Eliminación de estiércol, utilización e incineración de estiércol de pollo. Quema de estiércol de hojarasca: pros y contras

Combustible: estiércol de pollo mezclado con lecho de cáscara de girasol, secado hasta un contenido de humedad del 23%.

La configuración experimental es un horno de vórtice hecho en forma de un pre-horno remoto.

Resultados del experimento sobre la quema de excrementos de pollo

El lugar del experimento - Volnyansk

La hora del evento es del 26 al 27 de enero de 2011.

Temperatura del aire interior - + 13- + 15оС

Temperatura del aire exterior - -15оС

Combustible: estiércol de pollo mezclado con lecho de cáscara de girasol, secado hasta un contenido de humedad del 23%. No existen otros datos sobre el contenido calórico, la composición fraccional, el rendimiento de volátiles, así como sobre la composición de la parte mineral.

Breve descripción de la instalación: la instalación experimental es un horno de vórtice realizado en forma de pre-horno remoto. El precalentador se instala en las inmediaciones de la caldera de vapor E10-14, y se conecta a él mediante un conducto de humos con aislamiento térmico y se utiliza con el TDM y el sistema de automatización de caldera existente, estructuralmente fabricado de acuerdo con el siguiente esquema. El cuerpo cilíndrico, revestido de nutria con material refractario, está equipado con dos remolcadores (superior e inferior) para organizar el movimiento del vórtice y 4 zonas de explosión ubicadas a lo largo de la altura. En la zona superior, se instala una unidad de inyección de combustible tangencial con un suministro de chorro primario con el propósito de inyección conjunta con el combustible. Se instala un remolino por encima de la zona de explosión superior, a la que se suministra aire de explosión secundario para formar un escape organizado de gases de combustión del pre-horno de vórtice. La zona de explosión inferior consta de un remolino inferior con una abertura central para la descarga de cenizas y boquillas de explosión principales. Se suministra aire secundario a las zonas medias de explosión para mantener la estabilidad del flujo de vórtice a lo largo de la altura.

Descripción del experimento:

Se probó el sistema de transporte neumático al reactor, se organizó el movimiento de vórtice en el horno. Se suministra aire a las siguientes zonas:

Eyector;

Remolino inferior:

Toberas de chorro de fondo del chorro principal.

El resto de zonas de explosión están prácticamente deshabilitadas debido a la alta resistencia del paso del gas.

La instalación se puso en marcha desde un estado frío encendiendo el material de partida. El sistema de suministro de combustible funcionó de manera confiable. El vórtice estaba en un estado estable. No se observaron depósitos en las paredes del reactor y el hogar. La temperatura en el reactor es de 800-1100 ° C, dependiendo del consumo de combustible, que se establece cambiando el número de vueltas del alimentador.

El funcionamiento continuo continuo resultó imposible debido a la falta de agua en la caldera y, en consecuencia, la utilización del calor que sale de la instalación.

En general, durante la jornada fue necesario realizar tres lanzamientos del prehorno vortex, los lanzamientos se realizaron sin dificultad con una salida rápida a modos de funcionamiento.

27/01/2011 (después de 15 horas).

Hubo 2-3 inicios de prueba en madera, probé el modo de encendido en un horno caliente. Las paradas temporales se asociaron con el combustible colgado en el búnker y la activación del sistema de seguridad de la caldera. Todas las zonas de explosión están completamente cerradas, excepto la fila inferior de boquillas de explosión principales debido a la falta de combustible para el transporte.

Calderas para estiércol de aves. Nuestra empresa se especializa en el desarrollo, creación, implementación, adecuación y puesta en marcha de salas de calderas para empresas agrícolas.

El desarrollo del complejo agrario de Ucrania es inconcebible sin el desarrollo de la avicultura. Sin embargo, el crecimiento de esta dirección del negocio agrícola conlleva un aumento de la cantidad de residuos en forma de estiércol. Según el enfoque tradicional, el estiércol de aves de corral se considera un residuo de producción de clase III de peligro tóxico. Su ubicación en áreas abiertas conduce a una fuerte contaminación. ambiente... Por lo tanto, el nivel de contaminación del suelo, las aguas subterráneas y el aire en las principales regiones avícolas es varias veces superior a los estándares permitidos.

Nuestros especialistas han desarrollado varios métodos para la eliminación del estiércol de aves de corral.

La eliminación de estiércol se puede convertir en un negocio rentable mediante la fabricación de fertilizantes. Sin embargo, hay otra forma: el uso de excrementos para calentar los gallineros, así como los locales domésticos y administrativos.

El uso de estiércol en forma de combustible es muy prometedor.

Las principales ventajas del método propuesto para la eliminación del estiércol son:

• eliminación completa y rápida de los desechos peligrosos de clase III;
• obtención de tipos de energía térmica y / o eléctrica de uso constante y valiosos fertilizantes minerales;
• buena adaptación a los sistemas de suministro de energía y calor existentes para granjas avícolas. También es posible quemar la cama de la jaula al alcanzar su contenido de humedad final no superior al 50% mediante mezcla preliminar con madera seca o desechos vegetales, o mediante secado preliminar de la cama con productos de su propia combustión.

El estiércol de la basura puede servir como biocombustible alternativo renovable para las propias necesidades de la granja avícola, reemplazando el gas natural u otro combustible natural. La quema de estiércol de hojarasca no requiere su preparación previa (granulación, trituración, secado, etc.). Esto simplifica y reduce el costo del proceso tecnológico.

La quema de 1 tonelada de estiércol permite ahorrar hasta 270 m3 de gas natural o hasta 240 kg de combustible líquido (fuel oil, fuel oil). En este caso, se pueden obtener hasta 2 Gcal de calor en forma agua caliente o hasta 3 toneladas de vapor para necesidades tecnológicas, o generar de 50 a 500-600 kW de electricidad (dependiendo de los parámetros iniciales y finales del vapor).

Como combustible, el estiércol de hojarasca tiene las siguientes características térmicas (por peso de trabajo):

La ceniza formada durante la quema del estiércol es un abono complejo fósforo-potasio-cal con un alto contenido de microelementos y puede ser utilizado para diversos cultivos en dosis de 2 a 10 c / ha, dependiendo del tipo de suelo, cultivos y metodo de APLICACION. Se aplica al suelo seco sin procesamiento adicional. Según los resultados de los datos experimentales, el uso de esta ceniza en lugar de fertilizantes minerales convencionales aumentó el rendimiento de los cultivos agrícolas en un 10-15%. El rendimiento de ceniza es del 10 al 15% de la cantidad de excrementos originales.

La combustión confiable del estiércol de hojarasca se ha hecho posible con la creación de dispositivos de combustión especiales que combinan la combustión de capas de combustible con vórtice. El diseño del horno con un sistema de chorro de aire de múltiples zonas proporciona las condiciones necesarias para la combustión de este combustible de alta humedad, bajas calorías y alto contenido de cenizas con un mínimo de arrastre de cenizas. Los resultados de las pruebas de combustión de 56 toneladas de estiércol en una planta industrial con una potencia térmica de 1,5 MW mostraron que se quema de manera eficiente con emisiones mínimas. sustancias nocivas en la atmósfera. Para evitar la formación de escoria de las superficies de calentamiento durante el período de prueba, la temperatura de los gases a la salida del horno se mantuvo dentro de los 950 ± 50 ° C.

El depósito de combustible está equipado con un tanque de suministro con fondo "vivo". El vapor de la caldera (presión hasta 1.4 MPa, temperatura hasta 190 ° C) se dirige a las necesidades tecnológicas, a la caldera del sistema de suministro de agua caliente y a las necesidades auxiliares de la sala de calderas. Las cenizas atrapadas en el horno, los búnkeres de la chimenea de convección de la caldera y el recolector de cenizas se llevan continuamente al almacenamiento de cenizas. Dependiendo de los requisitos del consumidor, las cenizas pueden empaquetarse en bolsas o transportarse al lugar de uso a granel en un transporte cerrado. Para una sala de calderas diseñada para la combustión de 75-80 toneladas de PP por día y que tiene una capacidad térmica de ~ 7-8 Gcal / h (8-10 toneladas / h de vapor saturado con una presión de 1.4 MPa), una habitación con un tamaño de ~ 18 × 15 my una altura de hasta 13 m La sala de calderas puede ser realizada con estructuras metálicas prefabricadas con paneles sándwich a base de aislamiento de basalto mineral de 100-150 mm de espesor con un límite de resistencia al fuego de 0,75-1,5 horas.

