Hühnermist verbrennen. Biobrennstoffkessel
Die Inhaber des Patents RU 2538566:
Die Erfindung bezieht sich auf den Energiebereich und kann in Kesselanlagen zur Entsorgung von Geflügelmist, auch direkt in Geflügelfarmen, zur Wärme- und Stromerzeugung sowie zur Gewinnung von Asche als wertvollen Mineraldünger eingesetzt werden. Das technische Ergebnis ist die Verbrennung von Vogelkot mit vollständiger Nachverbrennung schädlicher und übelriechender Gase. Das Verfahren beinhaltet die Zufuhr von Vogelkot in die Brennkammer mit der Organisation des Verbrennungsprozesses in ihrem unteren Schichtteil und der Nachverbrennung von Generatorgas und flüchtigen Stoffen in ihrem oberen Teil. Gleichzeitig wird der Vogelkot in den oberen Wirbelteil der Brennkammer geleitet und anschließend getrocknet, während er sich unter der Wirkung der Schwerkraft durch diesen Teil bewegt, und dann in die nacheinander angeordneten Schichten (Zonen) des Ballens des unteren Schichtteils der Brennkammer: eine Schicht zur Trocknung und Freisetzung flüchtiger Stoffe, eine Schicht aus heißem inertem Koks, eine Reduktionsschicht, eine oxidative Schicht zur Koksverbrennung, eine Schicht zur Kühlung, Granulierung und Ascheaustragung, gerührt durch einen Skimmer mit durch die zugeführte erwärmte Primärluft Rost, auf dem die oben aufgeführten Schichten platziert werden, gefolgt von der Nachverbrennung von Generatorgas und flüchtigen Stoffen im oberen Wirbelteil der Brennkammer. 2 n. und 3 z.p. f-ly, 1 Abb.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Energie. Ein spezifischeres Anwendungsgebiet der Erfindung werden Ofenanlagen sein, beispielsweise Kesseleinheiten, einschließlich mobiler Einheiten, die Vogelkot, beispielsweise Hühnerkot, direkt in Geflügelfarmen nutzen, um Wärme und Strom zu erzeugen Asche als wertvollen Mineraldünger gewinnen.
Als Analoga der vorliegenden Erfindung können die folgenden technischen Lösungen gewählt werden.
Bekanntes Fackelverfahren zum Verbrennen fester Brennstoffe in pulverisiertem Zustand in einem Kammer-Gammaofen mit sich kreuzenden Strahlen (Kotler VR Spezialöfen von Kraftkesseln, M.: Energoatomizdat, 1990, S. 18, Abb. 8). In einem solchen Ofen wird eine hohe Wärmedichte des Ofenvolumens gewährleistet, eine gute Rückhaltung von Brennstoffpartikeln im Ofenvolumen durch die Erzeugung einer Wirbelbewegung von Gasen mit horizontaler Rotationsachse, was eine hohe Verbrennungseffizienz gewährleistet. Der Nachteil dieser Methode ist die Instabilität des Verbrennungsprozesses mit Lastschwankungen des Kraftstoffverbrauchs und der Luftfeuchtigkeit, hohe Temperaturen, die zur Bildung schädlicher Oxide führen NO x , Ungeeignetheit für die Verbrennung von großfraktionierten Kraftstoffen mit hohem Feuchtigkeitsgehalt, zu denen auch Vogelkot gehört.
Ein bekanntes Verfahren zur Verbrennung von zerkleinertem Brennstoff, beschrieben im Patent RU 2127399, veröffentlicht am 10.03.1999, bei dem die Temperatur im Vorofen auf einem Niveau gehalten wird, das die Erweichungstemperatur der Asche nicht überschreitet. Der Nachteil dieser Methode im Hinblick auf die Aufgabe, Vogelkot zu verbrennen, ist die Unmöglichkeit einer thermischen Zersetzung schädliche Produkte Vergasung von Vogelkot aufgrund der relativ niedrigen Temperatur des Verbrennungsprozesses und der fehlenden Möglichkeit der Vortrocknung des Brennstoffs im Ofen selbst aufgrund des Zyklonprinzips der Verbrennung.
Als nächstliegendes Analogon der Erfindung kann eine Vorrichtung zum Verbrennen einer Mischung aus kohlenstoffhaltigen Materialien und Müll gemäß dem am 10.12.2009 veröffentlichten Patent RU 2375637 und dementsprechend das in dieser Quelle beschriebene Verfahren zum Verbrennen von Müll gewählt werden. Das vorgeschlagene Gerät umfasst einen Feuerraum zum Verbrennen von Vogelkot, der eine Strahlungskammer mit Blasdüsen enthält. Das Verfahren zur Verbrennung von Vogelkot in einer bekannten Vorrichtung sorgt für die Zufuhr von Vogelkot zur Bestrahlungskammer mit der Organisation des Prozesses der Verbrennung von Brennstoff in ihrem unteren Schichtteil und fertigem Generatorgas und flüchtigen Stoffen in ihrem oberen Teil. Die aus RU 2375637 bekannte Vorrichtung ist direkt zum Verbrennen von Einstreu und Mist bestimmt, weist jedoch alle oben aufgeführten Nachteile des Verfahrens nach Patent RU 2127399 auf. Das heißt, es ist auch nicht möglich, schädliche und übelriechende Produkte thermisch zu zersetzen Die Vergasung von Vogelmist ist nicht möglich und es besteht keine Möglichkeit, den Brennstoff im Ofen selbst vorzutrocknen, da kein Mechanismus zur Brennstoffzufuhr vorhanden ist. Darüber hinaus ist das Gerät gemäß RU 2375637 recht kompliziert aufgebaut und umfasst ein System von Trennwänden zwischen der Masse des verbrannten Mists und dem Brennstoff für die Verbrennung, der sich in der Strahlungskammer des Ofens befindet (ihre geringe Zuverlässigkeit ist offensichtlich) und sieht auch die Notwendigkeit einer separaten Einheit zur Reinigung der Abgase vor.
Die vorliegende Erfindung wiederum wird die oben genannten Nachteile beseitigen und es uns ermöglichen, ein Verfahren zum Verbrennen von Vogelkot sowie einen Ofen zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, der das Verbrennen von Vogelkot mit vollständiger Verbrennung schädlicher und übelriechender Gase ermöglicht. Das angegebene technische Ergebnis wird durch die Verwendung des vorgeschlagenen Verfahrens zur Verbrennung von Vogelkot sowie eines Kessels zur Durchführung des Verfahrens erreicht.
Das vorgeschlagene Verfahren zum Verbrennen von Vogelkot sieht die Zuführung von Vogelkot in die Brennkammer vor, wobei im unteren Teil des Ofens der Prozess der Brennstoffverbrennung und im oberen Teil die Nachverbrennung von Generatorgas und flüchtigen Stoffen organisiert wird. Im Gegensatz zum Analogon wird der Vogelkot beim Trocknen in den oberen Wirbelteil der Brennkammer geleitet, während er sich unter der Wirkung der Schwerkraft durch diesen Teil bewegt. Im unteren Schichtteil der Brennkammer wird ein halbgaserzeugender Verbrennungsprozess in einem gerührten Ballen organisiert, der eine Schicht aus rotglühendem inertem Koks enthält, gefolgt von einer Nachverbrennung des Generatorgases und der flüchtigen Stoffe im oberen Wirbelteil der Brennkammer Brennkammer. Gleichzeitig werden erwärmte Sekundärluftstrahlen in den Wirbelteil der Brennkammer geblasen, die aufeinander gerichtet sind. Dem unteren Teil der Brennkammer wird erwärmte Primärluft zugeführt. Der erwähnte Ballen wird mit einer Scherstange vermischt. Abgase aus der Brennkammer gelangen in die Strahlungskammer.
