Smaltimento del letame, utilizzo e incenerimento del letame di pollo. Bruciare letame: pro e contro

Carburante: letame di pollo mescolato con lettiera di girasole, essiccato fino a un contenuto di umidità del 23%.

L'apparato sperimentale è un forno a vortice realizzato sotto forma di preforno remoto.

Risultati dell'esperimento sulla combustione degli escrementi di pollo

Il luogo dell'esperimento - Volnyansk

L'orario dell'evento è il 26-27 gennaio 2011.

Temperatura dell'aria interna - + 13- + 15оС

Temperatura dell'aria esterna - -15оС

Carburante: letame di pollo mescolato con lettiera di girasole, essiccato fino a un contenuto di umidità del 23%. Non ci sono altri dati su contenuto calorico, composizione frazionata, resa in volatili, nonché sulla composizione della parte minerale.

Breve descrizione dell'impianto: l'impianto sperimentale è un forno a vortice realizzato sotto forma di preforno remoto. Il preforno è installato nelle immediate vicinanze della caldaia vapore E10-14, è ad essa collegato da canna fumaria termoisolata ed è abbinato al TDM e al sistema di automazione caldaia esistente, realizzato strutturalmente secondo il seguente schema. Il corpo cilindrico, rivestito di nutria con materiale refrattario, è dotato di due vortici (superiore ed inferiore) per l'organizzazione del movimento vorticoso, e di 4 zone di scoppio poste lungo l'altezza. Nella zona superiore è installato un gruppo di iniezione tangenziale con alimentazione primaria a getto per l'iniezione congiunta del carburante. Un vortice è installato sopra la zona di esplosione superiore, in cui viene fornita aria di esplosione secondaria per formare uno scarico organizzato dei gas di combustione dal preforno a vortice. La zona di getto inferiore è costituita da un vortice inferiore con un'apertura centrale per lo scarico della cenere e gli ugelli di getto principali. L'aria secondaria viene fornita alle zone di scoppio centrali per mantenere la stabilità del flusso di vortice lungo l'altezza.

Descrizione dell'esperimento:

È stato testato il sistema di trasporto pneumatico al reattore, è stato organizzato il movimento a vortice nel forno. L'aria viene fornita alle seguenti zone:

Espulsore;

Vortice inferiore:

Ugelli di getto di fondo del getto principale.

Il resto delle zone di scoppio sono praticamente disabilitate a causa dell'elevata resistenza del percorso del gas.

L'impianto è stato avviato da uno stato freddo mediante l'accensione del materiale di partenza. Il sistema di alimentazione del carburante ha funzionato in modo affidabile. Il vortice era in uno stato stabile. Non sono stati osservati depositi sulle pareti del reattore e del focolare. La temperatura nel reattore è di 800-1100 ° C, a seconda del consumo di carburante, impostato modificando il numero di giri dell'alimentatore.

Il funzionamento continuo continuo si è rivelato impossibile a causa della mancanza di acqua nella caldaia e, di conseguenza, dell'utilizzo del calore in uscita dall'impianto.

In generale, durante il giorno è stato necessario lanciare tre volte il preforno a vortice, i lanci sono stati effettuati senza difficoltà con una rapida uscita alle modalità operative.

27/01/2011 (dopo 15 ore).

Ci sono stati 2-3 avviamenti di prova su legno, ho provato la modalità di accensione in una fornace calda. Le fermate temporanee sono state associate alla sospensione del combustibile nel bunker e all'attivazione del sistema di sicurezza della caldaia. Tutte le zone di granigliatura sono completamente chiuse, ad eccezione della fila inferiore di ugelli di granigliatura principali per mancanza di carburante per il trasporto.

Caldaie per letame di pollame. La nostra azienda è specializzata nello sviluppo, creazione, implementazione, adeguamento e messa in servizio di caldaie per le imprese agricole.

Lo sviluppo del complesso agrario dell'Ucraina è inconcepibile senza lo sviluppo dell'allevamento di pollame. Tuttavia, la crescita di questa direzione dell'attività agricola comporta un aumento della quantità di rifiuti sotto forma di sterco. Secondo l'approccio tradizionale, il letame di pollame è considerato come rifiuto di produzione di classe di rischio tossico III. La sua collocazione in aree aperte porta a un forte inquinamento. ambiente... Pertanto, il livello di inquinamento del suolo, delle acque sotterranee e dell'aria nelle principali regioni avicole è molte volte superiore agli standard consentiti.