El depósito de combustible debe estar ubicado en una habitación cerrada sin calefacción con un área de al menos 300 m2 (18 × 18 m), hasta 6 m de altura y también puede estar hecho de estructuras metálicas prefabricadas con paneles sándwich. La eficiencia económica de la incineración de estiércol y el período de recuperación de los costos de capital dependen de la cantidad. La quema de estiércol para generar vapor y calor es rentable y se amortiza rápidamente. El período de recuperación estimado no excede los 18 meses. Complementar la producción de vapor y calor con la generación de electricidad aumentará significativamente la eficiencia económica de este método de utilización de PP. Entonces, al generar 10 t / h de vapor con los parámetros de 1.4 MPa y 250 ° C en el modo de calefacción con calentar el agua de la red a 80 ° C (modo de suministro de agua caliente), es posible generar alrededor de 900 kWh de electricidad. , de los cuales hasta 200 kWh - para la sala de calderas, y el resto - para las propias necesidades de la granja avícola.

Este método de reciclar PP es el más rápido con un período de recuperación de los gastos de capital de no más de 1,5 a 2,0 años. Los componentes de los costos de capital y la eficiencia económica dependen de las condiciones reales y se calculan caso por caso. La producción integrada de calor para el suministro de agua caliente y calefacción, el vapor de proceso y la electricidad en las salas de calderas sobre estiércol de cama aumentará significativamente la independencia de las granjas avícolas de los proveedores de energía y las tarifas para ellas.

Titulares de la patente RU 2538566:

La invención se refiere al campo de la energía y se puede utilizar en unidades de caldera para la eliminación de excrementos de aves de corral, incluso directamente en granjas avícolas con el fin de generar calor y electricidad, así como obtener cenizas como valioso fertilizante mineral. El resultado técnico es la combustión de excrementos de aves de corral con postcombustión completa de gases nocivos y fétidos. El método prevé la alimentación de excrementos de aves en la cámara de combustión con la organización del proceso de combustión en su parte de la capa inferior y la postcombustión del gas generador y los volátiles en su parte superior. En este caso, el estiércol de aves de corral se introduce en la parte superior del vórtice de la cámara de combustión, seguido de su secado cuando se mueve a través de esta parte bajo la influencia de la gravedad, y luego en capas sucesivas (zonas) de la paca de la parte de la capa inferior de la cámara de combustión: una capa de secado y liberación de volátiles, una capa de coque inerte incandescente, una capa reductora, una capa oxidante de coque quemado, una capa de enfriamiento, granulación y descarga de cenizas, agitada por una barra susurrante con el suministro de aire primario calentado a través de la rejilla, en la que se encuentran las capas anteriores, seguido de la postcombustión del gas generador y los volátiles en la parte superior del vórtice de la cámara de combustión ... 2 n. y 3 c.p. f-ly, 1 dwg

La invención propuesta se refiere al campo de la energía. Un área de aplicación más específica de la invención será el equipo de combustión, por ejemplo, unidades de caldera, incluidas las móviles, que utilizan excrementos de aves de corral, por ejemplo pollo, directamente en granjas avícolas con el fin de generar calor y energía eléctrica, así como obteniendo cenizas como valioso fertilizante mineral.

Las siguientes soluciones técnicas pueden seleccionarse como análogas de la invención propuesta.

Un conocido método de quema de combustible sólido en estado pulverizado en un horno de cámara gamma con chorros que se cruzan (Kotler V.R. Hornos especiales para calderas de energía, M.: Energoatomizdat, 1990, p. 18, Fig. 8). En un horno de este tipo, se garantiza una alta densidad térmica del volumen del horno, una buena retención de las partículas de combustible en el volumen del horno debido a la creación de un movimiento de vórtice de gases con un eje de rotación horizontal, lo que garantiza una alta eficiencia de combustión. La desventaja de este método es la inestabilidad del proceso de combustión con fluctuaciones en la carga en términos de consumo de combustible y contenido de humedad, alta temperatura que conduce a la formación de óxidos de NO x nocivos, incapacidad para quemar combustibles con alta humedad de fracción grande, que incluir excrementos de pájaros.

El conocido método de combustión de combustible triturado, descrito en la patente RU 2127399, publicada el 10.03.1999, en el que la temperatura en el pre-horno se mantiene a un nivel que no excede la temperatura de ablandamiento de la ceniza. La desventaja de este método en relación con el problema de quemar estiércol de aves es la imposibilidad de descomposición térmica de productos nocivos de gasificación de excrementos de aves debido a la temperatura relativamente baja del proceso del horno y la falta de posibilidad de secado preliminar del combustible. dentro del propio horno debido al principio ciclónico de combustión.

Como análogo más cercano de la invención propuesta, se puede elegir un dispositivo para quemar una mezcla de materiales carbonosos y excrementos según la patente RU 2375637, publicada el 10.12.2009, y, en consecuencia, se puede elegir el método de quemar excrementos descrito en esta fuente. El dispositivo propuesto incluye un horno para quemar estiércol de aves, que contiene una cámara de radiación con boquillas de soplado. El método de quemar estiércol de aves de corral en el dispositivo conocido prevé alimentar estiércol de aves de corral en una cámara de radiación con la organización del proceso de combustión del combustible en su parte de capa inferior y sobreviviendo al gas generador y volátiles en su parte superior. El dispositivo conocido de RU 2375637 está destinado directamente a quemar masa de estiércol-cama, sin embargo, este dispositivo se caracterizará por todas las desventajas enumeradas anteriormente para el método de acuerdo con la patente RU 2127399. Es decir, descomposición térmica de productos de gasificación nocivos y fétidos. de excrementos de pájaros también es imposible y no existe la posibilidad de un secado preliminar del combustible dentro del propio horno debido a la falta de un mecanismo de suministro de combustible. Además, el dispositivo según RU 2375637 tiene un diseño bastante complejo, que incluye un sistema de particiones entre la masa de estiércol quemado y el combustible para la combustión, ubicado en la cámara de radiación del horno (su baja confiabilidad es obvia), y también requiere una unidad separada para la limpieza de los gases de combustión.

A su vez, la invención propuesta eliminará los inconvenientes anteriores y nos permitirá proponer un método para quemar excrementos de aves, así como un horno para implementar el método, que permitirá quemar excrementos de aves con postcombustión completa de gases nocivos y fétidos. El resultado técnico especificado se logra cuando se utiliza el método propuesto para quemar estiércol de aves de corral, así como una caldera para implementar el método.

El método propuesto para quemar estiércol de aves de corral prevé la alimentación de estiércol de aves de corral en la cámara de combustión con la organización del proceso de combustión en su cámara de combustión inferior y la postcombustión de gas generador y volátiles en su parte superior. A diferencia del análogo, el estiércol de aves de corral se introduce en la parte superior del vórtice de la cámara de combustión con su secado cuando se mueve a través de dicha parte bajo la acción de la gravedad. En la parte de la capa inferior de la cámara de combustión, se organiza un proceso de combustión de generación de semi-gas en una paca agitada que contiene una capa de coque inerte incandescente, seguido de la postcombustión del gas generador y los volátiles en la parte superior del vórtice de la cámara de combustión. En este caso, los chorros de aire secundario calentado dirigidos entre sí se insuflan en la parte de vórtice de la cámara de combustión. Se suministra aire primario calentado a la parte de la capa inferior de la cámara de combustión. La bala mencionada se agita con una barra susurrante. Los gases de escape de la cámara de combustión ingresan a la cámara de radiación.

La caldera propuesta para quemar estiércol de aves de corral es una cámara de combustión, dividida en una parte de vórtice superior con al menos una abertura para descargar el estiércol de aves de corral y boquillas de soplado de aire secundario y una parte de la capa inferior equipada con un medio para organizar una combustión de generación de semi-gas. proceso en un fardo agitado que contiene una capa de coque inerte incandescente. En la capa inferior de la cámara de combustión hay una rejilla, sobre la que se colocan las capas de balas de abajo hacia arriba: una zona de enfriamiento, granulación y descarga de cenizas, en la que se mueve la barra susurrante; zona oxidante de quemado del coque; zona de recuperación; zona de coque inerte; área de secado y liberación de volátiles. Las boquillas de soplado de aire primario se fabrican en la rejilla. En la parte superior de la cámara de combustión, se construyen boquillas a través de las cuales se sopla aire secundario hacia la caldera, que forma una zona de combustión en vórtice. Una cámara de radiación está conectada a la parte superior del vórtice de la cámara de combustión. Las paredes de la cámara de combustión y la cámara de radiación están blindadas por conductos del circuito de circulación de la planta de calderas.

El estiércol de aves de corral es un combustible especial y específico que dificulta su combustión en dispositivos de combustión tradicionales diseñados para la eliminación de desechos de madera y otros productos vegetales. Las principales características del estiércol de aves de corral son un contenido de humedad inicial relativamente alto, un contenido de cenizas relativamente alto, un punto de fusión de cenizas bajo, que conduce a una mayor tendencia a la formación de escoria, un alto contenido en los productos de gasificación del combustible de sustancias nocivas para el medio ambiente. y fétidos para el ser humano: amoniaco, sulfuro de hidrógeno, mercaptanos, etc.