Der vorgeschlagene Kessel zum Verbrennen von Vogelkot ist eine Brennkammer, die in einen oberen Wirbelteil mit mindestens einem Vogelkot-Entladefenster und Sekundärluftblasdüsen und einen unteren Schichtteil unterteilt ist, der mit Mitteln zur Organisation eines Verbrennungsprozesses mit Halbgaserzeugung im Rührwerk ausgestattet ist Ballen, der eine Schicht erhitzten inerten Kokses enthält. Im unteren Schichtteil der Brennkammer befindet sich ein Rost, auf den von unten nach oben Ballenschichten gelegt werden: eine Zone zum Kühlen, Granulieren und Entladen der Asche, in der sich der Zerkleinerungsbalken bewegt; Zone zum Ausbrennen von oxidierendem Koks; Erholungszone; Zone aus inertem Koks; Trocknungszone und Freisetzung flüchtiger Stoffe. Im Rost sind Primärluftblasdüsen angebracht. Ganz oben in der Brennkammer sind Düsen eingebaut, durch die Sekundärluft in den Kessel geblasen wird und so eine Wirbelverbrennungszone entsteht. An den oberen Wirbelteil der Brennkammer ist eine Strahlungskammer angeschlossen. Die Wände der Brennkammer und der Strahlungskammer werden durch Rohre des Zirkulationskreislaufs der Kesselanlage abgeschirmt.
Geflügelmist ist ein besonderer und spezifischer Brennstoff, der seine Verbrennung in herkömmlichen Verbrennungsgeräten zur Entsorgung von Holzabfällen und anderen Pflanzenprodukten erschwert. Die Hauptmerkmale von Vogelmist sind eine relativ hohe Anfangsfeuchtigkeit, ein relativ hoher Aschegehalt, ein niedriger Ascheschmelzpunkt, der zu einer erhöhten Neigung zur Schlackenbildung führt, ein hoher Gehalt an umweltschädlichen und für den Menschen übelriechenden Stoffen in den Produkten der Brennstoffvergasung: Ammoniak , Schwefelwasserstoff, Mercaptane usw.
Demnach muss die Technik zur Vogelkotverbrennung folgende Grundvoraussetzungen erfüllen:
Gewährleistung der Möglichkeit, den Brennstoff in der Schicht auf einen Feuchtigkeitsgehalt vorzutrocknen, der den Bedingungen des Verbrennungsprozesses entspricht;
Gewährleistung der Möglichkeit der thermischen Zersetzung schädlicher und übelriechender Gase wie Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Mercaptane in der Brennkammer, um deren Eintritt in die Zusammensetzung zu verhindern Rauchgase V Umfeld;
Beseitigung der Möglichkeit einer Verschlackung des Ofenrostes und der Wärmeaustauschflächen des Kesselrohrbündels;
Sicherstellen, dass nach Möglichkeit feine Partikel von Ascherückständen und unverbrannten Brennstoffpartikeln, die von den Rauchgasen mitgerissen werden, aufgefangen werden, bevor sie in die Gaskanäle der Wärmetauscherflächen der Kesseleinheit gelangen.
Dementsprechend wird das Ziel darin bestehen, ein Verfahren zum Verbrennen von Vogelkot und einen entsprechenden Feuerraum zu schaffen
Gewährleistung der Möglichkeit der Verbrennung von Vogelkot unter der Bedingung, dass feste Asche entfernt wird;
Beseitigung der Möglichkeit einer Verschlackung des Ofenrostes und des Rohrbündels der Kesseleinheit;
Neutralisierung schädlicher Gase, die bei der Verbrennung von Gülle freigesetzt werden;
Reinigung der Rauchgase von feinen Aschepartikeln bis zum Erreichen der Wärmeaustauschflächen des Konvektionsrohrbündels der Kesseleinheit;
Beseitigung der Möglichkeit der Bildung schädlicher Stickoxide NO x;
Verbesserung der Bedingungen für die Zündung von Kraftstoffen mit hohem Feuchtigkeitsgehalt verschiedener Fraktionen;
Erhöhung der Stabilität des Verbrennungsprozesses und der Vollständigkeit der Verbrennung.
Um dieses Ziel zu erreichen, wird der Kessel durch Quetschung 2 in zwei Kammern unterteilt: Verbrennung 3 und Strahlung (konvektiv) 4. Die Brennkammer 3 ist herkömmlicherweise in der Höhe in zwei Teile unterteilt: die untere Schicht und den oberen Wirbel. Im unteren Schichtteil wird auf einem Rost in einem Ballen (d. h. in einer festen Brennstoffschicht) mit einer Höhe von mindestens 300 mm ein halbgaserzeugender Verbrennungsprozess durchgeführt, der die Trocknung von frischem Brennstoff und die Abtrennung flüchtiger Bestandteile umfasst Dies führt zur Bildung von Koks, zur Bildung von Generatorgas in der Reduktionszone und zum Ausbrennen von Koks in der Oxidationszone des Ballens. Das Vorhandensein einer stabilisierenden Brandschicht aus heißem inertem Koks im Ballen trägt zur Trocknung von frischem, feuchtem Brennstoff, einer effizienten Zündung des Brennstoffs und einer Erhöhung der Verbrennungsstabilität bei. Um den gaserzeugenden Verbrennungsprozess aufrechtzuerhalten, wird der gaserzeugenden Zone von unten durch die Kanäle im Rost Primärluft in einer Menge von 70 % des theoretisch erforderlichen Bedarfs zugeführt.
In der Oxidationszone des Ballens ist die Temperatur recht hoch, was zum Schmelzen der Außenoberfläche der Aschepartikel und deren Erweichung führt. Zu einer Verschlackung des Rostes kommt es jedoch nicht, da beim gravitativen Absinken der Asche nach unten eine konvektive Abkühlung der Aschepartikel durch den von unten durch die Kanäle des Rostes zugeführten Primärluftstrom sowie konduktiv erfolgt Kühlung durch Wärmeabfuhr von den erweichten und geschmolzenen Aschepartikeln zu kälteren Feststoffpartikeln in der unteren Ascheschicht, die eine Schutzschicht bildet, die den Bereich der geschmolzenen Partikel von der Oberfläche des Rosts trennt. Ein Teil der in der Oxidationszone freigesetzten Wärme wird durch konduktive Wärmeübertragung an die obere kältere Reduktionszone übertragen, wo unter Wärmeaufnahme die Reaktion der CO 2 -Reduktion zu CO stattfindet. Durch die Abkühlung kristallisiert der flüssige Schlackenfilm auf der Oberfläche der Aschepartikel, was zu deren Granulierung und Umwandlung in kleine Körnchen führt, die für die Entfernung fester Asche geeignet sind. Der Zugang der Kühlluft zu den Aschepartikeln und die aktive Vermischung der geschmolzenen Aschepartikel mit den kälteren Partikeln der festen Asche wird durch die Hin- und Herbewegung entlang des Gitters der Bohrstange 7 gewährleistet Das thermische Gleichgewicht der Ascheschicht, der überschüssigen Wärme und einer ausreichend dicken Schutzschicht aus fester Asche wurde aufrechterhalten, so dass darin der Prozess der Abkühlung und Kristallisation der geschmolzenen Aschepartikel stattfand, um den Rost vor Verschlackung zu schützen und sicherzustellen Feste Ascheentfernung. Darüber hinaus erfolgt die Abkühlung der Ascheschicht auch durch Abfuhr eines Teils der Wärme an die Siebrohre 9 des Zirkulationskreislaufs des Kessels, die sich an der Seitenfläche der Brennkammer befinden.
