнозируемая энергия от солнца, ветра, свалочного газа и геотермальной энергии вместе взятых».

СМОТРЕТЬ ДРУГИЕ ГЛАВНЫЕ ИСТОРИИ В СЕТИ СОДЕРЖАНИЯ WDM

Самые экологичные компании мира: Joohnson & Johnson, HP и IBM

Торговля энергией: таблицы vs.Автоматизированное ПО

Будущее батарей: распределенный подход к хранению энергии

UFO Power Center контролирует потребление энергии с помощью iPhone и iPad

Теперь вот загвоздка. Хотя эта плазменная технология применялась с переменным успехом на небольших и испытательных объектах, компании по-прежнему стремятся усовершенствовать процесс, чтобы он работал в более крупном масштабе, который может быть полностью интегрирован с операциями по удалению городских отходов в крупных городах.

Hitachi Metals Ltd.и Westinghouse Plasma разработали одну из первых в мире успешных установок плазменной газификации в Йошии, Япония, в 2000 году. Завод перерабатывал 166 коротких тонн отходов в день, и успех привел к строительству двух других заводов. Завод в Утисинай в Японии успешно перерабатывает бытовые отходы в энергию с 2001 года и послужил образцом для начала эры плазменных отходов в энергию.

Компания по плазменной газификации Alter NRG с тех пор приобрела Westinghouse Plasma и в настоящее время планирует более 50 проектов PGP по всему миру.

Plasco Energy Group применяет другой подход к своему запатентованному процессу плазменной газификации, который, по ее утверждению, может снизить чистое потребление энергии в системе, что сделает ее еще более эффективной. Процесс Plasco начинается с удаления из городских отходов любых материалов, которые традиционно могут быть переработаны. Затем оставшиеся отходы подают в традиционный газификатор (не плазменный), который использует тепло, возвращаемое всей системой, для газификации отходов.При этом выделяются различные газы, включая высокотоксичные газы, которые затем проходят через плазменную дугу для дальнейшей очистки. Plasco утверждает, что использование плазменной дуги для очистки сырого газа, а не для сжигания твердых отходов, намного более энергоэффективно.

Любые оставшиеся твердые отходы процесса Plasco затем загружаются в плазменную камеру, которая плавит отходы в жидкость, которая при охлаждении похожа на стекло и может использоваться в различных строительных приложениях.В процессе очистки газа Plasco извлекаются различные полезные материалы, от воды до соли, от серы до тяжелых металлов, которые также могут быть проданы на рынок, чтобы еще больше сбалансировать общую стоимость системы.

Plasco Energy Group, Alter NRG и другие компании, занимающиеся плазменной газификацией, возглавят революцию в области преобразования отходов в энергию. Преобразование мусора в энергию может быть не самым привлекательным из вариантов возобновляемой энергии, но его практичность намного превосходит даже самые многообещающие на сегодняшний день разработки в области солнечной и ветровой энергии, особенно если учесть, что солнечные и ветряные фермы ничего не делают для уменьшения количества свалок.

Доказательство плазменной газификации | Biomassmagazine.com

Исследователи считают, что экономически выгодно использовать технологию плазменной газификации для преобразования твердых бытовых отходов в энергию. Это просто вопрос строительства того первого коммерческого завода в Соединенных Штатах, чтобы он прижился.

Хотя стратегии переработки и сбора были оптимизированы с течением времени, быстрое накопление твердых бытовых отходов (ТБО) создает нагрузку на свалки и побуждает многие окружные и городские власти искать новые способы рентабельной утилизации ТБО и компенсировать неустойчивые затраты на электроэнергию.

Одной из технологий, которая привлекла внимание как решение этой проблемы, является технология плазменной газификации.

Плазма, также известная как четвертое состояние вещества, — это газы, нагретые до точки ионизации и прошедшие между двумя электродами, которые создают электрическую дугу.

Эта дуга разрушает отходы в основном на элементарный газ и твердые отходы (или шлак) в устройстве, называемом плазменным преобразователем. Заряженные частицы, такие как электроны, проводят электричество и выделяют тепло, эквивалентное температуре поверхности Солнца.Тепло разрывает соединения и превращает неорганические твердые вещества (застеклованную золу) в стеклообразные вещества, которые могут быть проданы строительной отрасли в качестве заполнителя для использования в блоках, кирпиче, гравии и бумаге. Между тем, в процессе этого процесса органические материалы превращаются в синтез-газ, который можно преобразовать в электричество и жидкое топливо. Весь процесс преобразования происходит в герметичной оболочке, поэтому никаких выбросов не происходит.

«[Плазменная газификация], наконец, становится очень рентабельной, — говорит Лу Чирчео, директор по исследованиям плазменной газификации в Технологическом исследовательском институте Джорджии.Чирчео занимается технологией плазменной газификации более 30 лет и считается экспертом в этой области. Он говорит, что одним из ключевых преимуществ плазменной газификации является гибкость типов сырья, которое она может преобразовывать. «Фактически, сейчас это почти как идеальный шторм», — говорит он. «Мы, наконец, достигли точки, когда на самом деле будет дешевле доставить мусор на плазменную установку и производить энергию, чем вывозить мусор и просто сбрасывать его на свалку.»

Коммерческие установки плазменной газификации пока не получили большого распространения в Соединенных Штатах, но они завоевывают популярность в других странах. В Японии действуют три завода: пилотная установка мощностью 166 тонн в день в Йоши, разработанная совместно Hitachi Metals Ltd. и Westinghouse Plasma Corp. , которая была сертифицирована после демонстрационного периода с 1999 по 2000 год; завод мощностью 165 тонн в день в г. Уташинай, построенный в 2002 году; и завод мощностью 28 тонн в день, введенный в эксплуатацию городами-побратимами Михама и Миката в 2002 году.PlascoEnergy Group в настоящее время использует демонстрационную установку плазменно-дуговых отходов в Оттаве, Канада, на полигоне Trail Road Landfill, а Advanced Plasma Power построила модульную испытательную установку Gasplasma в Фарингдоне, Оксфордшир, Англия.

Вопрос в том, почему плазменная газификация рекламируется как имеющая неотъемлемые преимущества по сравнению с традиционными методами сжигания, захоронения и / или захоронения и используется во всем мире, почему в Соединенных Штатах не работает ни одна промышленная установка плазменной газификации?

«Основная причина заключается в том, что с любой новой технологией вы, как правило, не можете получить ее финансирование», — говорит Джефф Сурма, президент и главный исполнительный директор InEnTec Chemical LLC, добавляя, что ее внедрение обычно стоит от 1 до 300 миллионов долларов.

Созданная учеными Массачусетского технологического института, Battelle и General Electric, компания из Бенд, штат Орегон, разработала запатентованную систему газификации Plasma Enhanced Melter, которая используется на небольших предприятиях на Гавайях, в Японии и Малайзии для утилизации опасных трата. Внутри страны компания внедряет свою технологию PEM в коммерческих масштабах в Рино, штат Невада. Проект, названный Sierra BioFuels, будет принадлежать компании Fulcram BioEnergy Inc., которая также предоставляет услуги по проектированию, финансированию и строительству.Вновь созданная дочерняя компания InEnTec, InEnTec Energy Solutions LLC, будет иметь миноритарный пакет акций в проекте.

Ожидается, что завод Sierra BioFuels, когда он начнет работать в начале 2010 года, будет производить около 10,5 млн г этанола и перерабатывать около 90 000 тонн ТБО в год. Помимо проекта Reno, InEnTec заявляет, что у нее есть контракты с Dow Corning Corp. и Veolia Environmental Services на создание первого в стране процесса плазменной газификации для переработки опасных отходов с использованием технологии PEM компании на заводе Dow Corning в Мидленде, штат Мичиган. Завод PEM будет эксплуатироваться Veolia. «Единственный способ построить эти заводы — получить чистый капитал, а это немного отличается от долга», — говорит Сурма. «Вы много отдаете, когда привлекаете капитал. Это баланс попыток собрать достаточно капитала для строительства первых — два или три завода позволят вам получить более традиционное финансирование проекта».

Разработчики рассматривают технико-экономические обоснования как плацдарм для проверки технологии и строительства новых объектов в США.

Ориентация на осуществимость
Несомненно, разработчики будут следить за Интернэшнл-Фоллс, Миннесота. В конце июня было начато обширное технико-экономическое обоснование предлагаемого проекта плазменной газификации биомассы для получения энергии в маленьком городке в округе Кучичинг. Westinghouse Plasma возглавляет предварительные проектные работы по реактору газификации и конструкции горелки. Компания Coronol LLC, занимающаяся консалтингом и разработкой в области плазменной газификации, из Миннеаполиса выступает в качестве ведущего разработчика и руководителя проекта. Технико-экономическое обоснование находится на независимом рассмотрении консультационной фирмы R.W. Beck из Сиэтла. Агентство по контролю за загрязнением окружающей среды Миннесоты наблюдает за исследованием, которое финансировалось штатом Миннесота.

ИСТОЧНИК: ALTER NRG

«Мы не представляем нашу технологию как серебряную пулю», — говорит Марк Монтемурро, президент и главный исполнительный директор компании Alter NRG, расположенной в Калгари, Канада, которая является материнской компанией Westinghouse Plasma. Westinghouse Plasma считается ведущим поставщиком технологий плазменной газификации в мире.Компания также поставляет оборудование для плазменной газификации для завода Coskata по производству целлюлозного этанола в Мэдисоне, штат Пенсильвания. Alter NRG будет использовать массив сырья биомассы для создания синтез-газа, в котором Coskata будет использовать свой технологический процесс, который преобразует синтез-газ в этанол. Монтемурро говорит, что строительство ведется, и Alter NRG ожидает, что объект будет сдан в эксплуатацию к началу следующего года. «Мы думаем, что его следует разрабатывать вместе с другими программами рециркуляции, а также с потенциально другими технологиями, которые более пригодны с финансовой точки зрения для работы с определенными типами биомассы», — говорит Монтемурро.

Итак, какие факторы привели округ Кочичинг к решению внедрить технологию плазменной газификации? «Простой ответ — время, общественное признание, технологии и экономика», — говорит Пол Неванен, директор Управления экономического развития округа Кучичинг в Интернешнл-Фоллс, отмечая, что заключительные этапы исследования должны быть завершены в конце этого года. «Это решение имело для нас большой смысл. Оно привлекательно, потому что вы избавляетесь от выбросов, производите энергию и ничего не вкладываете в землю.»