I nostri specialisti hanno sviluppato diversi metodi per lo smaltimento del letame di pollame.

Lo smaltimento del letame può essere convertito in un'attività redditizia producendo fertilizzanti. Tuttavia, esiste un altro modo: l'uso di escrementi per riscaldare gli stessi pollai, nonché i locali domestici e amministrativi.

L'uso del letame sotto forma di carburante è molto promettente.

I principali vantaggi del metodo proposto di smaltimento del letame sono:

• eliminazione completa e rapida dei rifiuti di classe di pericolo III;
• ottenere tipologie di energia termica e/o elettrica di uso costante e fertilizzanti minerali di pregio;
• buon adattamento ai sistemi di alimentazione elettrica e termica esistenti per gli allevamenti avicoli. È inoltre possibile bruciare lettiera a gabbia al raggiungimento del suo contenuto di umidità finale non superiore al 50% mediante miscelazione preliminare con legno secco o scarti vegetali, oppure mediante essiccazione preliminare della lettiera con prodotti della propria combustione.

Lo sterco dei rifiuti può fungere da biocarburante alternativo rinnovabile per le esigenze dell'allevamento di pollame, sostituendo il gas naturale o altri combustibili naturali. Il letame bruciato non richiede la sua preparazione preliminare (granulazione, frantumazione, essiccazione, ecc.). Ciò semplifica e riduce il costo del processo tecnologico.

Bruciare 1 tonnellata di letame permette di risparmiare fino a 270 m3 di gas naturale o fino a 240 kg di combustibile liquido (nafta, olio combustibile). In questo caso si possono ottenere fino a 2 Gcal di calore nella forma acqua calda o fino a 3 tonnellate di vapore per esigenze tecnologiche, oppure generare da 50 a 500-600 kW di energia elettrica (a seconda dei parametri iniziali e finali del vapore).

Come combustibile, il letame ha le seguenti caratteristiche termiche (per peso operativo):

La cenere formatasi durante la combustione del letame è un fertilizzante complesso fosforo-potassio-calce con un alto contenuto di microelementi e può essere utilizzata per varie colture in dosi da 2 a 10 c/ha, a seconda del tipo di terreno, colture e metodo di applicazione. Viene applicato al terreno asciutto senza ulteriore elaborazione. Secondo i risultati dei dati sperimentali, l'uso di questa cenere al posto dei fertilizzanti minerali convenzionali ha aumentato la resa delle colture agricole del 10-15%. La resa in ceneri è del 10-15% della quantità delle deiezioni originarie.

La combustione affidabile del letame dei rifiuti è diventata possibile con la creazione di dispositivi di combustione speciali che combinano la combustione a strati di combustibile con il vortice. Il design del forno con un sistema di getto d'aria multizona fornisce le condizioni necessarie per la combustione di questo combustibile ad alta umidità, basso contenuto calorico e ad alto contenuto di ceneri con un residuo di cenere minimo. I risultati dei test sulla combustione di 56 tonnellate di letame in un impianto industriale con una potenza termica di 1,5 MW hanno mostrato che brucia in modo efficiente con emissioni minime. sostanze nocive nell'atmosfera. Per evitare lo sfaldamento delle superfici riscaldanti durante il periodo di prova, la temperatura dei gas all'uscita dal forno è stata mantenuta entro 950 ± 50 ° C.

Il magazzino carburante è dotato di una cisterna di alimentazione con fondo "vivo". Il vapore dalla caldaia (pressione fino a 1,4 MPa, temperatura fino a 190 ° C) è diretto alle esigenze tecnologiche, alla caldaia del sistema di alimentazione dell'acqua calda e alle esigenze ausiliarie del locale caldaia. Le ceneri catturate nel forno, i serbatoi della canna fumaria di convezione della caldaia e il collettore di cenere vengono continuamente trasferite al deposito di cenere. A seconda delle esigenze del consumatore, la cenere può essere imballata in sacchi o trasportata alla rinfusa nel luogo di utilizzo in un trasporto chiuso. Per un locale caldaia progettato per la combustione di 75-80 tonnellate di PP al giorno e avente una capacità termica di ~ 7-8 Gcal/h (8-10 tonnellate/h di vapore saturo con una pressione di 1,4 MPa), un locale con una dimensione di ~ 18 × 15 me un'altezza fino a 13 M. Il locale caldaia può essere realizzato con strutture metalliche prefabbricate con pannelli sandwich a base di isolante minerale di basalto di spessore 100-150 mm con un limite di resistenza al fuoco di 0,75-1,5 ore.