Im oberen Teil der Brennkammer 3 erfolgt die Wirbelverbrennung des erzeugten Generatorgases und der flüchtigen Stoffe, die Nachverbrennung kleiner Brennstoffpartikel aus dem Bett und die Rückführung der Aschepartikel in das Bett sowie die teilweise Trocknung von frischem Brennstoff B. zur thermischen Neutralisierung schädlicher und übelriechender Gase. Dazu wird es durch im Quetschbereich 2 gegenüberliegende Düsen 5 in die Wirbelzone der Brennkammer 3 eingeblasen und in einem Winkel von 30 ... 60° zum Horizont nach unten gerichtet, mit scharfen Strahlen bei a Geschwindigkeit von 100 ... 140 m/s Sekundärluft. Die Sekundärluftmenge beträgt 45-50 % der gesamten für die Verbrennung erforderlichen Luftmenge. Die Bewegungsrichtung der Strahlen ist gegenläufig, da die Düsen 5 an den einander gegenüberliegenden Wänden des Ofens mit einer bestimmten Stufe in der horizontalen Ebene angebracht sind. Die entgegengesetzte Anordnung der Düsen trägt zur Stabilisierung des Verbrennungszentrums und zur Ausrichtung des Temperaturfeldes in der Wirbelzone bei. Aufgrund dieser Aerodynamik bilden sich im Oberschichtraum des Ofens unterhalb des Pinches 2 durch die Aufprallwechselwirkung der Strahlen zwei große Wirbel mit horizontaler Rotationsachse. In der Mitte des Ofens verlaufen die Wirbelbewegungsbahnen absteigend und in der Nähe der Ofenwände steigen sie an.
Pinch-Feuerräume wurden in der Vergangenheit als zwangsweise halboffene Feuerräume mit hoher thermischer Belastung des Ofenvolumens konzipiert. Normalerweise werden sie zur Entfernung von flüssiger Asche eingesetzt, da sie eine hohe Temperatur entwickeln. Allerdings in dieser Fall Durch die Abschirmung der Brennkammer durch die Rohre des Kesselzirkulationskreislaufs wird überschüssige Wärme aus der Verbrennungszone abgeführt, was es ermöglicht, den Verbrennungsprozess zu organisieren und die Temperatur des Ofenvolumens auf ein Niveau zu senken, das eine Verschlackung ausschließt des Ofens und die Bildung schädlicher Stickoxide NOx. Durch die Zufuhr von scharfem Wind und Verwirbelung der Strömung kommt es zu einer aktiven Vermischung von Generatorgas und erwärmter Sekundärluft, wodurch im Bereich der Strahlkollision in der Mitte des Ofens eine ausreichend hohe Temperatur aufrechterhalten wird. Dies ist für die thermische Neutralisierung schädlicher und übelriechender Gase erforderlich.
Das Entladefenster für frischen Kraftstoff 1 ist strukturell so angeordnet, dass der Kraftstoff beim Entladen in die Zone mit der höchsten Temperatur des nach unten zur Schicht gerichteten Wirbels eintritt, wodurch beim Fallen in die Schicht eine teilweise Trocknung des nassen Kraftstoffs auftritt und die Entfernung feiner Partikel mit hohem Luftwiderstand wird durch die Ausstoßwirkung von Hochgeschwindigkeitsstrahlen verringert. Durch die Organisation der Mehrfachzirkulation der Rauchgase im Wirbel werden kleine Festbrennstoffpartikel in der Strahlungskammer unterhalb der Quetschung zurückgehalten und aus der Schicht ausgetragen, bis sie vollständig verbrannt sind. Dies gewährleistet eine Erhöhung der Vollständigkeit der Brennstoffverbrennung und eine Verringerung der Wärmeverluste bei mechanischer Unterverbrennung. Durch die Kreuzung im Austrittsbereich der Düsen 5 langsamer Strahlen aufsteigender Strömungen mit geringer kinetischer Energie, mit schnell geneigten Strahlen aus den Düsen 5 mit hoher kinetischer Energie erfolgt das Abfangen von der Aufwärtsströmung und Trennung in die Abwärtsströmung Es entsteht ein Hochgeschwindigkeitsstrahl aus feinen Partikeln fester Ascherückstände. Aufgrund der gewonnenen kinetischen Energie werden beim Rückwärtsdrehen der nach unten gerichteten Wirbelstrahlen die Aschepartikel unter Einwirkung der Trägheitskraft aus dem Strahl herausgetragen und fallen in die Schicht. Dadurch werden Rauchgase von feinen Aschepartikeln gereinigt und ihre Ableitung in den Konvektionsteil ist nicht zulässig.
Die vorgeschlagene Technologie zum Verbrennen von Vogelkot wird wie folgt durchgeführt. Vogelkot gelangt durch das Fenster (Futter) 1 in den Hochtemperaturteil der Wirbelzone der Brennkammer 3, wo er beim Fallen auf die Schicht teilweise getrocknet wird. Auf dem Rost 6 befindet sich eine Brennstoffschicht mit einer Dicke von mindestens 300 mm (Ballen), in der ein Halbgaserzeugungsprozess durchgeführt wird. Im Ballen befinden sich, wie gezeigt, nacheinander von oben nach unten: die Zone der Trocknung und Verflüchtigung, die Zone des Inertkokses, die Reduktionszone, in der die Bildung von Produktionsgas stattfindet, die Oxidationszone des Koksausbrennens, die Zone der Kühlung, Granulierung und Entladung der Asche. Der Ballen selbst ist fest auf dem Rost platziert, aber im Inneren findet die gravitative Absenkung des Brennstoffs statt, wobei nacheinander alle Phasen des Prozesses durchlaufen werden. Der untere Teil des Ballens (die Zone der Kühlung, Granulation und Entladung der Asche) wird mittels eines Skimmers 7 kontinuierlich abgeschöpft, mit dem die Asche in den Aschesammler 8 entladen wird. Um den Prozess im Ballen aufrechtzuerhalten und Kühlen Sie die Schlacke von unten durch die Löcher im Rost 6, wobei die Primärluft auf -350 °C erhitzt wird und 70 % des theoretischen Bedarfs entspricht.
Durch die gegenläufigen Düsen 5, die sich im Quetschbereich 2 zwischen der Brennkammer 3 und der Strahlungskammer 4 befinden, wird auf 250–350 °C erhitzte Sekundärluft in einer Menge von 70 % in die Wirbelzone der Strahlungskammer 3 eingeblasen % der benötigten Luft mit einer Geschwindigkeit von 100 ... 140 m/s. Durch die gegenläufige Wechselwirkung der Strahlen entstehen Wirbel, in denen es zu einer aktiven Gemischbildung mit dem Generatorgas und dessen Verbrennung, der aus der Schicht durchgeführten Verbrennung feinfraktionierter Festbrennstoffpartikel und der thermischen Neutralisation kommt schädlicher und übelriechender Gase aus Vogelkot. Durch die transversale Wechselwirkung von Strahlen mit unterschiedlicher kinetischer Energie werden beim Überqueren des aufsteigenden Rauchgasstroms die festen Partikel des Ascherückstands abgetrennt und in die Schicht zurückgeführt. Um zu verhindern, dass in der Brennkammer zu hohe Temperaturen entstehen und die Gefahr besteht, dass die Asche schmilzt und der Ofen verschlackt, sind die Seitenflächen der Brennkammer durch Rohre 9 im Zirkulationskreislauf des Kessels abgeschirmt, an die die Wärme abgeführt wird.