После завершения технико-экономического обоснования и если округ решит продолжить, демонстрационный проект будет обрабатывать более 100 тонн ТБО в день, используя все отходы округа Кучичинг, а также аналогичные отходы, собранные в соседних округах.

По словам Джона Ховарда, главного технического директора Coronal, успешная коммерциализация технологии плазменной газификации в Соединенных Штатах зависит от того, насколько хорошо будет проведена комплексная проверка до того, как проект будет реализован.«Как можно более осмотрительное проведение комплексной проверки имеет решающее значение для развития этих проектов», — говорит он. «Мы стараемся применять этот подход для каждого из наших проектов. Мы должны доказать, что это решение работает и что, по большей части, именно этому и посвящен проект International Falls».

Как и в случае с любой новой технологией, преодоление сложных препятствий при выдаче разрешений является частью процесса при разработке нового проекта подобного рода. По словам Сурмы, не менее важны и другие факторы, такие как оценка типа ТБО, производимого в конкретном месте.

«Одна из вещей, которые мы решили сделать, — это сохранить наши технологии в масштабе, отвечающем потребностям местных сообществ», — говорит он. «Хорошая вещь в том, чтобы держать его в меньшем масштабе, скажем, от 250 до 500 тонн в день, заключается в том, что вы имеете дело только с материалом местного производства. Что исторически было реальной проблемой при разрешении любого из этих крупных предприятий по переработке отходов, где бы он ни был вы решаете построить его, потому что вы привозите отходы с расстояния 20 миль, чтобы заполнить этот завод, и принимающее сообщество не особенно любит, когда на них сбрасывают отходы всех остальных.»

Помимо InEnTec, в США разрабатываются еще два проекта. Планируется, что первая в стране система утилизации отходов на основе плазмы будет запущена в округе Сент-Люси, штат Флорида. Разработанная Geoplasma Inc. установка, как ожидается, будет испарять от 200 до 400 тонн отходов в день и должна быть введена в эксплуатацию. в 2009.
Город Таллахасси, штат Флорида, подписал крупнейший на сегодняшний день контракт на переработку отходов плазменной дуги с Джексонвиллем, штат Флорида. на базе Green Power Systems LLC для переработки 1000 тонн ТБО в день с использованием плазменных резаков, разработанных Westinghouse Plasma. Harris Group Inc. выступает в качестве архитектора и инженера проекта.

По словам Ричарда Басфорда, вице-президента по развитию проекта GPS, завершение проекта намечено на октябрь 2010 года. GPS также доставит 35 мегаватт электроэнергии в город Таллахасси поставщику электроэнергии в рамках 30-летней закупки электроэнергии. соглашение.

«Мы очень положительно относимся к процессу плазменной резки», — говорит Басфорд. «Я думаю, как только некоторые из них войдут в сеть и начнут работать, и люди обретут некоторую уверенность, вы увидите, что они широко распространены. Однако кто-то должен быть первым, чтобы другие могли использовать это как план для достижения успеха в будущем. »

Брайан Симс — штатный автор журнала Biomass Magazine. Свяжитесь с ним по адресу [email protected] или (701) 738-4950.

(PDF) Обзор плазменно-дуговой технологии в управлении отходами

во время грозы. Большая часть Вселенной находится в состоянии плазмы

. Солнце, звезды и межзвездная материя являются плазменными проявлениями. Газ в верхних частях ионосферы

(скажем, на высоте более 400 км

) полностью ионизирован. В космологическом масштабе

плазма полностью доминирует во Вселенной

, по надежным оценкам, по крайней мере,

99% всего вещества находится в плазменном состоянии. Плазма

электропроводна.Они состоят из

свободно движущихся заряженных частиц, т. Е.

электронов и ионов вместе с нейтралами — все при различных температурах

. Плотность плазмы широко варьируется от

103 до 1033 заряженных частиц / м3, а соответствующие температуры

варьируются от 102

Кельвина до 108 Кельвина.

Плазма (обычно комбинация кислорода

и азота) образуется, когда постоянный ток высокого напряжения

подается на отдельные электроды

и напряжение повышается до тех пор, пока газ

не станет проводящим (« ионизируется ») и дуги между

электродов. В случае молнии этот

преобразует приложенную электрическую энергию в высокую температуру

тепла (> 10 000 oC), локальную для электродов

и пути между ними.

ПРИНЦИП

Относительно высокое напряжение, большой ток

Электричество проходит между двумя электродами, расположенными на расстоянии

друг от друга, образуя электрическую дугу. Инертный газ

под давлением проходит через дугу в герметичный контейнер с отходами

, достигая

температур до 13 900 ° C в колонне arc

.Температура в нескольких футах от горелки

может достигать 2760–4 427 ° C. При этих температурах

большинство видов отходов

разбиваются на основные элементарные компоненты в газообразной форме

, а сложные молекулы разделяются на

отдельных атомов.

Использование плазменной дуги (от электрического входа) в качестве

Часть утилизации / уничтожения отходов использовалась

в течение многих лет. При повышении температуры отходов до очень высоких

температур, таких как, например, 3000-4000 oC,

органических компонентов распадаются на

более простых атомов / молекул, а неорганические вещества

расплавляются в стеклообразный шлак.При проведении в атмосфере

, содержащей кислород (или воздух), органические компоненты

будут гореть с образованием CO2

и воды. Если процесс осуществляется в отсутствие кислорода

, процесс называется «плазменной газификацией

» и будет производить горючий газ,

, состоящий в основном из окиси углерода (CO) и водорода

, который может быть охлажден и обработано для использования

в другом оборудовании.Некоторые металлы, всегда

, включая ртуть, но также и другие (кадмий,

свинец, например), будут испаряться при высоких температурах

и будут уходить с потоком отходящего газа

, из которого они должны быть

сгущено / удалено. Прекурсоры

диоксинов / фуранов будут разрушаться при высоких рабочих температурах

, хотя необходимо соблюдать осторожность

, чтобы избежать их реформинга, поскольку поток газа

охлаждается. В последних системах уровень температуры

был снижен для оптимизации использования энергии,

, что дает благоприятные условия для уменьшения объема

золы (как инертный стекловидный шлак для полезного использования

) и разрушения токсичных компонентов

в дымовые газы (Mott MacDonald,

2008).

КОМПОНЕНТЫ ПЛАЗМЫ

СИСТЕМА ГАЗИФИКАЦИИ

Конструкция установки плазменной газификации не стандартизована

и варьируется от компаний, занимающихся производством

, которые производят оборудование на заказ в соответствии со спецификациями клиентов

.Однако после

— это некоторые из основных частей любого такого объекта

ТРИТУРАЦИЯ И КОНВЕЙЕР

СЕКЦИЯ

Эта секция включает дробилку или дробилку

для разбивания мусора до приемлемого размера для

транспортировки с помощью конвейера, который толкает его в плазменную печь

ПЛАЗМЕННЫЙ ФАКЕЛ

Плазма для системы производится с помощью устройства

, называемого плазменным резаком или плазмотронами.Плазменный резак

может производить чрезвычайно высокие температуры

, которые не могут быть созданы другим способом

, кроме как посредством ядерного синтеза / деления. При пропускании постоянного тока между катодом

и анодом плазменной дуги

и одновременном прохождении воздуха

в кольцевом пространстве горелки

создается среда с чрезвычайно высокой температурой

в диапазоне

температура от 5000 до 10000 ° C.

В зависимости от первичного источника, который может быть

постоянного тока, переменного тока на частоте сети

или на радиочастоте, они известны как

как горелки постоянного, переменного или высокочастотного тока. Обычная плазменная горелка постоянного тока

состоит из катода из вольфрамового стержня и медного анода

с водяным охлаждением, имеющего форму сопла

. Два электрода разделены изолятором

, который также имеет вход для плазмы.

Применение термоплазменной технологии для обработки твердых отходов в Китае: обзор

https: // doi.org / 10.1016 / j.wasman.2016.06.011Получить права и контент

Основные моменты

•: Плазменная технология имеет большой потенциал, чтобы служить жизнеспособной альтернативой в управлении твердыми отходами.
•: Рассмотрены технологии плазменной обработки твердых отходов в лабораторных и промышленных масштабах в Китае.
•: Анализируются существующие проблемы плазменных технологий и рекомендации для будущих работ.
•: Плазма в обращении с твердыми отходами все еще находится на начальной стадии, но занимает огромное место на рынке Китая.

Реферат

Благодаря огромному социальному и экономическому развитию Китай в настоящее время переживает стремительный рост образования твердых отходов и растущее давление в отношении обращения с твердыми отходами. Сегодня твердые отходы в Китае в основном обрабатываются путем захоронения, сжигания и компостирования. В рамках различных возможных способов обработки термическая плазменная технология (ТПТ) предлагает преимущества эффективной газификации органических веществ, содержащихся в твердых отходах, в синтез-газ, который может использоваться для производства тепла и электроэнергии, и одновременного стеклования неорганических веществ в стеклообразный шлак с очень низкой выщелачиваемостью.Этот процесс делает возможным практически нулевой выброс в окружающую среду при использовании всех полезных компонентов. Воодушевленные промышленными операциями установок по переработке твердых отходов с использованием TPT в некоторых странах, в Китае уже было реализовано несколько демонстрационных проектов по плазме. В данной статье представлен предварительный обзор текущих лабораторных исследований и состояния промышленных разработок TPT для обработки твердых отходов в Китае и дан анализ существующих проблем.Кроме того, также обсуждаются будущие перспективы TPT в Китае.

Ключевые слова

Термоплазменная технология

Твердые отходы

Газификация / остекловывание

Исследование плазменной промышленности

Китай

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

Цитирующие статьи

Термоплазменная обработка медицинских отходов

Типичные процессы термической плазменной обработки медицинских отходов

В таблице показаны сравнения некоторых установок термической плазменной обработки и лабораторных процессов для медицинских отходов по всему миру.Вообще говоря, большинство существующих установок термической плазменной обработки обрабатывают твердые бытовые отходы, золу от сжигания и другие опасные отходы. Высокая адаптивность технологии термической плазмы к сырью подразумевает, что эти установки также могут иметь возможность обрабатывать медицинские отходы (эти установки не перечислены в таблице). Это может быть продемонстрировано множеством потоков отходов, включая медицинские отходы на некоторых заводах. Между тем исследований по термической плазменной обработке медицинских отходов меньше, чем по другим видам отходов (например,грамм. ТБО и летучая зола). В существующих исследованиях процесс можно разделить на плазменное горение, плазменный пиролиз, плазменную газификацию и остекловывание плазмы. Большинство процессов ориентировано не только на медицинские отходы, но и на другие виды опасных отходов. В настоящее время плазменная газификация с источником питания постоянного тока имеет самый высокий уровень коммерциализации. Несмотря на то, что различные исследования были сосредоточены на применении плазменных резаков переменного тока, большинство из них не используются в коммерческих целях.