Il magazzino del combustibile deve essere situato in un locale chiuso non riscaldato con una superficie di almeno 300 m2 (18 × 18 m), alto fino a 6 m e può anche essere realizzato con strutture metalliche prefabbricate con pannelli sandwich. L'efficienza economica dell'incenerimento del letame e il periodo di ammortamento dei costi di capitale dipendono dall'importo. Bruciare il letame per generare vapore e calore è conveniente e veloce da ripagare. Il periodo di ammortamento stimato non supera i 18 mesi. L'integrazione della produzione di vapore e calore con la produzione di elettricità aumenterà significativamente l'efficienza economica di questo metodo di utilizzo del PP. Quindi, quando si generano 10 t / h di vapore con i parametri di 1,4 MPa e 250 ° C in modalità di riscaldamento con riscaldamento dell'acqua di rete a 80 ° C (modalità di fornitura di acqua calda), è possibile generare circa 900 kWh di elettricità , di cui fino a 200 kWh - per il locale caldaia e il resto - per le proprie esigenze dell'allevamento di pollame.

Questo metodo di riciclaggio del PP è il più veloce con un periodo di ammortamento delle spese in conto capitale non superiore a 1,5–2,0 anni. Le componenti dei costi di capitale e dell'efficienza economica dipendono dalle condizioni effettive e sono calcolate caso per caso. La produzione integrata di calore per la fornitura di acqua calda e riscaldamento, vapore di processo ed elettricità nelle caldaie su letame aumenterà significativamente l'indipendenza degli allevamenti di pollame dai fornitori di energia e le tariffe per loro.

Titolari del brevetto RU 2538566:

L'invenzione riguarda il settore dell'energia e può essere utilizzata in gruppi caldaia per lo smaltimento delle deiezioni avicole, anche direttamente negli allevamenti avicoli allo scopo di generare calore ed elettricità, nonché per ottenere ceneri come prezioso fertilizzante minerale. Il risultato tecnico è la combustione degli escrementi di pollame con completa postcombustione di gas nocivi e fetidi. Il metodo prevede l'alimentazione degli escrementi di pollame nella camera di combustione con l'organizzazione del processo di combustione nella sua parte inferiore e la postcombustione del gas del generatore e dei volatili nella sua parte superiore. In questo caso, il letame di pollame viene immesso nella parte superiore del vortice della camera di combustione, seguito dalla sua essiccazione quando si sposta attraverso questa parte sotto l'influenza della gravità, e quindi negli strati successivi (zone) della balla della parte dello strato inferiore di la camera di combustione: uno strato di essiccazione e rilascio di sostanze volatili, uno strato di coke inerte incandescente, strato riducente, strato ossidante di combustione del coke, strato di raffreddamento, granulazione e scarico ceneri, agitato da una barra frusciante con l'alimentazione di aria primaria riscaldata attraverso la griglia, su cui si trovano i suddetti strati, seguita dalla postcombustione del gas del generatore e dei volatili nella parte superiore del vortice della camera di combustione ... 2 n. e 3 c.p. f-ly, 1 dwg

L'invenzione proposta riguarda il campo dell'energia. Un'area di applicazione più specifica dell'invenzione sarà l'attrezzatura di combustione, ad esempio unità di caldaie, comprese quelle mobili, che utilizzano pollame, ad esempio pollo, escrementi direttamente negli allevamenti di pollame per generare calore ed energia elettrica, nonché per ottenere la cenere come prezioso fertilizzante minerale.

Le seguenti soluzioni tecniche possono essere scelte come analoghi dell'invenzione proposta.