Wie oben gezeigt, ist die Vorrichtung zur Umsetzung des vorgeschlagenen Verfahrens ein Ofen, der durch Quetschung 2 in zwei Kammern unterteilt ist: Ofen 3 und Strahlungsofen 4. Ofen 3 ist wiederum in zwei Zonen unterteilt: Schichtverbrennung und Wirbelverbrennung. Auf dem Rost 6 befindet sich ein fester Brennstoffhaufen mit einer Höhe von mindestens 300 mm, in dem alle Stufen des Gaserzeugungsprozesses umgesetzt werden. Zur Aufrechterhaltung wird erwärmte Primärluft durch die Löcher im Rost 6 zugeführt. Der untere Teil der Schicht wird durch die Hin- und Herbewegung des Abstreifbalkens 7 einer kontinuierlichen Abtragung unterzogen, die die Asche in den Aschesammler 8 abführt. In der Wirbelverbrennungszone im Quetschbereich 2 sind Blasdüsen 5 gegenüberliegend angeordnet in einer horizontalen Ebene relativ zueinander zur Zufuhr erwärmter Sekundärluft. Das Fenster zum Entladen von frischem Brennstoff in den Ofen ist so angeordnet, dass das Entladen von frischem Brennstoff entlang der Schnittlinie der Achsen der entgegenkommenden Strahlen erfolgt, um sicherzustellen, dass sich der Brennstoff zusammen mit den Strahlen nach unten in die Schicht bewegt. Durch die ausstoßende Wirkung der Strahlen wird die Entfernung feiner Kraftstoffpartikel mit hohem Luftwiderstand verringert, und die hohe Temperatur in der Brennkammer an der Kollisionsstelle der Strahlen sorgt für eine teilweise Trocknung des nassen Kraftstoffs auch während des Prozesses ins Bett fallen. Beim Kreuzen der Strahlen im Bereich der Düsenmündung trennt der hochenergetische Strahl die festen Partikel des Ascherückstandes von den aufsteigenden Strahlen der Rauchgase mit geringerer Energie und führt diese Partikel dem Bett zurück.
Somit wurde ein wirksames Verfahren zum Verbrennen von Vogelkot sowie ein Feuerraum für seine Umsetzung vorgeschlagen, der das Verbrennen von Vogelkot mit vollständiger Verbrennung schädlicher und übelriechender Gase ermöglicht.
1. Die Methode zum Verbrennen von Vogelkot, die dafür sorgt, dass Vogelkot in die Brennkammer gelangt
mit der Organisation des Verbrennungsprozesses in seinem unteren Schichtteil und der Nachverbrennung von Generatorgas und flüchtigen Stoffen in seinem oberen Teil, dadurch gekennzeichnet
Vogelkot wird serviert
in den oberen Wirbelteil der Brennkammer mit anschließender Trocknung bei der Bewegung durch diesen Teil unter Einwirkung der Schwerkraft,
und dann in nacheinander angeordnete Schichten (Zonen) des Ballens der unteren Schicht des Brennkammerteils:
trocknende und flüchtige Trennschicht,
Schicht aus heißem inertem Koks,
Wiederherstellungsschicht,
Koksausbrand-Oxidationsschicht,
eine Schicht zum Kühlen, Granulieren und Entladen von Asche, gemischt mit einer Estrichleiste unter Zufuhr erwärmter Primärluft durch den Rost, auf der die oben aufgeführten Schichten angeordnet sind,
mit anschließender Nachverbrennung von Generatorgas und flüchtigen Stoffen im oberen Wirbelteil der Brennkammer.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den oberen Wirbelteil der Brennkammer aufeinander gerichtete Strahlen erhitzter Sekundärluft eingeblasen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase aus der Brennkammer in die Strahlungskammer geleitet werden.
4. Ein Kessel zum Verbrennen von Vogelkot, der eine Brennkammer mit Blasdüsen enthält, dadurch gekennzeichnet
Die Brennkammer ist unterteilt in
einen oberen Wirbelabschnitt mit mindestens einer Vogelkotöffnung und Sekundärluftblasdüsen, und
der untere Schichtteil zur Organisation des Prozesses der Verbrennung von Vogelkot gemäß einem der Ansprüche 1–3.
5. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Brenn- und Strahlungskammer durch Rohre des Zirkulationskreislaufs der Kesselanlage abgeschirmt sind.
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19. April 2010 6744
Wir haben unseren Lesern vor drei Jahren von dem örtlichen Versuchskesselhaus erzählt, das mit Vogelkot betrieben wird. Aber erst jetzt zeigten der Direktor von EPH VNITIP Viktor Shol und der Leiter des regionalen agroindustriellen Komplexes Ivan Konchakov den Wunderofen in Aktion. Wir selbst waren überrascht, als wir erfuhren, dass die Produktion von Heizkesseln für Hühner-„Brennholz“ im Wirtschaftsministerium in Konkursnoye bereits in der zweiten Saison auf experimenteller Basis funktionierte. Selbst gewissenhafte Entwickler aus Ptitsegrad sagen heute mit Zuversicht, dass das erste Kesselhaus des Landes, das mit Vogelkot betrieben wird, bereits Realität ist. Und hat sogar eine Chance, es zu werden Pilotprojekt Energiespar- und Umweltprogramm des Bundes.
Eine Lagerstätte von... Treibstoff entdeckt
Der Hof hat vor einigen Jahren 16 Geflügelställe in „Konkursnoye“ erworben. Die Pläne für den Umbau der neuen Produktionsstätte sahen sofort ein autonomes Kesselhaus vor. Der letzte Geflügelstall wurde diesen Winter renoviert, der gesamte Betrieb ist mit Automatisierung und Computern ausgestattet. Gleichzeitig wurde in der Abteilung an einem einzigartigen Ofen getestet. Zuvor erhielt die Zuchtanlage Wärme für den gesamten Bedarf aus dem Heizhaus des Dorfes. Aber in letzten Jahren In der weltweiten Geflügelzucht wird die Verwendung von Einstreu aus Geflügelställen als kostenloser Brennstoff – mit Sägemehl vermischter Mist – zur Norm.
„Es ist seit langem bekannt, dass dies ein hervorragender Brennstoff für ein Kesselhaus ist“, sagt Viktor Gotlibovich Scholl. - Streuen Sie übrigens überall Stroh ein, wo versucht wird, es zu kompostieren und als Dünger zu verwenden. Und in einigen europäischen Ländern waren wir davon überzeugt, dass frischer Hühnermist als die wertvollste und umweltfreundlichste Topdüngung für die Felder gilt. Eine Bestätigung dafür ist der kolossale Ertrag gedüngter Felder – bis zu 90 Zentner Getreide pro Hektar! Den europäischen Landwirten ist der spezifische Geruch eines gedüngten Feldes überhaupt nicht peinlich.
Aber Vogelabfälle mit Birken- und Fichtensägemehl sind für das Land nicht nützlich. Aber es ist ein ausgezeichneter Brennstoff für die kleine Stromerzeugung. Wir haben das Kesselhaus des Standorts in Konkursnoye so konzipiert, dass alle wertvollen Wertstoffe aus der Vogelherde von 2,5 Millionen Tieren, also etwa 7.000 Tonnen Vogelkot, am Werk waren. Bei sieben Jahresumsätzen produziert dieser Zweig des Versuchszuchtbetriebes mehr als 5.000 Tonnen Hühnerfleisch und versorgt sich selbst mit Energie für die Beheizung von Geflügelställen.
In einem solchen Ofen brennt auch Wasser
Während der Leiter des Versuchskesselhauses, Vladimir Artemenko, den vorhandenen Kessel heizt (der zweite wird bald in Betrieb genommen), tauschen wir im sauberen Hof des Minikesselhauses Eindrücke aus. Rauch steigt aus dem Schornstein, aber man spürt keinen Geruch. Ich erinnere mich an kürzliche Ausflüge zu ländlichen Ölheizkraftwerken. Dort war die Nähe zum Heizkraftwerk schon aus einem Kilometer Entfernung spürbar. Die „Atmung“ des streubefeuerten Ofens wurde von Spezialisten untersucht und kam zu dem Schluss, dass seine Besonderheit die Umwelt in keiner Weise beeinträchtigt, die Abgase unterscheiden sich nicht von denen von Gaskesseln.
Der Heizkessel sieht modern aus, neben dem Bedienfeld, das vor Hitze platzt. Im Inneren riecht es nicht und auch nicht der blaue Nebel, der in alten Heizräumen üblich ist. Jeder genießt es, die 700-Grad-Hitze im Ofen zu bewundern. Aber wo ist überhaupt der Müll? Der Heizraumbetreiber führt um den Ofen herum zu einem ordentlichen Bunker. Bisher wird der Brennstoff per Baggerschaufel aus einem nahegelegenen Lager angeliefert, wo die Einstreu aus den Geflügelställen getrennt und aufgelockert wird. Bald wird ein Transporter auftauchen, der Flüge zwischen benachbarten Gebäuden streichen wird. Wenn nicht im Voraus gesagt wird, dass dieser Ofen mit Gülle beheizt wird, werden Sie es nie erraten - ein gewöhnlicher blockmodularer Heizraum, wie ein Gaskessel.