Таблица 2

Некоторые установки термической плазменной обработки и лабораторные процессы для медицинских отходов

Камера дожига, сухой скруббер, закалочная установка, теплообменник, мокрый скруббер и т. Д.

Год ^a	Местоположение	Масштаб	Сырье	Производительность	Плазменная установка		Мощность	Каталожные номера
2002	Россия	—	Опасные медицинские отходы	150-200 кг / ч	Горение во вращающейся печи, воздух как плазменный газ, две плазменные горелки AC		Отходящий газ, содержащий CO ₂, H ₂ O, HCl, HF и SO ₂; шлак; рекуперация тепла	[57]
2004	—	Демонстрация	Медицинские отходы	40 кг / ч	Горение в реакторе с наклонной трубкой, O ₂ в качестве плазменного газа, плазменная горелка постоянного тока	Циклон, скруббер и т. Д.	Отходящий газ, содержащий CO ₂, H ₂ O и т.д .; шлак	[5]
2005	—	Полит	Искусственные медицинские отходы	50 — 100 кг / ч	Горение в интегрированной печи, N ₂ в качестве плазменного газа и воздуха в качестве окислителя , Плазмотрон постоянного тока	Канал вторичного горения, канал для отвода газа, сопловой блок, система очистки и т. Д.	Отходящий газ, содержащий CO ₂, N ₂, O ₂ и CO и т.д .; шлак	[58]
2000	—	Демонстрация	Регулируемые медицинские отходы, осадок сточных вод и т. д.	64 кг / ч	Пиролиз и остекловывание, N ₂ или воздух в качестве плазменного газа, Плазменная горелка постоянного тока без переноса	Газоочиститель, очистка сточных вод, термический окислитель и т. Д.	Выбросы в атмосферу с существенным снижением уровня загрязняющих веществ; Сточные Воды; шлак	[59]
2002	Индия	Лаборатория	Искусственные медицинские отходы	25 кг / ч	Пиролиз в наклонной камере, N ₂ в качестве плазменного газа, пар или воздуха в качестве окислителя , Плазменная горелка постоянного тока	Вторичная камера, система закалки-промывки	Отходящий газ, содержащий CO ₂, H ₂ O, CO, углеводороды, NO _x, SO ₂ и т. Д.	[2]
2008	Китай	Pilot	Медицинские отходы, СОЗ и опасные отходы	5 т / д	Пиролиз, H ₂ в качестве плазменного газа, плазменная горелка переменного тока	Нагрев теплообменник, адсорбер, скруббер, вторичная камера сгорания и т. д.	Отходящие газы; шлак; рекуперация тепла	[60]
2009	Zi gong, Sichuan, China	Pilot	Химические отходы	—	Пиролиз, Ar в качестве плазменного газа, плазменная горелка переменного тока	Установка для сжигания отходящих газов, распылитель башня, моечная башня, газоочиститель и т. д.	Отходящий газ и шлак	[61]
2019	Ахмедабад, Индия	Коммерческие	Биомедицинские отходы	15–20 кг / ч	Пиролиз	Вторичная камера скруббера	, скруббер	Отходящий газ, содержащий небольшое количество частиц, CO, SO ₂, H ₂ S, NO ₂, Cl ₂ и общее количество ЛОС	[62]
2008	Ликван, Шэньси, Китай		Медицинские отходы, стойкие органические отходы	5 т / день				[63]
	Куань Инь, Тайвань, Китай	Коммерческие медицинские отходы 9040 батареи, отработанные растворители, лабораторные комплекты и лампы на парах ртути	4 т / сутки	Газификация		Синтез-газ для производства электроэнергии	[64, 65]
2001	Каполей, Гонолулу, Гавайи, США	Коммерческие	Медицинские отходы	1 т / сут	Газификация		Синтез-газ для подачи энергии в печь	[63, 64]
2013	Pilot	Древесина, медицинские и твердые бытовые отходы, отходы птицеводства и животноводства, отходы кукурузы и т. Д.	50 кг / ч	Газификация, пар в качестве плазменного газа и газифицирующего агента, плазменная горелка постоянного тока	Градирня, скруббер Вентури, система газового охлаждения, фильтр, теплообменник и т. Д.	Синтез-газ	[66]
2013	Шанхай, Китай	Коммерческие	Медицинские отходы	60 кг / ч	Газификация		Синтез-газ, шлак	[67]
2014		Шанхай, Китай	Медицинские отходы, летучая зола	30 т / сут	Газификация	Вторая камера сгорания, котел-утилизатор, электрофильтр, сухая реакционная башня, рукавный фильтр и мокрый скруббер	Синтез-газ или пар, шлак	[63, 65 ]
2018	Россия	Лаборатория	Биомедицинские отходы	0.4 кг на партию	Газификация, пар или воздух в качестве плазменного газа	Блок охлаждения, рукавный фильтр и т. Д.	Синтез-газ	[68]

Процесс плазменного сжигания

Сжигание является обычным безопасным способом утилизации медицинских отходы в развитых странах, преимущество которых заключается в уменьшении объема и веса отходов и обеспечении стерилизации при высоких температурах [11]. Плазменное сжигание (плазменное окисление) — это развитый процесс сжигания, в котором плазменная горелка используется в качестве источника тепла с избытком кислорода.Этот процесс широко исследуется в двигателях внутреннего сгорания и системах искрового зажигания [69–72]. Было заявлено, что плазма обеспечивает различные активные частицы для улучшения сгорания и активации путей окисления топлива, особенно при низких и промежуточных температурах. Этот эффект плазменного катализа не только усиливает горение при более низкой температуре, но и снижает потребность в воздухе. Как правило, коэффициент избытка воздуха в плазменной печи составляет примерно 1,0–1,2 при плазменной обработке отходов [57], что ниже, чем в типовой установке для сжигания отходов (1.6–2.0) [73]. Об аналогичном низком коэффициенте также сообщалось в процессе плазменного окисления ила (значение 1,2–1,25) [74, 75]. Это означает, что выбросы газов и пыли, а также тепловыделение могут быть уменьшены. На практике существует несколько типичных исследований плазменного горения, описанных ниже. В отличие от плазменного пиролиза и газификации, горючие компоненты не являются основным компонентом отходящего газа после плазменной печи сжигания. Следовательно, добавление дожигателя зависит от качества отходящего газа и требований к входу последующих установок.В случае, проведенном Fiedler et al. [5], дожигатель не предусматривался, вероятно, из-за использования O ₂ и повторной обработки технологических газов. Рутберг и др. [57] сообщили о процессе, используемом для плазмохимической дезинфекции опасных медицинских отходов с производительностью 150–200 кг / ч, как показано на рис. На первой стадии сжигания используется вращающаяся печь с подачей в печь трех типов воздуха, поддержание температуры в пределах 1000–1200 ° C с помощью двух плазменных горелок переменного тока. Горячий воздух от плазменных генераторов, дополнительный воздух и вода служат для контроля температуры и качества сжигания отработанной плазмы.В воздушной плазме при высоких температурах образуется значительное количество оксида азота. В надслойной части печи компоненты дымохода выгорают до того, как начнется горение кокса с образованием CO и CO ₂. При недостатке кислорода и наличии паров воды происходит процесс горения с образованием значительных количеств CO и H ₂, которые являются хорошими восстановителями оксидов азота. Между тем, в зависимости от состава медицинских отходов может образовываться небольшое количество сажи, хлорида, фтора и сульфида.После вращающейся печи дымовые газы поступают в камеру дожигания (установлен один плазменный генератор), где они преобразуются в CO ₂, H ₂ O, HCl, HF и SO ₂ с дополнительным воздухом и водой при диапазон температур 1200–1400 ° C и время пребывания ~ 2 с. После этой обработки дымовые газы попадают в сухой скруббер, резко охлаждаясь до температур 900–950 ° C, что предотвращает образование свободного Cl и снижает оксид азота за счет впрыска водного раствора мочевины.После этого температура дымовых газов снижается до 300–320 ° C, проходя через тушитель и теплообменник. Для удаления летучей золы, остаточной сажи, тяжелых металлов и кислых газов выбирается мокрый метод очистки дымовых газов, туманоуловители и арозольный фильтр. Наконец, дымовые газы разбавляются нагретым воздухом до 120–150 ° C и выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу.

Принципиальная схема обработки медицинских отходов плазмохимическим методом [57]

Разработана демонстрационная установка термического уничтожения медицинских отходов с использованием плазмотронов постоянного тока мощностью 50 кВт [5].Как показано на рис., Основным компонентом системы является реактор с наклонной трубой, со скруббером, системой повторного охлаждения и компрессором. Шнековый конвейер используется для транспортировки медицинских отходов из резервуара с максимальной массой потока 40 кг / ч. Достигнув смесительной камеры, плазменная струя, создаваемая плазменным резаком, передает тепло отходам, превращая их в CO ₂ и H ₂ O и плавя в присутствии кислорода. Это происходит при температуре от 2000 до 2500 ° C.Технологические газы циркулируют в обратном цикле восстановления. Это означает, что после стадий кондиционирования (скруббер, система повторного охлаждения воды, компрессор) газ снова проходит через плазмотрон.