En consecuencia, la tecnología de incineración de estiércol de aves de corral debe cumplir los siguientes requisitos básicos:

Proporcionar la posibilidad de un secado preliminar del combustible en la capa hasta un contenido de humedad correspondiente a las condiciones del proceso de combustión;

Proporcionar la posibilidad de descomposición térmica en la cámara de combustión de gases nocivos y fétidos, como amoniaco, sulfuro de hidrógeno, mercaptanos, para evitar su entrada al medio ambiente en la composición de los gases de combustión;

Eliminación de la posibilidad de escoriación de la rejilla del horno y las superficies de intercambio de calor del haz de tubos de la caldera;

Asegurar, si es posible, la captura de partículas finas del residuo de cenizas y partículas de combustible no quemadas arrastradas por los gases de combustión antes de que entren en los conductos de gas de las superficies de intercambio de calor del grupo de caldera.

En consecuencia, el objetivo al crear un método para quemar estiércol de aves de corral y una cámara de combustión correspondiente será

Proporcionar la posibilidad de quemar estiércol de aves de corral a condición de que se eliminen las cenizas sólidas;

Eliminación de la posibilidad de escoriación de la rejilla del horno y el haz de tubos de la unidad de caldera;

Neutralización de gases nocivos liberados durante la combustión de excrementos;

Purificación de gases de combustión a partir de partículas finas de ceniza antes de ingresar a las superficies de intercambio de calor del haz de tubos convectivos de la unidad de caldera;

Eliminación de la posibilidad de formación de óxidos de nitrógeno nocivos NO x;

Mejorar las condiciones de ignición para combustibles de diferentes fracciones con alto contenido de humedad;

Mejora de la estabilidad del proceso de combustión y la integridad de la combustión.

Para lograr este objetivo, la caldera se divide sujetando 2 en dos cámaras: cámara de combustión 3 y radiación (convectiva) 4. La cámara de combustión 3 se divide condicionalmente en altura en dos partes: capa inferior y vórtice superior. En la parte de la capa inferior de la parrilla en una paca (es decir, en un lecho fijo de combustible) con una altura de al menos 300 mm, se implementa un proceso de combustión de generación de semi-gas, que incluye el secado de combustible fresco, la liberación de componentes volátiles de él con la formación de coque, la formación de gas generador en la zona de reducción y la quema de coque en la zona de oxidación de la bala. El secado de combustible fresco húmedo, la ignición eficaz del combustible y el aumento de la estabilidad de la combustión se ven facilitados por la presencia de una capa incendiaria estabilizadora de coque inerte incandescente en la bala. Para mantener el proceso de combustión de generación de gas, se suministra aire primario en una cantidad del 70% del aire teóricamente requerido a la zona de generación de gas desde abajo a través de canales en la parrilla.

En la zona oxidante de la bala, la temperatura es bastante alta, lo que conduce a la fusión de la superficie exterior de las partículas de ceniza y su ablandamiento. Sin embargo, la escoriación de la rejilla no se produce debido al hecho de que durante el descenso gravitacional de la ceniza hacia abajo, el enfriamiento convectivo de las partículas de ceniza se produce por el flujo de aire primario suministrado desde abajo a través de los canales de la rejilla, así como el enfriamiento por conducción. mediante la eliminación del calor de las partículas de ceniza ablandadas y fundidas a partículas sólidas más frías en la capa inferior de ceniza, que forma una capa protectora que separa el área de partículas fundidas de la superficie de la parrilla. Parte del calor liberado en la zona de oxidación se transfiere por intercambio de calor conductivo a la zona de reducción superior más fría, donde tiene lugar la reacción de reducción de CO 2 a CO con absorción de calor. Como resultado del enfriamiento, una película de escoria líquida cristaliza en la superficie de las partículas de ceniza, lo que conduce a su granulación y transformación en pequeños gránulos adecuados para la eliminación de cenizas sólidas. El acceso del aire de enfriamiento a las partículas de ceniza y la mezcla activa de las partículas de ceniza derretidas con partículas más frías de ceniza sólida se proporciona mediante un movimiento alternativo a lo largo de la rejilla de la barra susurrante 7. La velocidad de lijado de la capa y la eliminación de la ceniza sólida es tal que, de acuerdo con Se mantuvo el equilibrio térmico de la capa de ceniza, el exceso de calor y una capa protectora de ceniza sólida de espesor suficiente para que en ella se produjera el proceso de enfriamiento y cristalización de las partículas de ceniza fundida, con el fin de proteger la rejilla de la escoriación y asegurar eliminación de cenizas sólidas. Además, el enfriamiento de la capa de ceniza también se lleva a cabo debido a la evacuación de parte del calor a los tubos de pared 9 del circuito de circulación de la caldera, ubicados en la superficie lateral de la cámara de combustión.

En la parte superior de la cámara de combustión 3, se realiza la combustión en vórtice del gas generador generado y los volátiles, postcombustión de las partículas finas de combustible retiradas de la capa y retorno a la capa de partículas de ceniza, secado parcial del combustible fresco, así como térmico. neutralización de gases nocivos y fétidos. Para esto, en la zona de vórtice de la cámara de combustión 3 a través de las boquillas 5, ubicadas una frente a la otra en el área de pellizco 2 y dirigidas hacia abajo en un ángulo de 30 ... 60 ° con el horizonte, se sopla en chorros afilados a una velocidad de 100 ... 140 m / s calentado a 250-350 ° C aire secundario. La cantidad de aire secundario es del 45 al 50% de la cantidad total de aire necesaria para la combustión. La dirección de movimiento de los chorros es contra-dirigida debido al hecho de que las boquillas 5 en las paredes del horno opuestas entre sí están instaladas con un cierto escalón en el plano horizontal. La disposición opuesta de las boquillas ayuda a estabilizar el asiento de combustión y nivelar el campo de temperatura en la zona de vórtice. Debido a tal aerodinámica, en el espacio de la capa superior del horno debajo de la constricción 2, como resultado de la interacción de impacto de los chorros, se forman dos grandes vórtices con un eje de rotación horizontal. En el centro del horno, las trayectorias de movimiento de los vórtices están descendiendo, y cerca de las paredes del horno, están ascendiendo.

Los hornos de rebose se han desarrollado históricamente como hornos de tipo semiabierto forzado con un alto estrés térmico en el volumen del horno. Por lo general, se utilizan para la implementación de la eliminación de escoria líquida, ya que desarrollan una temperatura elevada. Sin embargo, en este caso, debido al blindaje de la cámara de combustión por las tuberías del circuito de circulación de la caldera, el exceso de calor se elimina de la zona de combustión, lo que permite organizar el proceso de combustión, asegurando una disminución de la temperatura del horno. volumen hasta un nivel que excluya la escoriación del horno y la formación de óxidos de nitrógeno nocivos NO x. Debido al suministro de una ráfaga fuerte y al torbellino del flujo, el gas generador y el aire secundario calentado se mezclan activamente, por lo que se mantiene una temperatura suficientemente alta en el área de colisión de los chorros en el centro de la horno, que es necesario para la neutralización térmica de gases nocivos y fétidos.

La ventana 1 de descarga de combustible nuevo está ubicada estructuralmente de modo que, cuando se descarga, el combustible entra en la zona de vórtice de temperatura más alta dirigida hacia abajo a los chorros. Debido a la organización de la circulación múltiple de los gases de combustión en el vórtice, la retención en la cámara de radiación por debajo de la constricción de las partículas finas de combustible sólido lleva a cabo desde la capa hasta su completa combustión. Esto asegura un aumento en la integridad de la combustión del combustible y una disminución en la pérdida de calor con subcombustión mecánica. Debido a la intersección en la zona de salida de las boquillas 5 de chorros lentos de corrientes ascendentes con baja energía cinética, con chorros inclinados de alta velocidad de las boquillas 5, que tienen alta energía cinética, se interceptan pequeñas partículas de residuos sólidos de cenizas. el flujo ascendente y se separó en un chorro de alta velocidad descendente. Debido a la energía cinética adquirida, durante el giro inverso sobre la capa de chorros de vórtice dirigidos hacia abajo bajo la acción de la fuerza inercial, las partículas de ceniza se eliminan del chorro y caen dentro de la capa. Por lo tanto, se realiza la limpieza de los gases de combustión de las partículas de ceniza de fracción pequeña y no se permite su eliminación a la parte convectiva.

La tecnología propuesta para quemar estiércol de aves de corral se lleva a cabo de la siguiente manera. Los excrementos de aves de corral a través de la ventana (comedero) 1 entran en la parte de alta temperatura de la zona de vórtice de la cámara de combustión 3, donde, en el proceso de caída sobre el lecho, se secan parcialmente. Sobre la parrilla 6 hay una capa de combustible con un espesor mínimo de 300 mm (bala), en la que se realiza el proceso de generación de semi-gas. En la paca, como se muestra, se ubican secuencialmente de arriba hacia abajo: una zona de secado y liberación de volátiles, una zona de coque inerte, una zona de reducción en la que ocurre la formación de gas generador, una zona oxidante de quemado de coque, un zona de enfriamiento, granulación y descarga de cenizas. La paca en sí está ubicada inmóvil sobre la parrilla, pero en su interior hay un descenso gravitacional del combustible, que pasa por todas las etapas del proceso sucesivamente. La parte inferior de la paca (la zona de enfriamiento, granulación y descarga de cenizas) se desnata continuamente por medio de una barra susurrante 7, con la ayuda de la cual la ceniza se descarga en el recolector de cenizas 8. Para mantener el proceso en la paca y enfriar la escoria desde abajo a través de los orificios de la rejilla 6, calentarla a una temperatura de 250-350 ° C de aire primario en la cantidad del 70% de la teóricamente requerida.