Wir sind unseren Partnern, den Kesselbauern aus Kovrov, sehr dankbar, die das Pilotprojekt hartnäckig zum Erfolg geführt haben. Der erste Versuch gefiel uns nicht und wir arbeiteten gemeinsam daran, die Konstruktion des Kessels zu verbessern. Die zweite Option erfüllt alle Aufgaben. Einstreu mit Sägespänen brennt selbst bei 37 Prozent Luftfeuchtigkeit im Ofen wie Stroh. Genau das haben wir gesucht.
Die logische Fortsetzung unseres Energiesparprogramms könnte die Schaffung eines Minikraftwerks sein, das zunächst Gülle in Biogas umwandelt und dann Strom für den Produktionsbedarf erzeugt. Hier wären neben Einstreu auch andere Geflügelabfälle, beispielsweise aus Schlachthöfen, sehr nützlich. Abfälle aus Fettabscheidern, Schlamm und sogar Schlick würden ins Geschäft gelangen. Ein Modul für eine solche Abteilung wie in Konkursnoye könnte etwa 400 Kilowatt Strom pro Tag und die optimale Menge an Wärmeträger zum Heizen von Geflügelställen produzieren.
Aber eine so gravierende Modernisierung erfordert laut Experten etwa 120 Millionen Rubel auf Bezirksebene. Aus diesem Grund haben VNITIP, die regionalen Behörden und die Versuchsgeflügelfarm die Initiative ergriffen und der Russischen Akademie der Wissenschaften und der Russischen Akademie der Agrarwissenschaften einen Entwurf eines nationalen Programms zur Energieeinsparung und Nutzung nicht standardmäßiger Stromquellen vorgelegt.
„Es geht nicht nur um Energieeinsparung, sondern auch um ein dringendes Umweltproblem“, sagt Ivan Konchakov, Leiter des regionalen agroindustriellen Komplexes. - Der regionale Geflügelkomplex sollte eine sinnvolle Verwendung für eine große Menge Vogelkot finden – das sind 70.000 Tonnen pro Jahr. In Zentralrussland fallen etwa 100 Millionen Tonnen Agrarabfälle an. Mit dem richtigen Ansatz können diese riesigen Mistvorkommen von einer Umweltbedrohung in eine zusätzliche Ressource und Gewinn umgewandelt werden. EPH VNITIP hat bereits Tausende Tonnen wertvoller wiederverwertbarer Materialien in Betrieb genommen. 8,4 Millionen Rubel wurden in das Projekt investiert, und jetzt wird eine ganze Geflügelfarm mit autonomer Wärme- und Energiequelle aus ihrem unerschöpflichen „Feld“ betrieben.
Holzstapel in Granulatform
Victor Scholl zeigt ordentlich gestapelte Säcke in einer Ecke des Heizungskellers und rät dringend, einen Blick hinein zu werfen. Wir betrachten glattes Granulat und versuchen herauszufinden, was es ist. Granulat für die zukünftige Futtermischung? Aber warum wurde das Futter im Heizraum gestapelt? Es stellte sich heraus, dass es sich dabei um eine Art „Holzhaufen“ handelte – Brennstoff, der aus demselben Vogelkot für die zukünftige Verwendung vorbereitet wurde. Auf dem Bauernhof wird der überschüssige Mist in Pellets umgewandelt, die für die Langzeitlagerung in einer Anlage zur Futteraufbereitung für Geflügelherden geeignet sind. Im Laufe des Sommers wird das Angebot wachsen, da die Geflügelfarm viel weniger Wärme benötigt und im nächsten Winter solches „Brennholz“ sehr nützlich sein wird.
Dabei wird auch die Asche aus der Feuerung genutzt, was die dritte Stufe der Sekundärressourcennutzung darstellt. Zu Asche verarbeiteter Vogelkot wird sorgfältig eingesammelt und auf die Felder geschickt. Wertmäßig entspreche diese Bodendüngung den inzwischen sehr teuren komplexen Mineraldüngern, schlussfolgerten die Pflanzenzüchter des Agrarunternehmens Assortiment-Niva. In der vergangenen Agrarsaison konnte mit Hilfe von Aschezusätzen der Getreideertrag auf dem Betrieb um durchschnittlich 5 Zentner pro Hektar gesteigert werden. Landwirte sparen Düngemittel und steigern ihre Ernte. Und es ist nicht nötig, Gülle über Dutzende Kilometer von Geflügelfarmen zu Feldern in der gesamten Region zu transportieren. Für solche Flüge verhängt die Umweltpolizei durchaus vernünftige Geldstrafen gegen Geflügelzüchter.
Die Deutschen haben es geschafft
Und wir sind noch schlimmer, sagen regionale Geflügelzüchter und Agrarspezialisten.
In den 90er Jahren gab es in Europa etwa 150 Kesselhäuser, die mit alternativen Brennstoffen betrieben wurden, und heute sind es bereits 5900 davon, zitiert Ivan Mikhailovich Konchakov, der selbst kürzlich einen Viehzuchtbetrieb leitete, Statistiken. - Darüber hinaus gibt es Kesselhäuser in Viehhaltungsbetrieben und Geflügelfarmen, und es gibt auch städtische Alternativen. Letztere kümmern sich um Lebensmittelabfälle aus Müllcontainern in Wohngebieten. Seit zwanzig Jahren bauen die Europäer praktisch neue Energie an.
Wie es in Deutschland möglich war, erzählt Viktor Gotlibovich Scholl.
Wenn Sie einer Geflügelfarm einfach Geld für Ökologie und Energieeinsparung im Allgemeinen zur Verfügung stellen, wird diese diese natürlich in einen neuen Geflügelstall investieren und nicht in einen alternativen Kesselstall. Daher scheint der deutsche Energiesparalgorithmus optimal zu sein. Bereits vor 18 Jahren erhielten Landwirte in Deutschland Kredite in Höhe von 2 Prozent pro Jahr für den Bau autonomer, abfallfreier Heiz- und Biogasanlagen. Sobald die Anlagen fertiggestellt waren, erhielt der Eigentümer 90 Prozent der Investition entschädigt (heute beträgt die Entschädigung ein Drittel des Darlehens). Darüber hinaus zahlte der Staat den Eigentümern neuer Kesselhäuser für überschüssige Wärme und Elektrizität drei Tarife (heute zahlen sie einen doppelten Tarif). Dies ist die Erklärung dafür, dass sich die Zahl der Bioabfallkessel in europäischen Ländern in kurzer Zeit um das Vierzigfache erhöht hat. In den Vereinigten Staaten gibt es im Geflügelkomplex ein Kesselhaus für 40 Millionen Geflügel, das 300.000 Tonnen Mist pro Jahr verarbeitet.
Dies sei in unserem Land möglich, sagen die Initiatoren des dreifach wirtschaftlichen Projekts, wenn die Energieeinsparung von den Deklarationen auf die praktische Ebene des staatlichen Schwerpunktprogramms übergehe. In Ptitsegrad bei Moskau ist bereits der erste russische Müllofen in Betrieb.
Ph.D. Garzanov A.L., Smirnov V.M. (AGRO-3),
Avakov A.A. (IC „Avelit“)
Jakowlew Yu.V. (Pflanze „Sojus“),
Malyk I.S. (Cherkizovo-Gruppe)
Einstreumist (PP) ist ein Abfall von Geflügelfarmen und hat die Gefahrenklasse III. Bei der Entsorgung auf offenen Mülldeponien zersetzt es sich unter Freisetzung giftiger und „Treibhausgase“ und verschmutzt die Umwelt. Gleichzeitig ist PP ein alternativer erneuerbarer Biokraftstoff mit Q p n =2500 ± 500 kcal/kg. Durch die Verbrennung von 1 Tonne PP können bis zu 2 Gcal Wärme in Form von Energie gewonnen werden heißes Wasser oder bis zu 3 Tonnen Dampf für den technologischen Bedarf, wobei bis zu 270 m 3 ersetzt werden Erdgas oder bis zu 240 kg flüssiger Brennstoff (Heizöl, Heizöl).