Демонстрационная установка по утилизации медицинских отходов с использованием процесса термической плазмы постоянного тока [5]

Другой опытно-промышленный эксперимент по утилизации медицинских отходов с использованием плазменной печи показан на рис. [58]. Весь процесс представляет собой почти интегрированную печь, которая состоит из камеры сгорания, второго канала сгорания, канала для выпуска газа, узла сопел для впрыска воды в отходящие газы и системы очистки.Медицинские отходы упаковываются и падают из загрузочного отверстия в центре вертикальной шахты, попадая в ванну, где происходит термическое разрушение. В камере установлены два основных плазмотрона: один мощностью 40–45 кВт, расходом воздуха 4–6 г / с и температурой плазменной струи 3000–4000 К; другой — мощностью 65–85 кВт, расходом воздуха 7–9 г / с и температурой струи 2500–4000 К. Струя основного плазмотрона атакует дно ванны под углом 45 °. °.При высоких температурах органические компоненты отходов разлагаются на летучие вещества, а затем сжигаются. При этом неорганические компоненты расплавляются через щель в кирпичной кладке внизу и попадают в приемник шлака. Поток газа от вала сгорания попадает во второй канал сгорания, где по горизонтали размещается плазменная горелка мощностью 15 кВт. Воздух используется для охлаждения рубашки печи. После второго канала сгорания газ выходит под прямым углом вниз и проходит через газоразрядный канал для охлаждения газа примерно до 150–200 ° C.Далее парогазовый поток выводится через вентилятор сразу в атмосферу или проходит через систему влажной газоочистки, а затем в атмосферу.

Пилотный плазменный процесс обработки медицинских отходов [58]

Процесс плазменного пиролиза

Пиролиз — это процесс, в котором органическое вещество термически разлагается в отсутствие кислорода с образованием более мелких молекул. В частности, для плазменного пиролиза продукты состоят только из CO, H ₂ и небольшого количества высших углеводородов [76].Что касается медицинских отходов, то эти органические фракции представляют собой, в основном, изделия из пластмассы, бумаги и ткани. После пиролиза обнаруживаются три основных продукта, включая топливный газ, уголь и нефть. Как правило, не только тип отходов, но и тип процесса пиролиза играют важную роль в изменении этих продуктов пиролиза. По скорости нагрева типы процессов пиролиза можно разделить на медленный пиролиз, быстрый пиролиз и мгновенный пиролиз [77]. Эти процессы разработаны с различными желательными целями, в основном для корректировки конечных продуктов.Обычно медленный пиролиз используется для достижения максимального выхода твердого продукта, тогда как быстрый и мгновенный пиролиз стремятся к выходу жидкого бионефтяного продукта [78]. Однако эти продукты могут быть нечистыми, и их трудно отделить. Поэтому каталитический пиролиз и плазменный пиролиз вызывают в последние годы более значительный интерес. Каталитический пиролиз пластиковых отходов используется для решения проблем низкого качества жидкого масла, загрязненного топливного газа и высокого потребления энергии [79].Было заявлено, что введение катализаторов (в основном FCC, цеолитов и оксид кремния-оксид алюминия) увеличивает время пребывания и температуру, усиливает разложение углеводородов, улучшает выход газа и улучшает качество жидкой нефти [79, 80]. Согласно обзору Хуанга и др. [81], при плазменном пиролизе жидкие продукты не образуются, что является преимуществом по сравнению с обычным пиролизом. Это может быть вызвано относительно высокой температурой и частицами плазмы в процессе пиролиза. По сравнению с каталитическим пиролизом, плазменный пиролиз лучше адаптируется к типу сырья и более высокой температуре реакции, что приводит к очень детальному разложению органических веществ [82].Таким образом, различные процессы пиролиза обладают исключительной гибкостью для оптимизации параметров процесса для достижения желаемого выхода продукта. Краткое сравнение нескольких типов процесса пиролиза представлено в таблице. При плазменном пиролизе медицинских отходов пиролизный газ обычно сжигается во вторичной камере с некоторым избыточным количеством воздуха для контроля выбросов в атмосферу. По мере расширения проекта до более крупных масштабов необходимо учитывать экономическую эффективность и изменение / добавление требований. Например, горючий газ можно использовать для рекуперации тепла или электричества; необходимо учитывать очистку сточных вод от подсистемы газоочистки; доставка отходов должна соответствовать характеристикам сырья.

Таблица 3

Сравнение нескольких типов процесса пиролиза [77, 82, 83]

Газ, уголь и жидкое масло

Тип пиролиза	Скорость нагрева (° C / с)	Время пребывания (с)	Метод обновления	Типичная температура (° C)	Применимость сырья	Продукты
Медленный пиролиз	0,1–2	Может достигать нескольких дней	—	<500	Низкий	Газ и жидкое топливо
Быстрый пиролиз	> 10–200	0.5–10	Увеличьте скорость нагрева	400-600	Низкая	Газ, уголь и жидкое масло
Быстрый пиролиз	2500	0,1–0,5	Увеличьте скорость нагрева, уменьшите время реакции и т. Д.	400-600	Низкий	Газ, уголь и жидкое масло
Каталитический пиролиз	—	—	Добавить катализатор	450-550	Низкий
Плазменный пиролиз	—	—	Использование плазменной горелки в качестве источника тепла	1800 — 10000	Высокая	Пиролизный газ, уголь, шлак

Таким образом, плазменный пиролиз можно определить как процесс с использованием термической плазмы в качестве источника тепла, в котором твердое углеродистое вещество разлагается с ограниченным количеством кислорода при очень высоких температурах.Для генерации плазмы в этом процессе обычно используется инертный газ, такой как аргон и азот или H ₂. Типичные медицинские отходы включают бумажные и тканевые предметы, пластик, стеклянную посуду и жидкости. Экспериментальное испытание смоделированных медицинских отходов было проведено Nema et al. [2]. Как показано на рис. 2, система состоит в основном из плазменной горелки, источника питания, системы впрыска газа, первичной реакционной камеры, вторичной реакционной камеры, системы закалки-скруббера, вытяжного вентилятора и дымовой трубы.Отличительной особенностью процесса является установка двух камер. Плазменный резак, состоящий из вольфрамового наконечника с водяным охлаждением и окружающего его вспомогательного медного анода, работает от источника постоянного тока мощностью 50 кВт. N ₂ Газ вводится через горелку для создания плазменной струи. В первичной камере поступающие медицинские отходы разлагаются при высоких температурах (примерно 900 ° C), образуя газы с низким молекулярным весом. После этой подсистемы произведенные пиролитические газы, N ₂, H ₂, CO, CH ₄, CO ₂, C ₂ -C ₅, вводятся во вторую камеру.Эти газы сжигаются при температуре 1050 ± 50 ° C с некоторым избыточным количеством воздуха, и они превращаются в CO ₂ и H ₂ O. После сгорания горячие газы проходят через тушитель-скруббер, где газы гасятся щелочной водой (12 pH), что снижает их температуру до 80 ° C или ниже. Гашение ограничивает реакции рекомбинации, которые в противном случае производят токсичные соединения. Остаточные газы выпускаются с помощью вытяжного вентилятора и дымохода.

Принципиальная схема системы плазменного пиролиза для обработки искусственных медицинских отходов [2]

Плазменная горелка постоянного тока широко используется при термической плазменной обработке твердых отходов, но в некоторых исследованиях плазменная горелка переменного тока также применялась для обработки медицинских отходов. Sheng et al. описал пилотный процесс обработки медицинских отходов с использованием трехфазной системы плазменного пиролиза переменного тока мощностью 250 кВт, которая расположена в Сянъян, Шэньси, Китай [60]. Плазменная печь представлена на рис. Перед топкой предусмотрена подсистема подачи, предотвращающая попадание воздуха.То есть дверца загрузки печи не открывается, пока бункер не будет опломбирован. H ₂ вводится в печь, в которой отрицательная атмосфера предотвращает утечку плазменного газа. Внутри пиролитической печи генерируется плазма H ₂ для расщепления материала на H ₂, CH ₄, CO и другой горючий газ с небольшой молекулярной массой. Добавки, такие как CaO и SiO ₂, смешиваются с расплавленными отходами для улучшения процесса стеклования. Последующая обработка аналогична другим процессам пиролиза, в основном включая сжигание и очистку отходящих газов.Преимущества этого процесса включают предотвращение потерь энергии из переменного тока в постоянный, минимизацию образования загрязнителей воздуха в восстановительной среде, усиление затвердевания металлов и использование мобильной системы. Медицинские отходы также относятся к давно просроченным химическим отходам, смешанным с другими типами отходов или без них. Процесс плазменного пиролиза переменного тока был разработан для обработки химических отходов, как показано на рис. [61]. Система состоит из подсистем измельчения, смешивания и подачи, системы плазменного реактора, подсистемы сжигания отходящего газа, подсистемы регенерации кислого газа и подсистемы очистки.Перед поступлением в плазменный реактор химические отходы смешиваются с некоторыми добавками, такими как CaO, SiO ₂, Fe, для лучшего образования застеклованного шлака. В плазменном реакторе смесь отходов нагревается до состояния расплава за достаточное время пребывания при температуре выше 1800 К. Расплавленный шлак быстро охлаждается, образуя аморфную стекловидную структуру, в то время как опасные органические отходы быстро пиролизуются с образованием посторонних веществ. газ. Как только отходящий газ проходит через подсистему сжигания газа и сгорает, горючие компоненты удаляются.После этой обработки отходящий газ проходит через серию газоочистных установок для извлечения кислого газа и удаления других газовых загрязнителей. Затем очищенные отходящие газы сбрасываются в дымовую трубу.

Схема пилотной плазменной печи переменного тока для обработки медицинских отходов, СОЗ и т. Д. [60]

Схематическое описание пилотной системы плазменного пиролиза переменного тока для обработки химических отходов [61]

Система плазменного пиролиза энергии (PEPS) нацелена при преобразовании множества потоков отходов в топливный газ и инертный шлак представлен на рис.[59]. Основные подсистемы включают подачу отходов, плазменный нагрев, емкость для обработки, контроль выбросов газа, очистку сточных вод и другие вспомогательные системы. На нем установлен плазмотрон мощностью 500 кВт, обеспечивающий разложение отходов в диапазоне температур 1643–1923 К. Между тем, добавление пара дополнительно увеличивает энергосодержание производимого синтез-газа. Затем пиролизный газ очищается от примесей в газоочистителе, и эти сточные воды необходимо очищать. Твердые частицы, образующиеся в подсистеме очистки сточных вод, перерабатываются в процессе.Предлагается, чтобы очищенный высокоэнергетический синтез-газ приводил в действие устройство для рекуперации энергии или был преобразован для производства безвредных веществ. Металлы в шлаке были расплавлены в структуру на основе диоксида кремния, и извлечение металлов может быть достигнуто в сильно восстановительных условиях.