El aire secundario calentado a 250-350 ° C se insufla en la zona de vórtice de la cámara de radiación 3 a través de toberas 5 contra-inclinadas ubicadas en el área de pellizco 2 entre la cámara de combustión 3 y la cámara de radiación 4 en una cantidad de 70 % del aire requerido a una velocidad de 100 ... 140 m / s ... Como resultado de la interacción contraria de los chorros, se forman vórtices, en los que se produce la mezcla activa con el gas generador y su combustión, la combustión de partículas de combustible sólido de grano fino eliminadas de la capa, la neutralización térmica de los gases nocivos y fétidos emitidos. de excrementos de pájaros. Como resultado de la interacción transversal de chorros con diferente energía cinética en su intersección mutua del flujo de gases de combustión ascendentes, las partículas sólidas del residuo de cenizas se separan y regresan al lecho. Para evitar la creación de temperaturas demasiado altas en la cámara de combustión, creando una amenaza de fusión de cenizas y escoria del horno, las superficies laterales de la cámara de combustión están blindadas con tuberías 9 incluidas en el circuito de circulación de la caldera, a las que se extrae el calor.

Como se muestra arriba, el dispositivo para la implementación del método propuesto es un horno, dividido por sujeción 2 en dos cámaras: horno 3 y radiación 4. El horno 3, a su vez, se divide en dos zonas: combustión en capas y combustión en vórtice. Sobre la parrilla 6 hay una bala fija de combustible con una altura de al menos 300 mm, en la que se implementan todas las etapas del proceso de generación de gas. Para su mantenimiento, se suministra aire primario calentado a través de los orificios de la rejilla 6. La parte inferior de la capa se somete a un lijado continuo mediante el movimiento alternativo de la barra susurrante 7, que lleva a cabo la extracción de cenizas en el colector de cenizas 8. En la zona de combustión de vórtice en la zona de apriete 2, las boquillas de soplado 5 son ubicados uno frente al otro de manera contra-oblicua en el plano horizontal para suministrar aire secundario calentado. La ventana de descarga de combustible fresco en el horno está ubicada de manera que la descarga de combustible fresco se realice a lo largo de la línea de intersección de los ejes de los chorros opuestos para asegurar el movimiento descendente del combustible junto con los chorros hacia abajo en el cama. Debido al efecto de eyección de los chorros, esto reduce el arrastre de partículas finas de combustible con alta resistencia al viento, y la alta temperatura en el centro de combustión en el punto de colisión de los chorros asegura un secado parcial del combustible húmedo incluso en el proceso de está cayendo en la capa. Cuando los chorros se cruzan en la zona de la boca de la tobera, un chorro de alta energía separa el residuo de cenizas de los chorros ascendentes de gases de combustión con menor energía y devuelve estas partículas al lecho.

Por tanto, se propone método efectivo para la quema de estiércol de aves, así como un horno para su implementación, que permitirá quemar excrementos de aves con postcombustión completa de gases nocivos y fétidos.

1. Un método para quemar estiércol de aves de corral, que prevé el suministro de estiércol de aves de corral a la cámara de combustión.
con la organización del proceso de combustión en su parte de capa inferior y postcombustión de gas generador y volátiles en su parte superior, caracterizada porque
se sirven excrementos de aves
en la parte superior del vórtice de la cámara de combustión con su posterior secado al moverse a través de esta parte bajo la influencia de la gravedad,
y luego en capas (zonas) sucesivamente ubicadas de la bala de la parte de la capa inferior de la cámara de combustión:
capa de secado y liberación de volátiles,
una capa de coque inerte incandescente,
capa de restauración,
capa oxidante de coque quemado,
una capa de enfriamiento, granulación y descarga de cenizas, agitada por una barra susurrante con el suministro de aire primario calentado a través de la rejilla, en la que se encuentran las capas enumeradas anteriormente,
con posterior postcombustión del gas generador y los volátiles en la parte superior del vórtice de la cámara de combustión.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque chorros de aire secundario calentado dirigidos entre sí se insuflan en la parte superior del vórtice de la cámara de combustión.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los gases de escape de la cámara de combustión se introducen en la cámara de radiación.

4. Una caldera para quemar estiércol de aves de corral, que contenga una cámara de combustión con boquillas de soplado, caracterizada porque
la cámara de combustión se divide en
una parte superior del vórtice con al menos un puerto de descarga de estiércol de aves de corral y boquillas de soplado de aire secundario, y
la parte de la capa inferior para organizar la combustión del estiércol de aves de corral de acuerdo con cualquiera de los párrafos 1-3.

5. Caldera según la reivindicación 1, caracterizada porque las paredes de las cámaras de combustión y radiación están blindadas por conductos del circuito de circulación de la planta de calderas.

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La invención se refiere al campo de la energía, está destinada a la eliminación de residuos en empresas del complejo agroindustrial. El resultado técnico es mejorar la calidad de la combustión del estiércol y extender la vida útil de la planta de combustión de combustible.

La invención se refiere a medios para la destrucción de residuos sólidos domésticos e industriales carbonosos. El incinerador de residuos sólidos que contienen carbono contiene un dispositivo para cargar residuos con un alimentador de tornillo 14, una cámara de combustión 1, un dispositivo de encendido 4, un postquemador 2 con una antorcha de plasma, un sistema de flujo de aire, un remolcador de flujo de aire, un sistema para limpiar y eliminar los productos de combustión, un intercambiador de calor 10 y el soplete de plasma contienen un dispositivo para iniciar una descarga, un electrodo externo y un electrodo central.

La invención se refiere al campo de la metalurgia ferrosa, en particular al procesamiento de residuos industriales que contienen cloro a base de bifenilos policlorados, y puede utilizarse para la eliminación de estos residuos en un horno de cuba.

La invención se refiere al campo de la cohetería, en concreto a un sistema de riego de tipo abierto instalado en el camino de los productos de combustión para su enfriamiento y localización con un motor cohete horizontal sobre combustible sólido, pudiendo ser utilizado tanto en pruebas como en la eliminación de el cohete carga el motor de combustible sólido.

La invención se refiere a sistemas con PCS, secadores térmicos, controladores automáticos y métodos, según los cuales los principales parámetros de funcionamiento de la combustión, preferiblemente la temperatura del lecho fluidizado y el eje del horno y la T correspondiente, se utilizan para controlar el flujo másico. caudal y calidad de los lodos suministrados al horno y al secador mediante el control de los procesos de deshidratación aguas arriba y / o operaciones de mezclado de lodos sólidos de depuradora.

La invención se refiere al campo del procesamiento, eliminación y eliminación de sólidos Desechos domésticos... Para la disposición térmica de los residuos se perfora un pozo, se realiza la gasificación de los componentes orgánicos de los residuos mediante calentamiento controlado y suministro de combustible para la obtención del gas de síntesis y su posterior extracción.

Las invenciones se pueden utilizar en la agricultura y en la industria de la madera. El método de procesamiento térmico de materias primas orgánicas incluye la carga de la materia prima y su movimiento horizontal por el pistón (2) a lo largo de la tubería a través de las cámaras de secado por convección (3), pirólisis (4), condensación (5).

La invención se refiere a métodos para procesar residuos sólidos urbanos (RSU) no clasificados mediante pirólisis y gasificación en un horno reactor con el fin de obtener gas combustible y pueden utilizarse para la destrucción térmica de RSU almacenados en vertederos de grandes asentamientos.

Las invenciones se pueden utilizar para la eliminación de residuos domésticos sólidos, residuos de carpintería, producción agrícola e industria alimentaria, así como para el procesamiento de productos sólidos bajos en calorías que contienen un componente orgánico.

La invención se refiere al campo del tratamiento de residuos sólidos domésticos e industriales con la producción de gas de síntesis como producto final. El método de destrucción de materias primas que contienen carbono y nitrógeno incluye introducir materias primas que contienen carbono y nitrógeno en un cuerpo cilíndrico, calentarlo, crear un vacío en la cavidad interna del cuerpo, eliminar el gas y descargar el residuo de ceniza.