Die Verbrennung von PP erfordert keine Granulierung und Trocknung, was die Verwendung als Brennstoff vereinfacht und die Kosten senkt. Zu den Merkmalen von PP zählen eine hohe Luftfeuchtigkeit, ein hoher Aschegehalt sowie das Vorhandensein von Erdalkali- und Alkalimetallen in der Asche, die die Schlackenkapazität erhöhen. Nach den Ergebnissen der Analysen verschiedener Proben von Einstreumist weist dieser folgende thermische Eigenschaften auf (pro Arbeitsgewicht):
· Unterer Heizwert, kcal/kg 2 500 ± 500;
Luftfeuchtigkeit, % 35±5;
Aschegehalt, % 10-15;
Schüttdichte, kg / m 3 380-400;
· die Ausbeute an flüchtigen Stoffen (pro brennbarer Masse), % 70-75;
Die theoretischen Mengen an Luft und Verbrennungsprodukten betragen 3,1 bzw. 3,9 nm 3 /kg, der Partialdruck von Wasserdampf beträgt 0,23.
Die Verbrennung einer Charge (56 Tonnen) PP der Geflügelfarm Petelinskaya erfolgte in einer Industrieanlage mit einer Wärmeleistung von 1,5 MW des Kovrov-Kesselofen- und Trocknungsanlagenwerks „Sojus“. Die Anlage besteht (Abb. 1) aus einem geschlossenen Brennstoffspeicher 1 mit „lebendem“ Boden, einem Kratzbrennstoff-Zufuhrförderer 2, einem speziellen Schichtofen 3, einem Wasserwärmetauscher 4, einem rekuperativen Lufterhitzer 5 und einem Zyklon-Aschesammler 6, ein Rauchabzug 7, ein Schornstein 8, ein Ventilator 9 und separate Ascheentfernungssysteme vom Ofen 10 und Aschefänger 11. Die Gesamtansicht der Anlage ist in Abbildung 2 dargestellt.
Abbildung 1 – Schematische Darstellung einer Industrieanlage
Während des thermischen Testzeitraums wurde die Temperatur der Gase am Auslass des Ofens innerhalb von 950 ± 50 °C gehalten, um eine Verschlackung der Heizflächen zu verhindern. Bei einem durchschnittlichen stündlichen Brennstoffverbrauch Вк ~ 430 kg/h (Q н р =2 660 kcal/kg, W p =34 %, А р =14,5 %) betrug die Nutzwärmeaufnahme der Anlage (für Netzwasser) 1 Gcal/h (1,2 MW) und der Wirkungsgrad brutto - 83 % (bei einer Rauchgastemperatur von 180 °C und einem Luftüberschussverhältnis von 1,5).
Abbildung 2. Gesamtansicht der Pilotanlage mit Brennstofflagerung
Der Gehalt an schädlichen Verunreinigungen in den Verbrennungsprodukten ist, vorbehaltlich der erforderlichen Verbrennungsbedingungen, minimal und überschreitet den MPE nicht. Die Testergebnisse zum Verbrennen von Einstreumist sind in der Tabelle aufgeführt. 1. Berechnung von Wärmeverlusten und Wirkungsgrad. Der Einbau erfolgte nach der Reverse-Balance-Methode unter Verwendung der Berechnungsmethode von M.B. Ravich /1/. Diese Ergebnisse bestätigten, dass PP ein einigermaßen effizienter Biokraftstoff ist, der mit minimalen Emissionen verbrannt werden kann. Schadstoffe in der Atmosphäre.
Die effiziente Gestaltung des Schichtofens (Abb. 3) mit einem Mehrzonen-Luftblassystem gewährleistete eine minimale Ascheverschleppung (Ascheverschleppungskoeffizient a un ≤ 0,2-0,3). Die aus dem Ofen und aus dem Aschefänger entladenen Aschemengen standen im Verhältnis etwa 5:1. Mehr als 93 % der im Aschefänger aufgefangenen Aschepartikel hatten eine Größe von nicht mehr als 100 Mikrometern, inkl. 33 % – bis zu 50 Mikrometer. Wenn die Dichte dieser Asche nicht mehr als 400 kg/m3 beträgt, überschreitet die Geschwindigkeit ihrer Partikelaufstiege 3–5 cm/s nicht. In der Tabelle. Abbildung 1 zeigt die fraktionierte Zusammensetzung der PP-Asche und ihren Vergleich mit der Asche aus der Verbrennung von Sonnenblumenschalen im E-12-14-Kessel (Kropotkin, Anlage zur Gewinnung von Pflanzenölen, Aschesammler MPU-26).
Abbildung 3. Ofengerät
Testergebnisse zur PP-Verbrennung in einer Industrieanlage
Tabelle 1
| № | Wertname | Bezeichnung | Abmessungen | Wert |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1. | Wasserverbrauch im Netz | Wsv | m 3 / h | 120 |
| 2 | Einlasswassertemperatur | t "sv | ºС | 46 |
| 3 | am Ausgang | t "" sv | ºС | 54 |
| 4 | Nutzwärmeaufnahme der Anlage | Q | Gcal/h | 0,96 |
| 5 | Gastemperatur: am Boden des Ofens | t" t | ºС | 893 |
| 6 | oben im Ofen | t" t | ºС | 953 |
| 7 | zur Wasserpflege | t" v.t | ºС | 284 |
| 8 | hinter dem Lufterhitzer | t" c.p. | ºС | 166 |
| 9 | Verdünnung von Gasen an der Oberseite des Ofens | S"t | Pa | 70 |
| 10 | Heißlufttemperatur | T | ºС | 159 |
| 11 | Kalte Lufttemperatur* | t xv | ºС | 18 |
| 12 | Abgastemperatur* | T äh | ºС | 178 |
| GASANALYSE | ||||
| 13 | Gehalt in Rauchgasen: Sauerstoff* |
O2 | % um | 7,0 |
| 14 | Kohlenmonoxid* | CO | % um | 0,006 |
| 15 | Kohlendioxid* | CO2 | % um | 13,3 |
| 16 | Stickoxide* | NEIN | ppm | 195 |
| 17 | Überschüssiges Luftverhältnis | α äh | - | 1,51 |
| 18 | Gehalt in Rauchgasen: Ammoniak** |
- | mg/m3 | 2,53 |
| 19 | Phenol** | - | mg/m3 | 0,097 |
| 20 | Formaldehyd** | - | mg/m3 | 0,138 |
| 21 | Ruß** | - | mg/m3 | <1,0 |
| 22 | Schwebstoffe** | - | mg/m3 | 21,7 |
| 23 | Kohlenmonoxid** | - | mg/m3 | 26 |
| 24 | Schwefeldioxid** | - | mg/m3 | 0 |
| 25 | Stickoxid** | - | mg/m3 | 198 |
| 26 | Stickstoffdioxid** | - | mg/m3 | 1 |
| THERMISCHES GLEICHGEWICHT DER INSTALLATION | ||||
| 27 | Wärmeverlust: mit Rauchgasen | q2 | % | 11,2 |
| 28 | mit chemischer Unterverbrennung | q 3 | % | 0,02 |
| 29 | mit mechanischer Unterbrennung | q 4 | % | 0,5 |
| 30 | in die Umwelt | q 5 | % | 4,5 |
| 31 | mit Schlacke und Asche | q 6 | % | 0,4 |
| 32 | K.P.D. grobe Installation | η brku | % | 83,4 |
| 33 | Verbrauch von natürlichem Brennstoff | B ku | kg/h | 433 |
| 34 | Spezifischer Referenzbrennstoffverbrauch für die Wärmeerzeugung | b brku | kg Brennstoffäquivalent/Gcal | 171,3 |
| 35 | Die Menge der Verbrennungsprodukte (bei α=1,5) | V g | nm 3 /kg | 5,4 |
| 36 | Tatsächlicher Rauchgasstrom | W g | m 3 / Stunde | 3863 |
Hinweise: * - Messungen mit Testo-350
** - TsLATI-Messungen (Protokoll Nr. 26-P/4 vom 29.03.2010).
Fraktionszusammensetzung und Dichte von PP-Asche und Sonnenblumenschalen
Tabelle 2
Nach Abschluss der PP-Chargenverbrennung wurde die Anlage gestoppt, um den Zustand der Heizflächen zu überprüfen. Die Oberfläche des Wasserwärmetauschers war größtenteils mit Flugasche bedeckt (Abb. 4), die durch Einblasen von Luft leicht entfernt werden konnte (Abb. 5). Dies weist auf die Notwendigkeit hin, Kesseleinheiten, die diesen Brennstoff verbrennen, mit Vorrichtungen zur gepulsten pneumatischen Reinigung von Heizflächen auszustatten.