Принципиальная схема процесса плазменного пиролиза для обработки медицинских отходов [59]

Сампатраджу и Мансури [62] провели оценку загрязнителя воздуха при плазменном пиролизе биомедицинских отходов, который расположен в городе Ахмедабад в Индии.Система плазменного пиролиза состоит из трансформатора, панели электропитания, питателя, плазменной горелки с левым катодом, правым катодом и анодом, первичной камеры, искрового генератора, вторичной камеры, Вентури, скруббера с их насосом, ID вентилятора и резервуара для воды. Объект может утилизировать 15–20 кг биомедицинских отходов. Их оценки показали, что концентрация твердых частиц (SPM и RPM или PM10), CO, SO ₂, H ₂ S, NO, Cl ₂ и общее количество ЛОС находятся в пределах национальных стандартов качества окружающего воздуха (CPCB, 009) и в пределах допустимого предела воздействия (PEL) Закона о фабриках Индии 1948 года.

Процесс плазменной газификации

Плазменная газификация — это неполное окисление органических веществ с преобразованием их в горючий или синтетический газ (смесь H ₂, CO, CO ₂, CH ₄ и других углеводородов) [22, 45, 54]. Для отходов, содержащих неорганические вещества, неорганическая фракция остекловывается до невыщелачиваемого шлака [84]. По сравнению с традиционной газификацией, он имеет меньшую установку и более чистый воздух, но потребляет больше энергии.Janajreh et al. [84] оценили эффективность газификации этих двух методов на основе различного сырья и обнаружили, что эффективность плазменной газификации ниже, чем у традиционной воздушной газификации (значение составляет около 42% для плазмы и 72% для более поздней). По сравнению со сжиганием, плазменная газификация вводит только ограниченное количество O ₂, при этом образование NO _x и SO _x запрещено в такой среде, обедненной O ₂ [85].Типичное оборудование для последующей обработки отходящих газов состоит из мокрого скруббера, фильтров твердых частиц или других устройств очистки газа. Подобно плазменному пиролизу, газообразный продукт из печи плазменной газификации можно использовать для производства энергии и топлива. Энергия, получаемая из синтез-газа, а также тепло выхлопных газов предлагается для дальнейшего производства электроэнергии или горячей воды. Для максимального увеличения объема синтез-газа в некоторых коммерческих процессах добавляется предварительный газогенератор для предварительной обработки большинства органических веществ (например,g., процесс PEM от InEnTec) [86].

Медицинские отходы с высоким содержанием органических веществ подходят для плазменной газификации, которая представляет собой эффективную технологию получения энергии из отходов. Как показано на рис., Система плазменной паровой газификации производительностью 50 кг / ч была построена Институтом газа Национальной академии наук Украины (НАН Украины) и Институтом электросварки им. Э. О. Патона НАН Украины [66]. Основной элемент — плазмотрон имеет электрическую мощность до 160 кВт, напряжение питания 500 В, ток дуги до 350 А.Парогенератор вырабатывает пар, который действует как газифицирующий агент с дополнительно введенным кислородом, и высокотемпературная плотная плазма истекает во внутреннее пространство реактора. Медицинские отходы быстро газифицируются при температуре выше 1100 ° C и выделяют такие газы, как H ₂, CO, CO ₂, CH ₄. После этого отходящий газ охлаждается в системе газового охлаждения. Дымосос обеспечивает отвод продуктов газификации и создает разрежение в реакторе по направлению к атмосфере, чтобы предотвратить проникновение этих продуктов в окружающую среду.Блок очистки продуктов газификации удаляет загрязняющие вещества в газовой фазе. Между тем установлен теплообменник для рекуперации тепла отходящего газа.

Принципиальная схема процесса плазменной паровой газификации [66]. 1: плазмотрон, 2: плазменный паровой реактор, 3: парогенератор, 4: последовательно подключенные источники питания плазма-2, 5: компрессор, 6: градирня, 7: скруббер Вентури, 8: система газовой закалки, 9: емкость под скруббера, 10: фильтр поддона, 11: вентилятор (дымосос), 12: теплообменник, 13: резервуар для раствора соды, 14: резервуар для шлама, I: подача воды, II: сода, III: синтез-газ, IV : для использования

Messerle et al.[68] описали процесс плазменной газификации биомедицинских отходов (BMW), как показано на рис. Экспериментальная установка включает в себя систему электропитания, систему управления плазмотроном, плазменный реактор, системы газо- и водоснабжения реактора с плазмотроном, систему очистки отходящих газов. Основные компоненты — плазмотрон постоянного тока номинальной мощностью 70 кВт и плазменный реактор. Брикетированный БМВ (по 0,4 кг каждого брикета) загружается в зону газификации реактора через загрузочное отверстие.При газификации воздушный плазмотрон обеспечивает среднюю массовую температуру до 1700 К, разлагая органические вещества на синтез-газ и другие газы. После этого образовавшиеся газообразные продукты выводятся из реактора в систему охлаждения. А конденсированные продукты накапливаются в зоне шлакообразования на дне реактора. После охлаждающей обработки газы поступают в газоочистную установку, после чего газ направляется в газоанализатор через выхлопную трубу с системой отбора проб газа и измерения температуры.Полный цикл обработки составляет около 30 минут, что обеспечивает высокую температуру и достаточно времени, чтобы предотвратить образование диоксинов и топку.

Схема экспериментальной установки для плазменной газификации биомедицинских отходов [68]

Процесс плазменной газификации имеет то преимущество, что позволяет производить синтез-газ и другие ценные продукты [45]. Совместная обработка медицинских отходов и летучей золы с использованием плазменной газификации была проведена Zeng et al. [87] для получения эффективного катализатора.Чтобы определить влияние соотношения сырья на производимый шлак, исследователи провели ряд соотношений сырья и материалов между медицинскими отходами и летучей золой для получения шлаков. Затем шлаки использовали для селективного каталитического восстановления оксида азота. Результаты показали, что совместная обработка будет способствовать образованию стекловидного шлака, в то же время увеличивая количество переходного металла в шлаке, регулируя разность валентностей, тем самым увеличивая активность СКВ. Между тем, некоторые металлы, такие как Zn и Pb, обогащены вторичной золой, которая может выступать в качестве своего рода шахтного ресурса.Это исследование показало, что совместная обработка медицинских и других опасных отходов является потенциальным методом получения продуктов с высокой добавленной стоимостью. Система плазменной газификации с производительностью 60 кг / ч, закупленная у PEAT International, была разработана для медицинских отходов, которая является первой коммерчески действующей системой плазменной газификации в Китае [67]. Промышленная эксплуатация показала, что уровни выбросов близки к европейским стандартам (2000/76 / EC) и значительно ниже китайских норм (GB 18484-2001).

Процесс плазменной витрификации

Обычное сжигание не подходит для обработки негорючих отходов, поэтому предварительная сортировка необходима.Для этих опасных отходов другим методом является использование процесса стеклования, в результате которого получают стеклообразный и устойчивый к выщелачиванию продукт, который затвердевает и стабилизирует токсичные вещества. Различные технологии стеклования включают, но не ограничиваются ими, плавильные печи на основе сжигания, плавильные системы с газификацией в псевдоожиженном слое, плавильные печи с джоулевым нагревом, электродуговые печи, плазменные плавильные печи и т. Д. [88]. Плазменное остекловывание требует меньшего размера установки, но при этом потребляет больше энергии. Для такого процесса подходит большая доля негорючих материалов медицинских отходов.Следует отметить, что этот процесс неизбежно сосуществует с процессом плазменного пиролиза или плазменной газификации многокомпонентных отходов. Преобладание стеклования зависит от доли неорганических компонентов и добавки добавки (SiO ₂ и т. Д.).

Институт исследований ядерной энергии (INER) на Тайване исследовал возможность обработки медицинских отходов с использованием термической плазменной обработки [89]. Смоделированное сырье содержало большое количество негорючих веществ, таких как нержавеющая сталь и стекло.В этом исследовании ZnO был выбран в качестве индикаторного металла, добавляемого в суррогат перед лечением для оценки эффективности стеклования. Как показано на рис., Подача отходов помещается в цилиндрический тигельный контейнер, чтобы предотвратить перетекание или растекание отходов во время обработки. В верхней части камеры размещается дуговая плазменная горелка мощностью 100 кВт, генерирующая плазму с температурой выше 10000 ° C и с плотностью электронов 6 × 10 ²² / м ³ при осевая линия.Ar используется в качестве плазменного газа для зажигания, а после зажигания во время обработки используется воздух. Стеклование длилось 15 мин при 1550 ° C. После плазменного стеклования были получены два макроскопических компонента — стекловидный стекловидный шлак и эллипсоидальный металлический самородок.

Схема системы плазменного стеклования INER для обработки суррогатов медицинских отходов [89]

Конфигурация плазменного реактора

С точки зрения способов разряда плазмы, термический плазменный реактор можно разделить на четыре типа: плазменный реактор постоянного тока (перенесенный дугового реактора и непереводимого дугового реактора), плазменного реактора переменного тока, высокочастотного плазменного реактора и микроволнового плазменного реактора [54, 90].Наиболее часто используемый реактор — это плазменный реактор постоянного тока, который имеет проблему загрязнения и эрозии электродов. Поэтому некоторые исследователи предложили плазменную систему RF для обработки медицинских отходов [91]. Между тем, разработка плазменных горелок переменного тока также привлекает внимание людей в России и США [57, 92]. В этой статье мы исследовали существующие системы плазменных медицинских отходов и попытались классифицировать их плазменные реакторы. Для конкретной печи эти категории частично совпадают, чтобы подчеркнуть характеристики печей.

Печь с неподвижным / подвижным слоем

Печь с неподвижным / подвижным слоем является основным типом печи, который является наиболее часто используемым. Этот тип печи отличается простотой эксплуатации и подходит для обработки сыпучих материалов, что находит широкое применение в промышленности. Однако из-за того, что отходы находятся в постоянном контакте с плазмой, некоторые требуемые промежуточные продукты могут не быть получены. Многие системы термической плазмы медицинских отходов разработаны на основе этого типа.

В печи с неподвижным слоем обрабатываемые медицинские отходы заранее помещаются на дно реактора (для обработки партиями), где струя плазмы выходит наружу и контактирует с отходами.Как правило, плазменная горелка устанавливается в верхней части печи вертикально или сбоку под определенным углом. Например, рис. Описывает систему плазменного стеклования с использованием печи с неподвижным слоем [89]. Эта стенка печи состоит из трех слоев: корпуса из нержавеющей стали, изолятора и огнеупора. Камера предназначена для получения оптимального равномерного распределения температуры за счет управления скоростью воздушного потока и постоянным током плазмы. Медицинские отходы помещаются в цилиндрический тигельный контейнер размером ϕ 63 × 105 мм (длина), состоящий из 10 мас.% Cr ₂ O ₃ и 90% Al ₂ O ₃.Во время обработки отходы необходимо накрывать тиглем, чтобы избежать перелива или растекания.