Un noto metodo a torcia per bruciare combustibile solido allo stato polverizzato in un forno gamma a camera con getti intersecanti (Kotler V.R. Forni speciali per caldaie elettriche, M .: Energoatomizdat, 1990, p. 18, Fig. 8). In tale forno, è assicurata un'elevata densità di calore del volume del forno, una buona ritenzione di particelle di combustibile nel volume del forno grazie alla creazione di un movimento a vortice di gas con un asse di rotazione orizzontale, che garantisce un'elevata efficienza di combustione. Lo svantaggio di questo metodo è l'instabilità del processo di combustione con fluttuazioni del carico in termini di consumo di carburante e contenuto di umidità, alta temperatura che porta alla formazione di ossidi NO x nocivi, incapacità di bruciare combustibili ad alta umidità di grande frazione, che includere escrementi di uccelli.

Il noto metodo di combustione del combustibile frantumato, descritto nel brevetto RU 2127399, pubblicato il 10.03.1999, in cui la temperatura nel preforno viene mantenuta ad un livello non superiore alla temperatura di rammollimento delle ceneri. Lo svantaggio di questo metodo in relazione al problema della combustione del letame di pollame è l'impossibilità della decomposizione termica dei prodotti nocivi della gassificazione degli escrementi di uccelli a causa della temperatura relativamente bassa del processo del forno e della mancanza della possibilità di essiccazione preliminare del combustibile all'interno del forno stesso per il principio ciclonico della combustione.

Come l'analogo più vicino dell'invenzione proposta, è possibile scegliere un dispositivo per bruciare una miscela di materiali carboniosi e escrementi secondo il brevetto RU 2375637, pubblicato il 10.12.2009 e, di conseguenza, il metodo di combustione degli escrementi descritto in questa fonte. Il dispositivo proposto include un forno per bruciare letame di pollame, contenente una camera di radiazione con ugelli di soffiaggio. Il metodo per bruciare letame di pollame nel dispositivo noto prevede l'alimentazione di letame di pollame in una camera di radiazione con l'organizzazione del processo di combustione del combustibile nella sua parte inferiore dello strato e sopravvivendo al gas del generatore e alle sostanze volatili nella sua parte superiore. Il dispositivo noto da RU 2375637 è destinato direttamente alla combustione di massa di letame, tuttavia questo dispositivo sarà caratterizzato da tutti gli svantaggi sopra elencati per il metodo secondo il brevetto RU 2127399. Ovvero, decomposizione termica di prodotti di gassificazione nocivi e fetidi di escrementi di uccelli è inoltre impossibile e non vi è possibilità di essiccazione preliminare del combustibile all'interno del forno stesso a causa della mancanza di un meccanismo di alimentazione del combustibile. Inoltre, il dispositivo secondo RU 2375637 è piuttosto complicato nella progettazione, compreso un sistema di partizioni tra la massa di letame bruciato e il combustibile per la combustione, situato nella camera di radiazione del forno (la loro bassa affidabilità è evidente), e richiede anche un'unità separata per la pulizia dei fumi.

A sua volta, l'invenzione proposta eliminerà gli inconvenienti di cui sopra e ci consentirà di proporre un metodo per bruciare escrementi di pollame, nonché un forno per l'attuazione del metodo, che consentirà di bruciare escrementi di pollame con completa postcombustione di gas nocivi e fetidi. Il risultato tecnico specificato si ottiene quando si utilizza il metodo proposto per bruciare letame di pollame, nonché una caldaia per l'implementazione del metodo.

Il metodo proposto per bruciare letame di pollame prevede l'alimentazione di letame di pollame nella camera di combustione con l'organizzazione del processo di combustione nella sua camera di combustione inferiore e la postcombustione del gas del generatore e delle sostanze volatili nella sua parte superiore. Contrariamente all'analogo, il letame di pollame viene alimentato nella parte superiore a vortice della camera di combustione con la sua essiccazione quando si muove attraverso detta parte sotto l'azione della gravità. Nella parte a strati inferiori della camera di combustione, un processo di combustione di semi-generazione di gas è organizzato in una balla agitata contenente uno strato di coke inerte incandescente, seguito dalla postcombustione del gas del generatore e dei volatili nella parte superiore del vortice della camera di combustione. In questo caso, nella parte vorticosa della camera di combustione vengono insufflati getti di aria secondaria riscaldata, diretti l'uno verso l'altro. L'aria primaria riscaldata viene fornita alla parte inferiore della camera di combustione. La balla menzionata viene agitata con una barra frusciante. I gas di scarico dalla camera di combustione entrano nella camera di radiazione.