La invención se refiere a métodos de gasificación de tipos sólidos de combustibles carbonosos: carbones pardos y bituminosos, esquisto y turba. Cuando la gasificación de combustibles sólidos que contienen carbono, incluido el calentamiento, la pirólisis de combustible de carbono sólido suministrado al baño con escoria fundida de un horno eléctrico de electrodo sellado al pasar agentes gasificantes a través de la escoria fundida con combustible de carbono sólido, así como al pasar una corriente eléctrica utilizando un circuito eléctrico formado que incluye electrodos introducidos, se pasa una corriente eléctrica trifásica a través de la escoria fundida con combustible de carbono sólido, cuyo valor se determina de acuerdo con el consumo de combustible sólido y teniendo en cuenta la potencia requerida determinada a partir de las expresiones: P a = G ⋅ w el 3600, MW t, donde G es el consumo de combustible sólido en el horno eléctrico, kg / h, wel es el consumo específico de electricidad. // 2493487

La invención se refiere al campo del procesamiento térmico de materiales que contienen carbono con la formación de gases de combustión. El dispositivo para la gasificación de materias primas carbonosas finamente dispersas que fluyen libremente y lodos biológicos granulares contiene un horno de vórtice con una cámara de combustión, un dispositivo para calentar la cámara de combustión, un dispositivo de carga, la primera y segunda líneas para suministrar el flujo de gas en la tangencial dirección a la cámara de combustión, el primer y segundo sopladores.

Las invenciones se pueden utilizar en el campo. procesamiento industrial productos combustibles que contienen carbono e hidrocarburos. Un método para procesar productos combustibles que contienen carbono y / o hidrocarburos incluye el procesamiento secuencial capa por capa de una carga en un reactor en presencia de un catalizador. En el reactor, la carga pasa de las zonas de arriba a abajo de los productos de calentamiento de procesamiento (9), pirólisis (8), coquización (7), combustión (6) con la formación de un residuo sólido, que se descarga de la zona de descargar los residuos sólidos del procesamiento (2) con una ventana de descarga (3) del espacio de trabajo del reactor de forma cíclica manteniendo su estanqueidad. La cámara de trabajo sellada (1) del reactor contiene una zona para el suministro de partículas finas húmedas de residuos de combustibles sólidos y su pirólisis y coquización (14), combinada con las zonas para el suministro (4) y calentamiento (5) de un agente que contiene oxígeno. El canal de suministro de agente que contiene oxígeno (15) está conectado a la tolva dosificadora (16) de partículas finas húmedas de residuos de combustible sólido, a partir de la cual se forma un flujo fluidizado en la zona (14) del reactor. Una cantidad adicional de un agente que contiene oxígeno se introduce en el reactor como parte de la corriente principal, que es necesaria para la posterior combustión de pequeñas partículas de residuos de combustible sólido que han pasado por las zonas de pirólisis (8) y coquización (7). y transfieren su humedad a vapor sobrecalentado. Las invenciones llevan a cabo la utilización completa de pequeñas fracciones de productos procesados, permiten obtener gas de alto poder calorífico y aumentar el rendimiento y la calidad de los productos terminados. 2 n. y 4 c.p. cristales f, 1 dwg., 2 tbl., 1 ej.

La invención se refiere al campo de la energía y se puede utilizar en unidades de caldera para la eliminación de excrementos de aves de corral, incluso directamente en granjas avícolas con el fin de generar calor y electricidad, así como obtener cenizas como valioso fertilizante mineral. El resultado técnico es la combustión de excrementos de aves de corral con postcombustión completa de gases nocivos y fétidos. El método prevé la alimentación de excrementos de aves en la cámara de combustión con la organización del proceso de combustión en su parte de la capa inferior y la postcombustión del gas generador y los volátiles en su parte superior. En este caso, los excrementos de aves se introducen en la parte superior del vórtice de la cámara de combustión, luego se secan mientras se mueven a través de esta parte bajo la acción de la gravedad, y luego en las capas sucesivas de la bala de la parte inferior de la combustión. cámara: una capa de secado y liberación de volátiles, una capa de coque inerte incandescente, una capa reductora, una capa oxidante de coque quemándose, una capa de enfriamiento, granulación y descarga de cenizas, agitada por una barra susurrante con el suministro de aire primario calentado a través de la rejilla, en la que se encuentran las capas anteriores, seguido de la postcombustión del gas generador y los volátiles en la parte superior del vórtice de la cámara de combustión. 2 n. y 3 c.p. f-ly, 1 dwg

Zharkov G.V. *, Ph.D. P'yanykh K.E. **, Pupin V.B. **.
* LLC "Adaptika" ( smt. Belye Berega, Bryansk, Rusia),
** Gas ​​Institute NAS U (Kiev, Ucrania)

anotación... Con el desarrollo de la avicultura, el problema de la utilización de estiércol de aves de corral es cada vez más importante. La basura es un fuerte contaminante del suelo, el agua y el aire. Al mismo tiempo, el estiércol es una valiosa materia prima para la producción de fertilizantes, aditivos para piensos compuestos y un recurso energético. Se presenta un análisis comparativo de varias direcciones de utilización de la basura. El enfoque más eficaz parece ser un enfoque integrado de utilización, que se basa en la producción y gasificación de pellets a partir de estiércol de hojarasca utilizando residuos de cenizas de coque como fertilizante de alta calidad y la generación de energía eléctrica y térmica para necesidades propias y externas. consumidores. Se dan las composiciones del gas generador obtenido durante la gasificación de pellets de hojarasca y estiércol nativo. Se propone el esquema de la empresa para el procesamiento complejo de estiércol.

Actualmente la industria de más rápido crecimiento Agriculturaáreas - avicultura. Consigue el mayor rendimiento de producto por unidad de pienso consumido. Como resultado, de 2008 a 2012 en Federación Rusa hubo un aumento constante en la población de aves de corral. Durante este período, aumentó en 123,4 millones de cabezas. Solo el aumento en 2012 ascendió a más de 24 millones de cabezas, llegando a 394,2 millones de cabezas a principios de 2013. Obviamente, como toda industria en auge, la industria avícola tiene dificultades para crecer. Uno de los problemas más dolorosos es el problema de la eliminación del estiércol de pollo.

El Ministerio recursos naturales RF de fecha 02.12.2002, se aprobó el "Catálogo de Clasificación Federal de Residuos", en el cual los excrementos de aves se incluyen como una sustancia de clase de peligro III. Las granjas avícolas comenzaron a imponer graves sanciones por la eliminación de los llamados "desechos peligrosos".

Teniendo en cuenta el decreto del gobierno ruso de 12 de julio de 2003 No. 344 "Sobre las normas de pago por emisiones de contaminantes al aire por fuentes fijas y móviles, descargas de contaminantes en cuerpos de agua superficiales y subterráneos, eliminación de la producción y desechos de consumo "para la eliminación de desechos de clase de peligro III (excrementos de aves de corral) de granjas avícolas se cobrará una multa de 497 rublos. por tonelada, si el estiércol de aves de corral no se utiliza en las granjas avícolas, pero se acumula en las instalaciones de almacenamiento. En la actualidad, según el Ministerio de Agricultura, los pagos de las empresas agrícolas por colocar estiércol y otros desechos en sus tierras alcanzan los 35 mil millones de rublos. por año, excluidas las multas por contaminación ambiental.

El estiércol sin basura es 10 veces más peligroso que los desechos municipales en términos de contaminación química del medio ambiente. Al ser un entorno favorable para la preservación y el desarrollo de diversos microorganismos y helmintos, los excrementos representan una amenaza de contaminación de los cuerpos de agua, el suelo, agua subterránea, forrajes y pastos, patógenos peligrosos para las personas y los animales. De acuerdo a La organizacion mundial cuidado de la salud más de 100 especies de diversos agentes causantes de enfermedades animales y humanas pueden desarrollarse con éxito en este entorno.

El nivel más alto de estrés ambiental lo experimentan los campos de eliminación de estiércol sin basura. El área de campos contaminados con desechos organogénicos, incluida la cría de animales, en la Federación de Rusia supera los 2,4 millones de hectáreas, con un 20% muy contaminado, un 54% contaminado y un 26% ligeramente contaminado. Estas tierras son una fuente constante de contaminación de la biosfera. Con almacenamiento a largo plazo de excrementos en áreas sin pavimentar abiertas a precipitación atmosférica, problemas ecológicos son inevitables. En la capa superficial del suelo (0,4 m), el nivel de nitrógeno mineral alcanza los 4950 kg / ha, incluido el nivel de nitrógeno nitrato supera los 2500 kg / ha, que es 17 veces mayor que en el suelo no contaminado. En el agua subterránea, el contenido de nitrógeno nitrato excede su contenido en las aguas de drenaje del campo en 2 veces, nitrógeno amoniacal - 8 veces, fósforo - 11 veces, potasio - 10 veces. El daño ambiental solo por la violación de las regulaciones para el uso de estiércol sin basura se estima actualmente en 150 mil millones de rublos. Los daños causados ​​por daños a la salud humana y animal no se pueden estimar ni siquiera de forma aproximada. La tasa de incidencia de la población en las regiones donde operan grandes empresas ganaderas y granjas avícolas es 1,6 veces mayor que su promedio en la Federación de Rusia.