В печи с подвижным слоем медицинские отходы подают в реактор через входное отверстие сверху или сбоку реактора, что дает преимущество непрерывной работы и увеличения производительности по сравнению с печью с неподвижным слоем. Как показано на рис. (Частичный вид на рис.) [5], печь представляет собой реактор с наклонной трубой, в котором используется шнековый конвейер для транспортировки отходов в смесительную камеру с водяным охлаждением на конце трубы.Максимальный массовый поток кормления может достигать 40 кг / час при непрерывном кормлении. Положение питателя и плазмотрона устроено по-разному. На рисунке показано, как плазменный процесс используется для обработки медицинских отходов, загрязненной почвы и твердых бытовых отходов [93]. Плазменная струя контактирует с отходами вертикально.

Печь с подвижным слоем для утилизации медицинских отходов [5]

Схема системы плазменной обработки в Центре плазменных приложений и исследований (PARF) [93]

Многокамерная печь

Система с несколькими плазменными камерами обычно включает две камеры , в первичной камере образуются газообразные продукты, которые поступают во вторичную камеру для дальнейшей обработки.Обе камеры устанавливают плазмотрон.

Вторичная обработка зависит от целевых продуктов или выбросов. Это может быть непосредственное сжигание горючего газа (или окисление токсичных газов), повышение качества горючих газов для дальнейшего применения или извлечение определенных химических агентов. Для первичной камеры доступны различные типы печей. За исключением печи, упомянутой в разделе «Печь с неподвижным / подвижным слоем», футерованная вращающаяся печь с плазменными горелками переменного тока была разработана для обработки 150–200 кг / ч опасных медицинских отходов, как показано на рис.[57]. Вращающаяся печь установлена под углом к горизонту и вращается. Преимущество печи этого типа в том, что она поддерживает постоянное перемешивание отходов, тем самым интенсифицируя процессы тепло- и массообмена. При плазменном сгорании вторичная камера играет роль в удалении небольшого количества горючего газа и других токсичных органических продуктов с дополнительными добавками воздуха и воды, как упоминалось ранее. Параметры опыта установлены в диапазоне температур 1200–1400 ° C и времени выдержки ~ 2 с [57].В предыдущих исследованиях в этом модуле был установлен другой плазменный факел [57, 58], либо модуль не был установлен из-за меньшей мощности, увеличения количества кислорода и петли дымового газа [5]. Для плазменного пиролиза или газификации вторичная камера является одним из вариантов рекуперации энергии (плазменный резак, вероятно, не используется). Прямое сжигание топливного газа в лабораторных установках предназначено для сжигания горючего газа для выброса, и в некоторых случаях подсистема очистки газа может располагаться перед ним [59]. Однако, когда проект расширяется, энергия должна быть рекуперирована, а качество синтез-газа должно улучшаться в зависимости от требований к оборудованию для использования синтез-газа.

Вторичная камера отделена (общая) или объединена с первичной камерой (пример последней можно увидеть на рис.). На рис. [58] плазменная камера сгорания является основным элементом интегрированной печи, которая представляет собой металлический вертикальный прямоугольный вал, охлаждаемый воздухом. Внутри шахта выложена легким шамотным кирпичом. Внизу расположены три ряда шамтованного кирпича, на которые помещена ванна из силицированного графита для накопления расплавленного металла и неорганических компонентов отходов с отверстием для слива расплава в приемник шлака.Плазменная струя атакует дно ванны под углом 45 °, где температура настолько высока, что жидкий шлак, вероятно, взаимодействует с ванной с силикатным графитом. Поэтому выбор конструкционных материалов для высокотемпературной эксплуатации также требует дальнейших исследований. Во втором плазмоводе устанавливается плазмотрон мощностью до 15 кВт, который размещается горизонтально. Горелка помещается в трубку из силицированного графита, куда подается дополнительный воздух. Печи с двумя отдельными камерами обычно используются для плазменного горения, пиролиза и газификации.Примером плазменного горения является случай, осуществляемый вращающейся печью (установлены два плазмотрона переменного тока) и дожигателем (установлен плазменный резак переменного тока), как показано на рис. [57]. На рис. [2] наклонная первичная камера (камера пиролиза) изготовлена из мягкой стали и имеет устройство подачи отходов, кожух из мягкой стали, экранирование из стекловаты и т. Д. Перед тем, как попасть в камеру, отходы должны быть проходят через двухдверный питатель, который работает попеременно и пневматически. Внутренняя дверь снабжена замком типа «рыбий рот», который предотвращает утечку газа.Наружная дверца имеет надлежащее уплотнение для предотвращения утечки газов в атмосферу, когда внутренняя дверца открыта для подачи материала. Внутри камеры плазмотрон установлен на фланце диаметром 100 мм в боковом отверстии. Во вторичной камере используется горелка для сжигания горячих газов, содержащих углеводороды, окись углерода и водород, образующиеся в первичной камере.

Многоплазменная печь

Согласно исследованиям, представленным в нашем обзоре, использовались плазмотроны постоянного и неперемещаемого тока, а также плазменные горелки переменного тока, причем первая более обширна.С расширением шкалы необходимо увеличивать мощность плазменной системы. Однако эти высокие мощности могут быть достигнуты только за счет использования большого тока в большинстве тепловых плазменных систем, которые значительно увеличивают эрозию электронов и, таким образом, сокращают срок службы плазмотрона [16]. В дополнение к этому, срок службы плазменной системы тесно связан с типом горелки, потоком отходов, плазменным газом (или окружающей средой в реакторе). Между тем, печь с одинарным плазменным резаком может страдать от неравномерного нагрева при повышенной мощности.На рис. Для решения этой проблемы использованный резак постоянного тока без передачи постоянного тока может перемещаться по трем осям [59]. Другое возможное решение — создать многопламенную плазменную печь, которая является более эффективным устройством для обработки медицинских отходов.

На рис. Установлены две дуговые плазменные горелки без передачи постоянного тока с общей мощностью 20 кВт для каждой горелки [5]. Не только плазменный резак постоянного тока, но также и плазменный резак переменного тока использовался в этой конструкции горелки [57]. В одной многофазной плазменной горелке переменного тока несколько дуг могут сосуществовать, создавая зону большего объема [94].В сочетании с несколькими горелками он может эффективно справляться с большей производительностью обработки. На рисунке показана экспериментальная установка многожильной плазменной дуги [50]. Угол пересечения между катодом и анодом составляет 98 °, а третье сопло находится в средней верхней части камеры. Максимальный постоянный ток дуги для плазменной дуги с двумя горелками и несколькими горелками составляет 100 A (I). Установлено, что при одинаковой длине дуги (L) напряжение плазменной дуги с несколькими горелками и с двумя горелками больше, чем у плазменной дуги с одной горелкой. Например, напряжение и входная мощность плазменной дуги с несколькими горелками равны 1.1, что в 1,4 раза больше, чем у плазменной дуги с двумя горелками и плазменной дуги с одной горелкой, соответственно, в случае L = 3 см и I = 100 А. Площадь плазменной дуги с несколькими горелками вдвое или намного шире, чем у плазменной дуги с двумя и одним горелками. Кроме того, эффективность нагрева одиночной горелки выше, чем у двойной горелки. Однако у сдвоенной горелки падение напряжения дуги на электроде составляет 6 В, что выше, чем у одиночной горелки.Это означает, что эффективность двойного резака может быть намного выше. Такая печь с мощностью источника энергии 300 кВт была разработана Университетом Тюо, Технологическим институтом Мусаси и Shinwa Industry Co. Inc. в Токио, Япония [50].

Принципиальная схема плазменной печи с несколькими горелками для обработки медицинских отходов [50]

Стационарная / мобильная печь

Одним из самых больших преимуществ технологии плазменной резки является ее меньшие размеры и компактность, а также короткие сроки запуска и эксплуатации. время простоя, которое может сыграть потенциально полезную роль, поскольку мобильная система обработки становится все более важной в управлении медицинскими отходами.В нескольких исследованиях сообщалось об их установках, позволяющих мобильную работу на площадках по переработке медицинских отходов с использованием термоплазменной технологии.

Система PEPS, показанная на рис., Является стационарной / переносной, и другая мобильная версия также находится в стадии разработки [59]. Sheng et al. [60] сообщили о мобильной системе плазменного пиролиза переменного тока и указали, что это преимущество является результатом быстрого процесса предварительного нагрева и короткого времени запуска и отключения (всего несколько минут). Плазменная камера, показанная на рис.также имеется мобильная версия с габаритами ϕ 1500 мм × 2200 мм (длина) и углом скрещивания электродов 60 ° [50]. Температура плазменной дуги с двумя горелками в центральной точке была измерена и составила 11000 К в случае тока дуги 200 А и расхода плазмообразующего газа аргона в воздушной атмосфере при 0,1 МПа 30 л / мин. Полное оборудование системы может быть установлено на коммерческий 5,5-тонный грузовик, что позволит обрабатывать отходы на месте.

Другие типы печей

Печь с псевдоожиженным слоем, печь с увлеченным потоком и печь с носиком / носиком с псевдоожиженным слоем реже используются при термической плазменной обработке медицинских отходов, подробное введение можно найти в статье Tang et al. .[95]. Печь с псевдоожиженным слоем используется в процессах пиролиза и газификации, в которых конкретный агент создает псевдоожиженное состояние в печи. Он может предложить отличную теплопередачу, высокую степень перемешивания, почти постоянную температуру и большую гибкость в эксплуатации. В печи со слоем уносимого потока сырье, в котором обрабатываемый порошок, впрыскивается в хвостовое пламя плазменной струи. Его преимущества включают высокотемпературные реакции со сверхкоротким временем контакта с промежуточными продуктами в качестве желаемых продуктов, однако при более низкой энергоэффективности ниже.В печи со стальным носиком струя плазмы постоянного тока образует носик, который обеспечивает тепло для процесса. Его потенциальными преимуществами являются более высокие рабочие температуры, высокая степень превращения при коротком времени пребывания, а также проблемы со стабильностью слоя. Плазменная печь с псевдоожиженным слоем представляет собой комбинацию псевдоожиженного слоя и плазменного фонтана. Он характеризуется идеальным смешиванием частиц, высокой скоростью тепломассообмена, непрерывной работой с твердыми телами, высокой кажущейся плотностью твердых тел и высокой температурой.