La caldaia proposta per la combustione del letame di pollame è una camera di combustione, divisa in una parte superiore a vortice con almeno un'apertura per lo scarico del letame di pollame e ugelli di soffiaggio dell'aria secondaria e una parte inferiore dotata di un mezzo per organizzare una combustione di generazione di semi-gas processo in una balla agitata contenente uno strato di coke inerte incandescente. Nella parte a strati inferiori della camera di combustione è presente una grata, sulla quale vengono posti dal basso verso l'alto gli strati delle balle: una zona di raffreddamento, granulazione e scarico ceneri, nella quale si muove la barra frusciante; zona ossidante del burnout del coke; zona di recupero; zona coke inerte; zona di essiccazione e rilascio di volatili. Gli ugelli di soffiaggio dell'aria primaria sono ricavati nella griglia. Nella parte superiore della camera di combustione, sono costruiti ugelli ugelli attraverso i quali l'aria secondaria viene soffiata nella caldaia, che forma una zona di combustione a vortice. Una camera di radiazione è collegata alla parte superiore del vortice della camera di combustione. Le pareti della camera di combustione e della camera di irraggiamento sono schermate da tubazioni del circuito di circolazione dell'impianto caldaia.

Il letame avicolo è un combustibile speciale e specifico che rende difficile la sua combustione nei tradizionali dispositivi di combustione progettati per lo smaltimento di scarti di legno e altri prodotti vegetali. Le caratteristiche principali del letame di pollame sono un contenuto di umidità iniziale relativamente alto, un contenuto di ceneri relativamente alto, un basso punto di fusione delle ceneri, che porta ad una maggiore tendenza alla formazione di scorie, un alto contenuto nei prodotti di gassificazione del carburante di sostanze dannose per l'ambiente e fetido per l'uomo: ammoniaca, idrogeno solforato, mercaptani, ecc.

Di conseguenza, la tecnologia di incenerimento del letame di pollame deve soddisfare i seguenti requisiti di base:

Fornire la possibilità di essiccazione preliminare del combustibile nello strato ad un contenuto di umidità corrispondente alle condizioni del processo di combustione;

Prevedere la possibilità di decomposizione termica in camera di combustione di gas nocivi e fetidi, quali ammoniaca, idrogeno solforato, mercaptani, al fine di evitare il loro ingresso nell'ambiente nella composizione dei fumi;

Eliminazione della possibilità di scorificazione della griglia del focolare e delle superfici di scambio termico del fascio tubiero della caldaia;

Garantire, se possibile, la cattura delle particelle fini del residuo di cenere e delle particelle di combustibile incombusto portate via dai fumi prima che entrino nei condotti gas delle superfici di scambio termico del gruppo caldaia.

Di conseguenza, l'obiettivo quando si crea un metodo per bruciare letame di pollame e un focolare corrispondente sarà

Fornire la possibilità di bruciare letame di pollame a condizione di rimozione della cenere solida;

Eliminazione della possibilità di scorificazione della griglia del focolare e del fascio tubiero del gruppo caldaia;

Neutralizzazione dei gas nocivi rilasciati durante la combustione degli escrementi;

Depurazione dei fumi dalle polveri fini di cenere prima dell'ingresso nelle superfici di scambio termico del fascio tubiero convettivo del gruppo caldaia;

Eliminazione della possibilità di formazione di ossidi di azoto nocivi NO x;

Miglioramento delle condizioni di accensione per combustibili ad alta umidità ea frazioni diverse;

Migliorare la stabilità del processo di combustione e la completezza della combustione.