Estos datos confirman que la eliminación de residuos bien organizada es muy importante tanto para el desarrollo exitoso de una producción competitiva como para asegurar la coexistencia de las granjas avícolas y la población de los territorios adyacentes.

El estiércol de pollo no solo es un desperdicio, sino también una valiosa materia prima que debe utilizarse. Se sabe que los excrementos de pájaros son:

• fertilizante orgánico con alto contenido en nutrientes. El estiércol de pollo como fertilizante es superior al estiércol, contiene: nitrógeno (N) - 1,6%, fósforo (P) - 1,5%, potasio (K) - 0,8%, calcio (Ca) - 2,4%, magnesio (Mg) - 0,7%, azufre (S) - 0,4%. También contiene oligoelementos: cobre, manganeso, cobalto, zinc y aminoácidos;
• valioso aditivo para piensos. El estiércol de pollo seco contiene 26-38% de proteína cruda, 12-14% de fibra, 3-5% de grasa, 3-9% de calcio, hasta un 5% de fósforo;
• biocombustible, cuyo poder calorífico neto es de 3500 ... 4000 kcal / kg de peso seco, según la presencia y composición de la cama.

El uso de basura no solo es técnicamente posible, sino que también se justifica económicamente. Es de interés crear una empresa diseñada para el uso integrado de excrementos en todas las áreas anteriores. Resumamos las principales disposiciones de este enfoque.

La basura como materia prima para la producción de fertilizantes. La esencia del proceso implica la producción de fertilizantes granulares utilizando el método de compostaje acelerado. Este enfoque cumple plenamente los requisitos del documento "Normas veterinarias y sanitarias para la preparación para su uso como fertilizantes orgánicos de estiércol, excrementos y efluentes en enfermedades infecciosas e invasivas de animales y aves de corral" (aprobado por el Ministerio de Agricultura y Alimentación de la Federación de Rusia el 08/04/1997 No. 13-7-2 / 1027) y le permite obtener un producto ecológico de alta calidad para el cual existe una demanda constante de los productores agrícolas. Los requisitos de calidad, métodos de control, condiciones de almacenamiento, transporte e incluso normas para el uso de dicho producto ya se han desarrollado y establecido en GOST R 53117-2008 “Fertilizantes orgánicos a base de desechos animales. Condiciones tecnicas". Existen soluciones listas para usar para el compostaje acelerado, se han realizado estudios sobre el efecto de los fertilizantes basados ​​en el compostaje de estiércol en el rendimiento de los cultivos. Solo falta seleccionar un conjunto de equipos para la producción de equipos, dotarlos de portadores de energía y comenzar a formar una red de consumidores, producción y venta. Obviamente, si el costo de los fertilizantes producidos no es alto y la forma es conveniente para su uso, este producto competirá significativamente con los fertilizantes minerales tradicionales.

La basura como componente de los piensos compuestos para el ganado . Una característica de la digestión en las aves es el rápido movimiento de los alimentos a lo largo del tracto alimentario. Como resultado, no se absorben todos los componentes y nutrientes. Como resultado, el contenido de un producto tan valioso como las proteínas en el estiércol de pollo supera el 30%. El tracto digestivo de los rumiantes permite la extracción eficiente de nutrientes de los piensos. Esto hace posible el uso de estiércol de aves de corral como complemento de la dieta natural del ganado. El uso de excrementos sin procesar para estos fines es imposible: el olor característico, el sabor, la microflora patógena y oportunista no permiten el uso de excrementos en forma de aditivo alimentario. Sin embargo, el secado y el tratamiento térmico pueden eliminar los olores y destruir la microflora. Esto abre amplias oportunidades para el uso de estiércol de pollo. Se llevaron a cabo estudios sobre el impacto del uso de excrementos como aderezo en muchos países, incluida la URSS, que arrojaron consistentemente buenos resultados. Animales de granja ".

El aderezo en forma de estiércol de pollo preparado puede aumentar significativamente el aumento de peso de los animales durante el engorde, al tiempo que reduce el costo de asegurar este aumento de peso. Al igual que en el caso de utilizar estiércol como fertilizante, los requisitos para un uso generalizado son los mismos: bajo precio y facilidad de uso.

La basura como recurso energético. Hagamos una reserva de inmediato que utilizando el nativo (sin basura) la basura para satisfacer las necesidades energéticas no se considera razonable. La frase de Mendeleev sobre el aceite se puede atribuir completamente a los excrementos de pollo. La basura nativa debe usarse en las instrucciones anteriores. Con respecto al estiércol, cuya eliminación es un problema real, y los resultados del procesamiento no son tan inequívocos, su uso racional como recurso energético está absolutamente justificado. Son posibles varias direcciones de tal uso: producción de biogás y su uso posterior; combustión directa; gasificación y uso del combustible gaseoso resultante.

Producción de biogás asume la descomposición anaeróbica del estiércol, la purificación de biogás y la combustión en motores de pistón de gas para generar electricidad y energía térmica utilizando el calor de los gases de escape del motor.

Evaluemos la eficiencia de un complejo de cogeneración basado en una planta de biogás en base a los siguientes datos:

• el rendimiento de biogás durante la descomposición anaeróbica del estiércol de pollo con lecho con un contenido de humedad del 60%, según ZORG Biogas, alcanza los 90 m³ por tonelada.
• calor de combustión del biogás - 5000-6500 kcal / nm 3;
• durante el funcionamiento de los motores de pistón de gas en forma de energía térmica, se puede obtener hasta el 40% del potencial energético inicial del combustible;

El análisis de los datos presentados muestra:

• de 10 toneladas de arena con un contenido de humedad del 45%, se obtendrán 13,75 toneladas de arena con un contenido de humedad del 60%
• la producción de gas será de 13,75 t / h ∙ 90 m³ / t = 1237,5 m³ / h;
• el potencial energético del gas obtenido es 1237,5 m³ / h ∙ 5750 kcal / m³ = 7,12 (8,28 MW ∙ h);
• que permite generar electricidad - 8,28 MW ∙ 0,35 = 2,9 MW ∙ h;
• además, la producción de calor ascenderá a 7,12 Gcal ∙ 0,4 = 2,85 Gcal.

Así, el complejo, diseñado para la producción de biogás a partir de 10 t / h de estiércol de gallinero con un contenido de humedad del 45% y la producción de energía eléctrica y térmica, proporciona la generación de 2.9 MW de energía eléctrica y 2.85 Gcal de energía térmica. .

Las ventajas y desventajas de esta tecnología son bien conocidas. Enumeremos los principales problemas: un proceso largo y bastante delicado de procesamiento de materias primas, la necesidad de mantener la temperatura del sustrato por encima de la temperatura ambiente, grandes volúmenes de fertilizantes con alta humedad (92 ... 95%) obtenidos durante el procesamiento. Un problema importante para tal uso de estiércol son también las elevadas inversiones de capital específico para la creación de complejos, alcanzando para el caso analizado 2000 ... 2500 euros por 1 kW de capacidad instalada.

Quema directa... Considere una situación similar que involucra la producción de electricidad y calor. El estiércol de la cama se quema en una caldera de vapor, el vapor generado se utiliza para generar electricidad a través de una turbina de vapor. Considerando los complejos en las mismas condiciones, obtenemos:

• la capacidad del complejo de procesamiento de estiércol - 10 t / h (a una humedad del 45%);
• eficiencia caldera de vapor de combustible sólido - 82%;
• eficiencia Generador de turbina de vapor en funcionamiento en modo condensación -25%.

Análisis de los datos presentados:

• Tomemos el poder calorífico neto específico de la materia seca 4000 kcal / kg, que está bastante justificado en el caso de utilizar aserrín como relleno. Entonces, el calor total de combustión del estiércol de la hojarasca a una humedad del 45% será:
  4000 ∙ (1 -0,45) - 550 ∙ 0,45 = 1952,5 kcal / kg

• el potencial energético del estiércol quemado en 1 hora en la caldera será:
  1952,5 ∙ 10000 = 19,52 Gcal

• potencial energético del vapor obtenido del estiércol:
  19,52 Gcal ∙ 0,82 = 16 Gcal (18,6 MW ∙ hora)

• producción de energía eléctrica mediante una turbina de vapor que funciona en modo de condensación:
  18,6 MW ∙ hora ∙ 0,25 = 4,65 MW ∙ hora.

También es posible operar un complejo con una turbina, que proporciona extracción de vapor industrial o modo de calefacción. En este caso, se reducirá la producción de electricidad, pero el complejo podrá suministrar energía térmica.

Así, el complejo, diseñado para la combustión directa de 10 t / h de estiércol de gallinero con un contenido de humedad del 45% y la producción de energía eléctrica, puede generar hasta 4,65 MW de electricidad.