Как работают плазменные преобразователи | HowStuffWorks

Помните сцену в Назад в будущее , где Док Браун бросает мусор в мистера Фьюжна, приводя в действие его машину времени? Хотя бытовой синтез все еще находится в сфере научной фантастики, мы, возможно, ближе, чем вы думаете, к выработке электроэнергии для наших домов с использованием мусора, и плазменные преобразователи отходов сделают эту работу.

На самом базовом уровне плазменный конвертер отходов — это плазменный резак, применяемый для удаления мусора. Плазменная горелка использует газ и мощные электроды для создания плазмы , иногда называемой четвертым состоянием материи.Плазма — это ионизированный газ ; Другими словами, это газ со свободно перемещающимися электронами, который переносит ток и генерирует магнитное поле. На Земле мы можем видеть естественные проявления плазменных полей в молниях. Температура, создаваемая плазменным резаком, может быть выше, чем поверхность Солнца (более 6000 градусов Цельсия).

При таких температурах у мусора нет ни единого шанса. Молекулы распадаются в процессе молекулярной диссоциации . Когда молекулы подвергаются воздействию интенсивной энергии (например, тепла, выделяемого плазменной горелкой), молекулярные связи, удерживающие их вместе, возбуждаются и разрываются.Остались элементарные компоненты молекул. Например, с цианидом вы получите атомы углерода и азота.

Органические молекулы (на основе углерода) улетучиваются или превращаются в газы. Этот синтетический газ ( syngas ) можно использовать в качестве источника топлива, если он правильно очищен. Неорганические соединения плавятся и превращаются в остеклованное, или в твердое стеклообразное вещество, похожее по внешнему виду и весу на обсидиан. Металлы также плавятся, соединяясь с остальными неорганическими веществами (так называемый шлак ).

В отличие от мусоросжигательных заводов, которые используют сжигание для разложения мусора, в этом процессе не происходит сжигания или окисления . Тепло от плазменных преобразователей вызывает пиролиз , процесс, в котором органическое вещество разрушается и разлагается. Плазменные горелки могут работать в герметичных сосудах. Горение требует окисления; пиролиз — нет.

Конвертеры плазменных отходов могут обрабатывать практически любые виды отходов, включая некоторые традиционно сложные отходы.Он может обрабатывать медицинские отходы или химически загрязненные отходы и не оставлять ничего, кроме газов и шлака. Поскольку он разбивает эти опасные отходы на основные элементы, их можно безопасно утилизировать. Единственные отходы, которые не может разрушить плазменный преобразователь, — это тяжелые радиоактивные материалы, такие как стержни, используемые в ядерных реакторах. Если поместить такой материал в плазменную печь, он, вероятно, загорится или даже взорвется.

В следующих разделах мы рассмотрим, что составляет типичный плазменный конвертер отходов, исследуем побочные продукты, образующиеся в процессе газификации, и обсудим преимущества и проблемы, связанные с плазменными конвертерами.

Новая энергия для преобразования отходов в энергию (с соответствующим видео)

Название песни Боба Дилана «The Times They Are a-Changin» является подходящим описанием событий в сегодняшней отрасли переработки отходов в энергию (WTE). Хотя сжигание твердых бытовых отходов (ТБО) для производства электроэнергии превратилось в проверенную технологию, которая заняла место в интегрированной иерархии управления твердыми отходами Агентства по охране окружающей среды США (EPA), последнее традиционное предприятие WTE, то есть место, где сжигают ТБО или которая производит топливо из отходов для пожарных котлов коммунальных предприятий — начала свою деятельность в США в 1996 году.

Однако в последние годы произошло расширение традиционных предприятий WTE в округе Хиллсборо, штат Флорида; Ли Каунти, штат Флорида; Гонолулу; и округ Олмстед, штат Миннесота. Другими местами, где закупаются или разрабатываются проверенные технологические проекты, являются округ Фредерик, штат Мэриленд; Харфорд Каунти, штат Мэриленд; Балтимор; Округ Палм-Бич, штат Флорида; и Виргинские острова США.

Более того, многие сообщества начинают обращать внимание на новые технологии переработки отходов в энергию, известные в отрасли как «конверсионные» технологии, которые производят топливо для транспортных средств и электроэнергию из ТБО.Примеры этих технологий включают газификацию и пиролиз. Используя исследования Gershman, Brickner & Bratton Inc. (GBB), консалтинговой фирмы по твердым отходам из Фэрфакса, штат Вирджиния, в этой статье будет представлен обзор проектов, в которых используются эти технологии. Несмотря на упоминание некоторых из этих проектов, GBB не одобряет вовлеченные компании или технологии.

Возобновление процентов

Возобновившемуся интересу к использованию энергетической ценности ТБО способствовало несколько факторов.Традиционно толчок происходит из-за того, что местные свалки заполнены и вот-вот закроются, а местные жители возражают против нового свалки. Эти разработки происходят одновременно с расширением доступа к более крупным полигонам в более отдаленных местах. Однако ожидается, что плата за чаевые вырастет во многих местах, а по мере роста цен на топливо стоимость перевозки ТБО только на удаленные свалки будет дорожать.

Что еще более важно, государственная политика стимулирует развитие технологий, генерирующих энергию из ТБО и сырья биомассы.В своем послании о положении страны в 2011 году президент Обама призвал переосмыслить энергетическую политику страны и поставить цель к 2035 году получать 80 процентов электроэнергии страны из чистых источников энергии. План администрации предусматривает широкую энергетическую стратегию, которая начинается с исследования и включает гранты, финансовую помощь и налоговые льготы. Среди других инициатив, план призывает к увеличению поддержки возобновляемых источников энергии, выделив 341 миллион долларов на исследования и разработки биотоплива и биомассы.

Даже если план президента не будет принят Конгрессом в неизменном виде, государственная поддержка уже имеет значение в продвижении технологий переработки отходов. В 2009 году Министерство энергетики США (DOE) и Министерство сельского хозяйства США (USDA) выделили 564 миллиона долларов в виде грантов на исследования и разработку технологий производства биотоплива и биоэнергии; 19 из этих проектов используют ТБО или древесную биомассу в качестве предпочтительного сырья. Местные органы власти по всей стране начали по-новому взглянуть на технологии переработки ТБО.

Изучение технологий преобразования

Несколько сообществ официально исследовали расширенное преобразование, но прекратили проекты, узнав, что технологии еще не готовы к использованию в прайм-тайм. Примеры этих муниципалитетов включают Нью-Йорк, штат Нью-Йорк; Бровард Каунти, штат Флорида; Сакраменто, Калифорния; Сан-Хосе, Калифорния; Санта-Барбара, Калифорния; и Салинас-Вэлли, Калифорния,

Тем временем другие муниципалитеты продвигаются вперед, некоторые с федеральными государственными займами или грантами, а некоторые без них.Примеры из них включают округ Сент-Люси, штат Флорида; Регион Трех рек (Понтоток), штат Миссисипи; Округ Индиан-Ривер, штат Флорида; Лейк Каунти, штат Индиана; Округ Лос-Анджелес, Калифорния; и Тонтон, штат Массачусетс,

Понтоток, Мисс.

Канадский производитель целлюлозного этанола Enerkem строит предприятие по переработке отходов в биотопливо за 250 миллионов долларов в Понтотоке, штат Миссисипи, на существующей свалке, принадлежащей Управлению по утилизации твердых отходов Three Rivers. Власть подписала соглашение с Enerkem на поставку 190 000 тонн несортированных ТБО в год.Используя сырье, которое включает древесную биомассу и биомассу, удаленную из ТБО, установка предназначена для переработки 300 тонн отходов в день и производства 10 миллионов галлонов этанола в год посредством газификации и каталитических процессов.

Газификация — это нагрев ТБО для получения синтез-газа (синтез-газа), который состоит в основном из водорода, монооксида углерода, диоксида углерода и некоторых следовых соединений. Энергетическая или тепловая ценность синтез-газа варьируется от 200 до 500 британских тепловых единиц (БТЕ) на кубический фут, что примерно вдвое меньше, чем у природного газа.После обширной стадии очистки, на которой удаляются частицы, газ можно использовать в качестве топлива или сырья или для производства других химикатов. В то время как системы пиролиза (нагрев без кислорода) в первую очередь ориентированы на уничтожение отходов, газогенератор предназначен в первую очередь для производства пригодного для использования газа.

Компания Enerkem получила грант Министерства энергетики на этот проект в размере 50 миллионов долларов. Ожидается, что после завершения строительства в 2012 году на предприятии будет создано около 130 рабочих мест. Кроме того, согласно Enerkem, в январе 2011 года проект получил условное обязательство по еще одной гарантии по кредиту в размере 80 миллионов долларов США в рамках Программы помощи биоперерабатывающему предприятию по разделу 9003 Министерства сельского хозяйства США, что в конечном итоге приведет к увеличению общей производственной мощности до 20 миллионов галлонов этанола в год.В рамках недавнего раунда финансирования Enerkem привлекла 51,5 миллиона долларов от синдиката инвесторов, в который входит Waste Management.

Веро-Бич, Флорида,

В феврале 2011 года INEOS Bio из Лайл, штат Иллинойс, и New Plant Energy из Лиг-Сити, штат Техас, открыли в Веро-Бич, штат Флорида, первый объект в США, который будет производить этанол и электроэнергию из отходов. Когда производство начнется в 2012 году, Центр биоэнергетики Indian River стоимостью 130 миллионов долларов будет производить 8 миллионов галлонов биоэтанола каждый год и шесть мегаватт возобновляемой энергии из местных дворовых, растительных (органические отходы лесного и сельскохозяйственного производства) и бытовых отходов, а также строительных и материалы для сноса (C&D).Два мегаватта будут использоваться для питания около 1400 домов в окрестностях.

В дополнение к поддержке со стороны штата Флорида в виде гранта в размере 2,5 миллиона долларов, проект получил грант в размере 50 миллионов долларов от Министерства энергетики и условное обязательство по ссуде в размере 75 миллионов долларов США от Министерства сельского хозяйства США в рамках его Программы помощи биоперерабатывающим предприятиям.