Abbildung 4. Die Oberfläche des Wasserwärmetauschers nach einer Woche Betrieb im BCP
Abbildung 5. Die Oberfläche des Wasserwärmetauschers nach dem Einblasen von Luft
In Kombination mit der Begrenzung der Gastemperatur am Auslass des Ofens auf nicht mehr als 1000 °C wird dadurch eine langfristige Aufrechterhaltung einer stabilen Effizienz gewährleistet. Kessel.
Die Ergebnisse der Testtests zur Verbrennung von 56 Tonnen PP aus der Geflügelfarm Petelinsky zeigten, dass es sich um einen effizienten Brennstofftyp handelt, der mit minimalen Schadstoffemissionen in die Atmosphäre verbrannt werden kann. Es ist auch möglich, Zellstreu zu verbrennen, wenn der Endfeuchtigkeitsgehalt nicht mehr als 50 % beträgt, entweder durch Vormischung mit trockenem Holz oder Pflanzenabfällen oder durch Vortrocknung der Streu mit ihren Verbrennungsprodukten.
Die Wirtschaftlichkeit des Ersatzes von PP-Erdkraftstoffen am Beispiel von Erdgas ist in Tabelle 3 dargestellt.
Tisch 3
| № | Der Name der Indikatoren | Wert bei verbrannter Einstreumenge, t/Tag | ||
| 75 | 150 | 225 | ||
| 1 | Nettowärmeleistung des Kesselhauses (zur Wärmeversorgung), Gcal/h | 6,4 | 12,9 | 19,3 |
| 2 | Verbrauch an ersetztem Gas, m 3 / h * | 870 | 1 750 | 2 620 |
| 3 | Jährlich zu ersetzende Gasmenge, Tausend m 3 /Jahr | 7 621 | 15 330 | 22 950 |
| 4 | Kosten für ersetztes Gas, Millionen Rubel/Jahr | 29,7 | 59,8 | 89,5 |
| 5 | Investitionen, Millionen Rubel | 66,0 | 117,5 | 175,5 |
| 6 | Betriebskosten**, Millionen Rubel/Jahr | 6,8 | 10,2 | 15,3 |
| 7 | Gesamtwirtschaftlicher Effekt, Millionen Rubel/Jahr | 22,9 | 49,6 | 74,2 |
| 8 | Obergrenze der Amortisationszeit. Kosten. Jahr | 2,9 | 2,4 | 2,4 |
* - Bei den Berechnungen werden die Kosten für Erdgas mit Transportkosten berücksichtigt - 3,9 Rubel / Tausend Nm 3
** - Zu den Betriebskosten zählen Kosten für Strom, Chemikalien zur chemischen Aufbereitung und Personal.
Die bei der Verbrennung von Einstreumist entstehende Asche ist ein komplexer Phosphor-Kalium-Kalk-Dünger mit einem hohen Gehalt an Spurenelementen und kann für verschiedene Kulturen in Dosierungen von 2 bis 10 c/ha je nach Bodenart und Kulturpflanzen eingesetzt werden und Art der Anwendung. Die Asche wird ohne weitere Bearbeitung trocken auf den Boden ausgebracht. Nach den experimentellen Daten eines der Bauernhöfe in der Nähe von Moskau steigerte die Verwendung dieser Asche anstelle herkömmlicher Mineraldünger den Ertrag landwirtschaftlicher Nutzpflanzen um 10-15 %. Die Ascheausbeute beträgt 10-15 % der Menge der ursprünglichen Einstreu. Die Großhandelskosten für 1 Tonne Asche betragen 5500 Rubel/Tonne. Je nach Bedarf des Verbrauchers kann die Asche in Säcke (Big Bags) verpackt oder in einem geschlossenen Transport lose zum Verwendungsort transportiert werden. Sein Einsatz als Mineraldünger wird die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes von PP als alternativen Biobrennstoff in Kesselhäusern deutlich steigern.
Verweise
Ravich M.B. Vereinfachte Methode zur wärmetechnischen Berechnung. – M.: Nauka, 1966 – 416 S.
Herr. Vladimir Rabinovitch, B.Sc., CMfg.E.
Geschäftsentwicklungsmanager
Hitec Machinery Kanada
Toronto, Ontario, Kanada
Tel.: 1-416-567-8701
Email: [email protected]
Im Artikel von Herrn Lysenko V.P. „Ökologische Probleme von Geflügelfarmen in Russland und die Rolle der Biotechnologie bei der Verarbeitung organischer Abfälle“ spiegelt die aktuellen Probleme beim Recycling von Hühnermist korrekt wider.
In den folgenden Informationen geben wir eine kurze Beschreibung der kanadischen Technologie, die das Problem löst Die ökologischen Probleme mit Müll verbunden und verwandelt ihn gleichzeitig in wertvollen Brennstoff.
Eine Gruppe kanadischer Unternehmen verfügt über die Technologie und stellt Geräte her, um Hühnermist in Trockenbrennstoff umzuwandeln und Wärme und Strom zu erzeugen. Trockener Hühnermist hat fast den gleichen Kaloriengehalt wie Holz, und wenn es eine Technologie gibt, ihn mit hoher Effizienz zu trocknen und zu verbrennen, wird der Mist zu einem wertvollen Brennstoff.
Wir verwandeln rohen Hühnermist in trockenen Staub und verbrennen diesen Staub auf die effizienteste Weise.
Trocknen von Streu.
Kanada veröffentlicht System BPS, das gleichzeitig Biomasse trocknet und zerkleinert (im Bild).
Wie funktioniert das BPS-System?
Das Trocknen von Hühnermist erfolgt gleichzeitig mit dem Mahlvorgang
aufgrund der Arbeit der folgenden physikalischen Prozesse:1. Nasses Material wird in die Rotorkammer geladen und dort der kinetischen Energie des Rotors ausgesetzt, der sich mit einer Winkelgeschwindigkeit von bis zu 640 km pro Stunde dreht. Riesige Zentrifugalkräfte lösen Wasser von der Außenfläche der Materialstücke. Beim Schleifen entstehen immer wieder neue Oberflächen des Materials und neue, sich öffnende Wasserschichten werden vom Material abgelöst und entfernt. Dieser Trocknungsmechanismus beruht auf mechanischen Kräften, um Wasser aus dem Material zu entfernen.
2. Ein weiterer Trocknungsmechanismus ist im Wesentlichen halbthermisch. Die kinetische Energie aus mehreren Stößen erhitzt die Partikel für kurze Zeit auf über 100 Grad Celsius, sodass sich das Wasser in den Partikeln in Dampf verwandelt. Aus den Partikeln wird Dampf freigesetzt, der sich sofort in sehr kleine Wassertröpfchen verwandelt, da die Temperatur im Inneren der Kammer nie höher als 90 Grad Celsius ist. Außerdem wird Wasser aus dem Material freigesetzt, da der Aufprall das Wasser aus den Materialpartikeln herausdrückt. Daher verlieren die Partikel des Materials das in ihnen enthaltene Wasser, ohne dass eine äußere Erwärmung erforderlich ist, sondern durch die Einwirkung mechanischer Kräfte.