En comparación con la tecnología discutida anteriormente, los costos de capital serán significativamente más bajos. Los costos unitarios promedio para el complejo de generación de energía del ciclo de vapor son de 1500 euros por 1 kW de capacidad instalada.

Desafortunadamente, la incineración de estiércol sin tratamiento previo es una tarea difícil, cuya solución está asociada con la necesidad de garantizar el cumplimiento de las normas ambientales. El contenido de humedad y la composición del estiércol eliminado no es constante, lo que afecta el modo de funcionamiento del equipo y la composición de las emisiones.

Se presta mucha atención a la incineración de residuos en el mundo. Los requisitos especiales para la incineración de residuos se establecen en la Directiva 2000/76 / CE del Parlamento Europeo "Sobre la incineración de residuos". Este documento dice que es obligatorio al grabar residuos no peligrosos consiste en mantener una temperatura en la cámara de combustión de al menos 850 ° C y mantener los productos gaseosos a esta temperatura durante al menos 2 segundos. Si se incineran residuos peligrosos que contengan más del 1% de halógeno compuestos orgánicos expresada en cloro, la temperatura debe ser de al menos 1100 ° C. Los problemas de combustión directa y los posibles riesgos ambientales reducen significativamente el valor de este enfoque para la gestión del estiércol.

Gasificación. Una alternativa real a las tecnologías de producción de biogás y combustión directa puede ser la tecnología de gasificación de estiércol de aves de corral con el posterior uso del gas generador producido para generar calor y electricidad. Es importante que el uso de la tecnología de gasificación sea más eficaz en el marco de un complejo multifuncional para la utilización de estiércol de aves de corral. Al mismo tiempo, fertilizantes, pellets de combustible, energía eléctrica y térmica son los productos básicos a la salida del complejo.

Existen varias tecnologías para la producción de combustibles gaseosos mediante procesamiento térmico. Con base en nuestra propia experiencia en la gasificación de diversos productos iniciales, incluyendo estiércol y otros desechos de la producción agrícola, partimos de la posición de que la unidad de potencia debe utilizar combustible preparado con características estables en términos de contenido de humedad, indicadores de energía y composición fraccional. . Solo este enfoque permite obtener indicadores de rendimiento estables del complejo energético. Las soluciones sugeridas incluyen:

• secar la arena antes humedad relativa 20%;
• granulación de excrementos secos;
• gasificación de pellets de combustible;
• el uso del combustible gaseoso obtenido para la producción de calor y electricidad;
• uso de residuos de cenizas de coque para la producción de fertilizantes.

Considere la operación de un complejo diseñado para la gasificación de estiércol de pollo para las condiciones presentadas anteriormente:

• la capacidad del complejo de procesamiento de estiércol - 10 t / h (a una humedad del 45%);
• secado de excrementos a una humedad relativa del 20%
• granulación, consumo de energía - 100 kW / t de gránulos
• eficiencia motores eléctricos de pistón de gas - 35%;
• producción de energía térmica: hasta el 40% del potencial energético inicial del combustible;
• eficiencia generador de gas para generador de gas - 75%;
• producción de calor adicional 10%;
• eficiencia complejo de secado 50%
• formación de residuos de cenizas de coque: hasta un 20%.

Análisis de los datos presentados:

• Calor específico de combustión de materia seca 4000 kcal / kg, que se justifica en el caso de utilizar aserrín como relleno. El calor total de combustión del estiércol de hojarasca a una humedad del 20% será:
  4000 ∙ (1 -0,2) - 550 ∙ 0,2 = 3090 kcal / kg

El contenido de humedad del 20% corresponde al contenido de 200 kg de agua en 1 tonelada de estiércol. Para obtener tal resultado, se deben eliminar 312,5 kg de agua de 1 tonelada de estiércol con una humedad del 45%. Como resultado, de 10 toneladas de estiércol con una humedad del 45%, obtenemos 6.875 toneladas de estiércol con una humedad del 20%. La cantidad total de humedad evaporada será de 3125 kg.

• el potencial energético de la basura suministrada para gasificación será:
  3090 ∙ 6875 = 21,2 Gcal
• Potencial energético del gas obtenido del estiércol preparado:
  21,2 Gcal ∙ 0,75 = 15,9 Gcal (18,5 MW ∙ hora)
• producción de energía eléctrica mediante un motor alternativo propulsado por un generador de gas:
  18,5 MW ∙ hora ∙ 0,35 = 6,48 MW ∙ hora.
• producción de calor adicional:
  15,9 Gcal ∙ 0,1 + 15,9 Gcal ∙ 0,4 = 7,95 Gcal.
• producción de residuos de cenizas de coque: 6,875 t ∙ 0,2 = 1,375 t / h

El residuo, cuyo contenido de humedad es cercano a 0, y el contenido de minerales es más alto que el del estiércol original, se utiliza como relleno en la producción de fertilizantes compostados.

Costos de energía para el funcionamiento del complejo:

• secado de excrementos, proporcionando la eliminación de 3125 kg de humedad por hora. Consumo de calor:
  550 kcal / kg ∙ 3125 kg / 0,5 = 3,44 Gcal;
• producción de gránulos para asegurar el funcionamiento del complejo:
  6,875 t ∙ 100 kW ∙ h = 687,5 kW ∙ h.

Así, el complejo, diseñado para la gasificación de 10 t / h de estiércol de ave con un contenido de humedad del 45% y la producción de energía eléctrica y térmica, menos energía para sus propias necesidades, proporciona una generación de 6,48 - 0,6875 = 5,8 MW. eléctrica y 7,95 - 3,44 = 4,5 Gcal de energía térmica.

El complejo de gasificación puede proporcionar el suministro de combustible gaseoso para garantizar el funcionamiento de los equipos eléctricos: calderas, hornos y otras unidades que utilizan combustible. En lugar de máquinas recíprocas para la producción de energía eléctrica, también se pueden utilizar soluciones que impliquen la producción y el uso de vapor en generadores de turbina o máquinas de vapor.

Las características del complejo, incluida la gasificación del estiércol de pollo preparado, son las siguientes:

1. La tecnología implica el uso de un proceso de gasificación inversa, en el que se forman productos gaseosos en una zona de reacción de alta temperatura. El nivel de temperatura de funcionamiento 1000 ... 1200 ° C garantiza una descomposición fiable de compuestos de hidrocarburos en componentes simples. La composición del gas producido a partir del estiércol relleno con aserrín se presenta en la Tabla 1. En el marco del estudio de la posibilidad de utilizar el estiércol preparado como combustible, también se realizaron ensayos sobre la gasificación de estiércol nativo granular, que demostraron que la producción de gas energético a partir del mismo es posible solo cuando la ráfaga de aire está enriquecida. con oxígeno (Tabla 1).

Tabla 1. Composición del gas durante la gasificación de pellets de estiércol

2. La tecnología de gasificación desarrollada para la gasificación de lignito por la empresa "Sibtermo" (Krasnoyarsk) se utilizó en el procesamiento de residuos. El funcionamiento del generador se desprende del diagrama esquemático de la unidad, que se muestra en la Fig.1. El generador está lleno de combustible. La capa superior del combustible se calienta mediante calentamiento eléctrico hasta la temperatura de autoignición. A continuación, se introduce aire en el generador desde abajo. Como resultado, el lecho de reacción se calienta y comienza el proceso de gasificación. Durante el funcionamiento del generador, la capa de reacción se mueve hacia abajo y se forma una capa de residuo de ceniza de coque sobre ella, en la que tiene lugar una limpieza de gas adicional. La organización del funcionamiento del generador con bajas velocidades de gas en el espacio interno proporciona largo tiempo la permanencia de los productos de gasificación en la zona de alta temperatura y la pequeña remoción de partículas de ceniza. El tiempo de funcionamiento del generador con una carga es de al menos 9 horas. Al final del proceso, se interrumpe el suministro de aire, se enfría el generador, se descarga el residuo de las cenizas de coque y se repite el ciclo de funcionamiento. La operación del complejo con una capacidad instalada de 2 MW para generador de gas (Fig. 2) ha confirmado la confiabilidad del equipo y su alto desempeño económico. Un sistema de control automático le permite realizar un seguimiento de todos eventos importantes durante el funcionamiento del complejo, gestione con prontitud proceso tecnológico y guarde los valores de los parámetros importantes (Fig. 3.). El complejo para asegurar el funcionamiento está compuesto por tres generadores de gas del mismo tipo, cuyo funcionamiento alterno asegura el funcionamiento del resto de equipos del complejo en modo continuo.

3. El gas resultante se enfría, se purifica y se puede utilizar en unidades generadoras de energía. A su vez, los indicadores ambientales durante su uso corresponden a la emisión de contaminantes durante el funcionamiento de las unidades de energía que utilizan gas natural.

Figura 1. Diagrama esquemático de un generador de gas por lotes
Leyenda:

- capa de reserva de combustible;

- una capa de calentamiento, oxidación y reducción;

- una capa de residuos de cenizas de coque;

- dirección del movimiento del gas.