Процесс конверсии, используемый в Центре BioEnergy, сочетает в себе газификацию и ферментацию. Органические отходы реагируют с кислородом с образованием синтез-газа, состоящего из водорода и окиси углерода.Газ охлаждается, очищается и подается естественным бактериям. Бактерии превращают газ в целлюлозный этанол, который затем очищается для использования в качестве транспортного топлива.

Schenider, Ind.

Компания Powers Energy of America, базирующаяся в Эвансвилле, штат Индиана, также будет использовать технологию INEOS Bio для завода стоимостью 254 миллиона долларов, который разрабатывается в Шнайдере, штат Индиана. Завод будет производить этанол и электроэнергию, используя сырье, включая ТБО и древесные отходы. , сельскохозяйственные отходы и дворовые отходы.В ноябре 2008 года Powers Energy объявила о заключении 15-летнего соглашения о поставках отходов (с одним пятилетним продлением) с округом Лейк-Каунти (Индиана) по управлению твердыми отходами. Powers Energy также заключила несколько соглашений о поставке отходов с отдельными членами округа.

Предполагается, что предприятие будет получать номинальные 2000 тонн отходов в день (TPD) для производства 1000 TPD обработанных материалов в качестве сырья для подачи в газификатор. По имеющимся данным, плата за чаевые на заводе составит от 17 долларов.50 за тонну, а строительство планируется завершить в середине 2013 года.

Стори Каунти, Нев.

Компания Fulcrum BioEnergy, Inc. из Плезантона, штат Калифорния, разрабатывает завод Sierra BioFuels стоимостью 120 миллионов долларов, который будет расположен примерно в 20 милях к востоку от Рино, штат Невада, в округе Стори. Компания Fulcrum работает с компанией «Флуор» из Ирвинга, штат Техас, над инженерными услугами по проекту и планирует начать строительство этим летом. Когда в конце 2012 года откроется завод, который уже полностью разрешен, это будет один из первых проектов коммерческого масштаба в Соединенных Штатах, способный преобразовывать пост-сортированные ТБО в этанол, электроэнергию и пропанол.

6 января 2011 года компания Fulcrum объявила о заключении 15-летнего соглашения о поставке сырья с Waste Management of Nevada на поставку прошедших сортировку ТБО. Это соглашение дополняет ранее заключенную договоренность о поставках ТБО с компанией Waste Connections of California. Для газификации ТБО на заводе будет использоваться плазменная плавильная установка от InEnTec. В рамках проекта будет создано 53 постоянных и более 450 временных рабочих мест.

Округ Сент-Люси, Флорида,

Фирма Geoplasma из Атланты, которая является частью конгломерата под названием Jacoby Group, была нанята St.Округ Люси, штат Флорида, на строительство завода стоимостью 125 миллионов долларов, который использует плазменную дугу для переработки 600 тонн ТБО в день и до 62 тонн шин. Он будет экспортировать 19 мегаватт электроэнергии, чего хватит для питания более 20 000 домов. Ожидается, что операции начнутся в 2013 году. Система плазменной дуги Geoplasma представляет собой процесс пиролиза или «недостатка воздуха», при котором выделяется тепло за счет поджигания отходов плазменной горелкой для получения синтез-газа, который затем сжигается для получения пара и электричества. В основе плазмотрона лежит пара электродов.Между электродами возникает дуга электрического тока, превращая окружающий воздух в плазму, отрывая электроны от их родительских атомов. Тепло и электрический заряд плазмы испаряют отходы.

На этом заводе по переработке мусора в синтез-газ будет использоваться плазменный преобразователь, который будет поставляться Alter NRB / Westinghouse. Компания Westinghouse заметила рост интереса к этой технологии и теперь сдает в аренду свой испытательный центр в Мэдисоне, штат Пенсильвания, за 150 000 долларов в день, согласно недавнему отчету журнала The Economist.

Округ Лос-Анджелес, Калифорния

Округ Лос-Анджелес в настоящее время осуществляет три пилотных проекта, чтобы продемонстрировать техническую, экономическую и экологическую жизнеспособность объектов конверсионной технологии, а также определить пути получения разрешений и финансирования проектов коммерческого масштаба. В январе 2011 года один из трех проектов (управляемых CR & R / Arrow Bio) получил грант в размере 4,5 млн долларов от Калифорнийской энергетической комиссии. Начато строительство установки для анаэробного сбраживания, расположенной на существующем предприятии по рекуперации материалов CR&R в Перрисе, Калифорния.В рамках проекта будет переработано 150 т / сутки вторичных твердых остаточных отходов и преобразован образующийся биогаз в биометан для грузового парка округа.

Технология сжигания массы

Несмотря на то, что новые технологии конверсии набирают обороты, технология массового сжигания водяных стенок по-прежнему является наиболее распространенной на крупных предприятиях WTE в Соединенных Штатах и за рубежом. Системы гидроизоляции изготавливаются на месте и, как правило, имеют блоки большего размера, способные принимать от 200 до 750 т / сутки ТБО.Большая часть оборудования монтируется на месте, что требует продления контрактов на 28–32 месяца. Covanta и Wheelabrator владеют и управляют большинством частных предприятий по массовому сжиганию водозаборников в Соединенных Штатах.

Технология сжигания с недостатком воздуха с массовым сжиганием использует меньше воздуха, чем сжигание с водяными стенками, что приводит к меньшим размерам оборудования. Модульные агрегаты заводского изготовления могут быть установлены на месте за относительно короткое время, например, от 18 до 24 месяцев. Эти агрегаты рассчитаны на обработку до 150 т / сутки и используются на небольших предприятиях по производству отходов и в промышленных целях.

В округе Фредерик, штат Мэриленд, и в округе Палм-Бич, штат Флорида, разрабатываются новые объекты массового сжигания, которые планируется завершить в 2015 году. Строительство объекта на 1500 т / сутки в округе Фредерик планируется начать в 2012 году. Завод TPD в округе Палм-Бич станет крупнейшим предприятием по производству возобновляемой энергии во Флориде. Он будет использовать три установки массового сжигания по 1000 т / сутки каждая для выработки примерно 75 мегаватт электроэнергии. Округ будет владеть объектом.

В то время как общественное сопротивление против массового сжигания объектов было проблемой в прошлом, округа Фредерик и Палм-Бич пытались развеять опасения, обращаясь к сообществу, чтобы объяснить необходимость проектов.Информационная кампания округа Палм-Бич была разработана для государственных чиновников, руководителей местных общественных работ, ассоциаций домовладельцев и соседей, а также экологических групп, чтобы они объяснили преимущества WTE по сравнению с захоронением отходов и выделили новый объект как проект возобновляемой энергии. Округ Фредерик попытался решить проблемы, связанные с затратами, выбросами, дорожным движением и эстетикой, разместив все соответствующие отчеты и исследования на веб-сайте округа.

Мусорное топливо

В системе топлива, полученного из отходов (RDF), ТБО механически обрабатываются на переднем конце для получения более однородного и легко сжигаемого топлива, разработанного в соответствии с требованиями котла.Дополнительная предварительная обработка может применяться к входящему потоку отходов для удаления других негорючих материалов, таких как стекло и алюминий. В отдельном водонагревательном котле сжигается топливо, как правило, в полуподвесной системе, что позволяет использовать более компактный и более эффективный котел. RDF также может использоваться в качестве замены или дополнительного топлива в существующих твердотопливных котлах, особенно в котлах, работающих на угле. RDF считается проверенной технологией.

Места с хорошими примерами внедренных и успешно работающих RDF-технологий включают Эймс, штат Айова; Биддефорд, штат Мэн; Река Элк, Миннесота.; Хартфорд, Коннектикут; Гонолулу; Ла-Кросс, Висконсин; и Уэст-Уэрхэм, штат Массачусетс,

Хорошим источником информации как о массовом сжигании, так и о технологиях RDF и компаниях, предлагающих их, является Совет по рекуперации энергии, национальная торговая организация, представляющая промышленность и сообщества, владеющие объектами WTE. Члены совета владеют и управляют 69 из 86 современных объектов WTE в США.

Взгляд вперед

Рассмотрение любой технологии переработки отходов должно включать определение связанных с этим относительных рисков.При проведении оценки рисков важно оценить следующие факторы и ответить на следующие вопросы о компании, предлагающей технологию:

• Общий послужной список, включая коммерческий опыт работы с технологией.

• Размер и масштаб успешно действующих объектов.

• Экологические показатели, включая характеристики выбросов.

• Изменения в законодательстве штата или федеральном законодательстве, которые могут повлиять на выдачу разрешений и операции.

• Общая экономика: какие капитальные вложения необходимы для достижения требований к операционной эффективности? Точно ли оценен поток твердых отходов? Есть ли вероятность того, что отходы будут перенаправлены на конкурирующие предприятия? Сколько стоит утилизация остатков? Будет ли объект соответствовать требованиям энергетического рынка? Каковы рыночные характеристики негорючих вторсырья? Будет ли доход от продажи негорючего вторсырья?

• Надежность технологии с течением времени и наличие альтернативного варианта утилизации в случае простоя или технического сбоя.

• Финансовая устойчивость поставщика и его способность предлагать полный спектр услуг.

Газификация и пиролиз имеют небольшой опыт работы с ТБО по сравнению с долгой историей коммерческого опыта в области массового сжигания и технологий RDF. Хотя заявляется, что системы газификации, пиролиза и анаэробного сбраживания превосходят системы массового сжигания, невозможно сделать выводы об их надежности, основываясь на текущих ограниченных эксплуатационных данных.

Тем не менее, новые конверсионные технологии выглядят многообещающими, а государственная политика и финансовая поддержка стимулируют их развитие. Промышленности твердых отходов есть на что обратить внимание, когда эти новые проекты начнут работать, а их экологические и экономические результаты станут более очевидными.

Харви Гершман — президент консалтинговой фирмы по твердым отходам Gershman, Brickner & Bratton Inc., г. Фэрфакс, штат Вирджиния. В настоящее время компания отслеживает деятельность более 500 компаний, предлагающих технологии, оборудование и услуги по переработке отходов в энергию и отходы, чьи стадии разработки варьируются от инженерных чертежей и лабораторных моделей до полномасштабных действующих прототипов.С Гершманом можно связаться по телефону [адрес электронной почты]