3. Die Temperatur der Luft in der Kammer liegt zwischen 70 und 90 Grad Celsius, da sich der Rotor durch die Reibung während des Mahlvorgangs und durch die aerodynamische Erwärmung der Luft erwärmt. Der sehr hohe Wärme- und Stoffübergangskoeffizient aufgrund der extrem hohen Beschleunigungen der Partikel sorgt für eine nahezu sofortige Übertragung der Feuchtigkeit von den Partikeln an die Umgebungsluft. Die große Gesamtoberfläche der Partikel trägt auch zu einer hohen Feuchtigkeitsstoffübertragungsrate bei. Dieser Prozess ist rein thermisch.
4. Die Zerstörung von Bakterien erfolgt hauptsächlich durch die Einwirkung kinetischer Energie und die kinetische Erwärmung der Partikel während ihres Aufpralls auf die Prallplatten, den Rotor und die Kammerwände. Diese mehrfachen Einwirkungen erhöhen die Temperatur der Partikel auf ein Niveau, das über dem für erforderlich ist Pasteurisierung von Bakterien. Darüber hinaus zerstören die enormen Beschleunigungen, denen die Partikel ausgesetzt sind, die Zellwände der Bakterien und töten sie. Der Geruch von getrocknetem Hühnermist ist nach der BPS um ein Vielfaches geringer als vor der Behandlung, was darauf hindeutet, dass die meisten Bakterien abgetötet wurden.
Das BPS-System wird in vielen Ländern der Welt zum Trocknen und Mahlen von Biomasse eingesetzt: USA, Kanada, Japan, Korea, Brasilien, Malaysia usw.
Bei der Verarbeitung von Hühnermist wird roher Hühnermist mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ~ 30 % über das Förderband in das System eingespeist BPS(auf dem Foto). Am Ausgang des Systems enthielt der Hühnermist 10–12 % Feuchtigkeit und verwandelte sich in ein trockenes Pulver (siehe Abbildung).
Streu ~10-12 %
Abfall ~ 30 %
Nach dem SystemBPSWir erhalten ein trockenes, pulverförmiges Material mit minimalem Geruch, das sowohl zur Energieerzeugung als auch zur Herstellung von Düngemitteln verwendet werden kann.
Aber wie verbrennt man es? Wie verbrennt man Müll mit maximaler Effizienz? Wie nutzt man jede Kalorie zur Energiegewinnung? Hierzu werden Hochintensitätsstauböfen eingesetzt.
Hochleistungsstaubbrenner wurden speziell für die effiziente und vollständige Verbrennung schwer verbrennbarer Brennstoffe gemäß den strengsten Anforderungen der petrochemischen Industrie entwickelt. Diese Systeme haben sich im industriellen Einsatz als zuverlässig und hocheffizient erwiesen.
Hauptmerkmale von Stauböfen:
* Entspricht den strengsten Umweltstandards; Verbrennung ohne CO und extrem niedrigem NOx-Gehalt;
* Vollständige Verbrennung von Biomasse (100 % biologische Zusammensetzung);
* Effizienz, Stabilität und Regelbarkeit sind die gleichen wie bei Erdgasbrennern.
* Kann gleichzeitig mit einem Kraftstoffgemisch arbeiten: Pulver, Flüssigkeit, Gas.
* Geräuschpegel unter 85 dBa (Dezibel)
* Kompaktes Design, wodurch der Feuerraum deutlich kleiner und kostengünstiger als andere Technologien ist. Die Größe der Hauptausrüstung wird reduziert: Dampfkessel, Gaskanäle, Zyklone, Ventilatoren usw., was erhebliche Einsparungen ermöglicht. Sie werden auf fast allen Dampfkesseln installiert, sowohl bei Neuprojekten als auch bei Umbauten bestehender Kessel.
* Diese Stauböfen werden seit über 35 Jahren in der Industrie eingesetzt und haben sich als äußerst effizient und zuverlässig erwiesen.
Design
Staubfeuerstellen werden als Wärmequelle in verschiedenen Industrieheizungen und Energiesystemen verwendet (Abbildung unten).
Die extrem kurze und scharf begrenzte Flamme ermöglicht den Einsatz kleiner Brennkammern. Pulverförmiger Brennstoff wird dem Ofen über einen im mittleren Teil des Ofens installierten Injektor zugeführt (
Pistole ). Die Wirbelrotation der dem Ofen zugeführten Luft wird durch spezielle Schaufeln erzeugt, die am Boden des Ofens installiert sind. Durch die verwirbelte Luft entsteht im Inneren des Ofens ein zirkulierender Wirbel, der zu einer intensiven Vermischung von pulverisiertem Brennstoff und Luft führt.Diese intensive Durchmischung sorgt für eine effiziente und vollständige Verbrennung des Brennstoffs und eine sehr gleichmäßige Temperaturverteilung im Ofen (Bild).
Geringe Emissionen und Emissionen
* Geräuschpegel in 1 m Entfernung weniger als 85 (Dezibel) dBa
* Fähigkeit, die strengsten Umweltstandards der Kunden für CO, NOx und VOCs (flüchtige organische Verbindungen) zu erfüllen.
Gleichmäßige Austrittstemperatur
Eine gleichmäßige Wärmeverteilung (siehe Vergleichstabelle unten) reduziert Hot Spots, verbessert die Strahlungswärmeübertragung, was die Verkokung in den Rohren reduziert und die Effizienz des Ofens erhöht.
Eine verbesserte Wärmeverteilung reduziert den Wärmeverlust und erhöht die Verbrennungseffizienz. Die Möglichkeit, mit so wenig überschüssiger Luft wie möglich (2 %) zu arbeiten und eine vollständige Verbrennung sicherzustellen, reduziert den Wärmeverlust durch überschüssige Luft.
Minimale Betriebskosten
* Das völlige Fehlen beweglicher Teile im Feuerraum ermöglicht eine hervorragende Leistung bei einem absoluten Minimum an Wartung und Überwachung
* Eine kurze Flamme im Ofen verringert die Möglichkeit, die Flamme der Heizrohre zu berühren, und verringert die Kosten für deren Reparatur
Hühnermist verbrennen
Der Staubofen kann sowohl bei neuen Dampfkesseln (auch aus russischer Produktion) als auch bei Umbauten installiert werden. Trockenmist wird nahezu vollständig verbrannt. Durch die zyklonale Rotation der Flamme im Ofen rotieren die Gase in der Brennkammer, Zentrifugalkräfte drücken die Asche gegen die Wände der Brennkammer, die Asche fällt in die Brennkammer, wo sie automatisch entfernt wird. Heiße Gase verlassen möglichst aschefrei die Brennkammer.
Der unbedeutende Teil der Asche, der von den Gasen mitgerissen wird und sich auf den Kesselrohren ablagert, besteht nur aus trockenen, nicht brennbaren Substanzen (Foto unten) und wird automatisch durch die Druckluft des Dampfkessel-Reinigungssystems entfernt.
Der erzeugte Dampf kann der Turbine zur Stromerzeugung zugeführt werden, der aus der Turbine entnommene Sekundärdampf kann für technologische Zwecke genutzt werden.
Schlussfolgerungen
Kanadische Technologie ermöglicht:
1. Lösen Sie die Umweltprobleme von Hühnermist
2. Verwandeln Sie Hühnermist in einen wertvollen Biokraftstoff
3. Hühnermist mit minimalen Umweltemissionen und maximaler Effizienz verbrennen
4. Verwandeln Sie Hühnermist in eine erneuerbare Strom- und Wärmequelle.
5. Verwandeln Sie den Müll in eine Einnahmequelle, statt die Kosten für die Entsorgung zu tragen
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