Adaptika LLC desarrolló la tecnología de purificación de alta calidad del gas del generador, así como los equipos para la producción de energía eléctrica y térmica mediante motores de combustión interna. La primera de las instalaciones puestas en marcha, con una capacidad instalada de 100 kW para energía eléctrica, utilizando como combustible gas generador producido a partir de residuos de madera, ha funcionado durante más de 2 años, lo que confirma la fiabilidad del complejo creado. La cadena tecnológica de transformación de los residuos de la carpintería en productos eléctricos y energía térmica, se ha establecido la producción en serie de complejos de generación de energía. El siguiente paso obvio fue la decisión de eliminar los desechos agrícolas, uno de los cuales es el procesamiento de estiércol. Los gastos de capital específicos para la construcción del complejo no superan los 2000 euros por 1 kW de energía eléctrica instalada.

Figura 2. Complejo operativo para gasificación de bio-materias primas con una capacidad de 2 MW.

Fig. 3. Diagrama mnemónico del complejo para la producción y uso de gas generador.

La comparación de los resultados del análisis realizado para las tecnologías consideradas muestra la superioridad de la tecnología de gasificación en términos de eficiencia energética del uso de estiércol, la simplicidad comparativa del esquema para la producción y uso de gas generador. Los gastos de capital para la creación de complejos de gasificación y el uso de gas generador son comparables a los costos de otras tecnologías.

Los materiales anteriores muestran que un enfoque integral para la eliminación del estiércol de pollo es el más efectivo. La producción de energía que excede nuestras propias necesidades, así como la producción de fertilizantes para usar en nuestros propios campos, aumentan significativamente la eficiencia y la economía de la empresa en su conjunto. Se asume la siguiente estructura de producción (Fig.4):

El complejo está diseñado para la producción de fertilizantes a partir de estiércol de aves compostado, pellets de combustible, aditivos alimentarios granulados y energía térmica y eléctrica. Es recomendable seleccionar las capacidades de las unidades con un cierto margen, asegurando un uso flexible de todo el complejo con la producción predominante del tipo de producto más rentable en un período determinado.

El estiércol de aves de corral es un subproducto de la avicultura, que es varias veces mayor que la producción de productos terminados: por 1 tonelada de carne de pollo, se producen hasta 3 toneladas de carne de pavo - hasta 4 toneladas de estiércol: granjas avícolas rusas producen más de 17 millones de toneladas de estiércol al año. Por el momento, el punto de vista predominante es que se trata de un residuo peligroso que reduce la rentabilidad de la producción. Esto anima a los avicultores a deshacerse de él lo más barato posible, llevándolo a los vertederos. La pirólisis y la producción de biogás como métodos de eliminación de estiércol no han tenido un uso generalizado por varias razones. La producción de gas de pirólisis a partir del estiércol es tecnológicamente ineficaz, porque el estiércol original es un combustible más nutritivo que el gas de pirólisis. Una planta de biogás es una producción de alta tecnología que tiene una serie de limitaciones importantes (la temperatura a la que se libera el biogás no debe superar los límites establecidos: con modo mesófilo: 35 ± 1,0; con modo termófilo: 55 ± 0,5 ° C) . Una vez finalizado el proceso de extracción de biogás, los desechos líquidos que deben eliminarse permanecen entre 4 y 5 veces más que la basura original. Todo el biogás producido no es suficiente para secarlos. Por lo tanto, la producción de biogás no es esencialmente un método de eliminación de desechos biológicos.

Video: Quema de estiércol en una caldera de vapor.

AGK ECOLOGIA LLC ofrece combustión directa de estiércol de aves en calderas especializadas de agua caliente y vapor. En este caso, la tasa de utilización térmica de una porción de excrementos es de 10 a 15 segundos. Con la correcta organización del proceso de combustión, la concentración de emisiones es menor que con la combustión de fuel oil, y la ceniza resultante (hasta el 14% del volumen inicial de residuos) es un fertilizante potásico-fósforo eficaz. Así, el proceso de incineración del estiércol se caracteriza por la ausencia de residuos secundarios, lo que hace que la tecnología sea ambientalmente impecable.

Según la tecnología que ofrecemos, el estiércol es una materia prima secundaria y una fuente de ingresos adicionales. El estiércol de aves de corral es una materia prima para la producción de:

• recursos energéticos (calor, vapor, electricidad) cuando se quema en forma de biocombustible con producción secundaria de fertilizantes minerales a partir de cenizas.
• fertilizantes organicos;

C b O El proceso de recuperación térmica es más aplicable al estiércol de cama, que no requiere ninguna preparación antes de la incineración. Ofrecemos tecnología de eliminación térmica con la producción desde 1 tonelada de este residuo hasta 2 Gcal de calor (agua caliente, calefacción), o 3 toneladas de vapor, o hasta 600 kWh de electricidad, sustituyendo hasta 270 m 3 de gas. Además, esto produce hasta 140 kg de ceniza, un fertilizante mineral eficaz. La tecnología de combustión de estiércol en capas de antorcha está protegida por la patente nº 151541 (MKP F23G 7/00).

El costo de capital específico de las calderas de agua caliente es de 10-12 mil € / t de estiércol por día, y el período de recuperación no excede los 2 años solo debido a la reducción (o terminación) del consumo de gas (1 € = 75 rublos).

A continuación puede ver un video detallado sobre el proceso de eliminación eficiente del estiércol utilizando nuestro equipo.

Los costos de capital específicos para las casas de calderas de vapor son de 20 a 17 mil € / t de estiércol por día, el costo del calor es de aproximadamente 400 rublos / Gcal. En el caso de la producción combinada de electricidad y calor, los costes de capital aumentan a 36-25 mil € / t de estiércol o 2000-1300 € / kW de capacidad instalada, disminuyendo al aumentar la capacidad de la cogeneración. El costo principal de la electricidad es de 2,4 a 0,7 rublos / kWh. El período de recuperación de la inversión varía de 2 (calderas de agua caliente) a 5 años (mini-CHP con producción combinada de electricidad, vapor, calor y fertilizantes).

La utilización de los excrementos de las células se complica por su alta humedad (70-75%) y requiere un secado preliminar (incluso debido al calor de los productos de combustión de una parte de los excrementos ya secos). Con su combustión constante en calderas, el secado hasta un contenido de humedad del 30% es suficiente. Si necesario almacenamiento a largo plazo los excrementos deben secarse hasta un contenido de humedad no superior al 15%. En este caso, también se puede utilizar como fertilizante orgánico. Al secar los excrementos de las jaulas, es necesario limpiar los gases después de las secadoras, no solo del arrastre de cenizas volantes, sino también de los gases malolientes. Para este propósito, se utilizan comúnmente absorbentes como depuradores húmedos con agua alcalina circulante.

Video: Arena de jaula ardiente

Pero eso no es todo. Eliminación de basura al quemarlo conduce a la formación de cenizas, que es un valioso fertilizante mineral de potasio y fósforo que aumenta la productividad de los cultivos agrícolas en un 10-15%. El volumen de la ceniza resultante será de 7 a 10 veces menor que el volumen de los excrementos originales. Dependiendo de los requisitos de TU, las cenizas pueden empaquetarse en sacos (big bags) o transportarse al lugar de uso a granel en un transporte cerrado.

Diagrama esquemático de una sala de calderas de vapor.

La eficiencia del uso de la cama de jaula como biocombustible aumenta al minimizar su contenido de humedad inicial: reducirlo del 75 al 65% aumenta el calor útil en 5 veces: de 0,1 a 0,5 Gcal / t de cama al reducir el consumo de combustible para el secado.

AGK ECOLOGIA LLC propone realizar un secado preliminar del estiércol debido al calor del aire extraído de los gallineros. Recuperar este calor le permite reducir el contenido de humedad del estiércol a un 55-60%. En este caso, la capacidad calorífica útil aumenta a 0,7 Gcal / t de estiércol, lo que permite generar suficiente un gran número de calor o vapor saturado para las necesidades de producción, mientras se ahorra gas natural.

Los costos de capital específicos para la creación de dicho complejo energético son de hasta 700 mil rublos / tonelada de estiércol por día, y su período de recuperación no supera los 5-6 años. El costo de la energía térmica es de 700 rublos / Gcal, vapor - 500 rublos / t. En este caso, un subproducto es la formación de 50-60 kg de ceniza (por 1 tonelada de estiércol crudo). La producción de un acondicionador del suelo a partir de esta ceniza aumenta el rendimiento de los cultivos en un 30-40%, lo que permite reducir significativamente el costo de la alimentación y, en consecuencia, el producto final de la avicultura.

La tecnología térmica también es aplicable para

• Eliminación de excrementos de pollo
• Quemar excrementos de pollo
• Procesamiento de estiércol de vacuno y porcino
• Procesamiento de basura
• Procesamiento de estiércol de aves de corral