Per raggiungere questo obiettivo, la caldaia è divisa bloccando 2 in due camere: camera di combustione 3 e radiazione (convettiva) 4. La camera di combustione 3 è suddivisa condizionatamente in altezza in due parti: strato inferiore e vortice superiore. Nella parte inferiore a strati sulla griglia in una balla (cioè in un letto fisso di combustibile) con un'altezza di almeno 300 mm, viene implementato un processo di combustione di semi-generazione di gas, compresa l'essiccazione di combustibile fresco, il rilascio di componenti volatili da esso con formazione di coke, formazione di gas generatore nella zona di riduzione e combustione di coke nella zona ossidante della balla. L'essiccazione del combustibile umido fresco, l'accensione efficace del combustibile e l'aumento della stabilità della combustione sono facilitati dalla presenza nella balla di uno strato incendiario stabilizzante di coke inerte incandescente. Per mantenere il processo di generazione del gas di combustione, l'aria primaria in una quantità pari al 70% dell'aria teoricamente richiesta viene fornita alla zona di generazione del gas dal basso attraverso canali nella griglia.

Nella zona ossidante della balla, la temperatura è piuttosto elevata, il che porta alla fusione della superficie esterna delle particelle di cenere e al loro rammollimento. Tuttavia, la scoria della griglia non si verifica a causa del fatto che durante l'abbassamento gravitazionale della cenere verso il basso, si verifica il raffreddamento convettivo delle particelle di cenere dal flusso di aria primaria fornita dal basso attraverso i canali della griglia, nonché il raffreddamento conduttivo mediante rimozione del calore dalle particelle di cenere ammorbidite e fuse alle particelle solide più fredde nello strato inferiore di cenere, che forma uno strato protettivo che separa l'area delle particelle fuse dalla superficie della griglia. Parte del calore ceduto nella zona di ossidazione viene ceduto per scambio termico conduttivo alla zona di riduzione superiore più fredda, dove avviene la reazione di riduzione della CO 2 a CO con assorbimento di calore. Per effetto del raffreddamento, sulla superficie delle particelle di cenere si cristallizza un film di scoria liquida, che porta alla loro granulazione e trasformazione in piccoli granuli atti alla rimozione delle ceneri solide. L'accesso dell'aria di raffreddamento alle particelle di cenere e la miscelazione attiva delle particelle di cenere fusa con le particelle più fredde di cenere solida sono fornite dal movimento alternativo lungo la griglia della barra frusciante 7. La velocità di levigatura dello strato e di rimozione della cenere solida è tale che, secondo è stato mantenuto l'equilibrio termico dello strato di cenere, il calore in eccesso e uno strato protettivo di cenere solida di spessore sufficiente in modo che avvenisse in esso il processo di raffreddamento e cristallizzazione delle particelle di cenere fusa, al fine di proteggere la griglia dalle scorie e garantire rimozione della cenere solida. Inoltre, viene effettuato anche il raffreddamento dello strato di cenere grazie all'asportazione di parte del calore ai tubi di parete 9 del circuito di circolazione della caldaia, posti sulla superficie laterale della camera di combustione.

Nella parte superiore della camera di combustione 3, si realizza la combustione a vortice del gas del generatore generato e dei volatili, la postcombustione delle particelle di combustibile fini rimosse dallo strato e ritornano allo strato di particelle di cenere, l'essiccazione parziale del combustibile fresco, nonché il calore neutralizzazione di gas nocivi e fetidi. Per questo, nella zona del vortice della camera di combustione 3 attraverso gli ugelli 5, situati l'uno di fronte all'altro nell'area del pizzicamento 2 e diretti verso il basso con un angolo di 30 ... 60 ° rispetto all'orizzonte, viene soffiato in getti taglienti ad una velocità di 100 ... 140 m / s riscaldata a 250-350 ° C aria secondaria. La quantità di aria secondaria è il 45-50% della quantità totale di aria necessaria per la combustione. La direzione di movimento dei getti è contro-diretta per il fatto che gli ugelli 5 sulle pareti del forno contrapposte sono installati con un certo passo nel piano orizzontale. La disposizione opposta degli ugelli aiuta a stabilizzare la sede di combustione e livellare il campo di temperatura nella zona del vortice. A causa di tale aerodinamica, nello spazio dello strato superiore del forno al di sotto della costrizione 2, a seguito dell'interazione di impatto dei getti, si formano due grandi vortici con un asse di rotazione orizzontale. Al centro della fornace, le traiettorie di movimento dei vortici scendono e vicino alle pareti della fornace salgono.

I forni a trabocco sono stati storicamente sviluppati come forni di tipo semiaperto forzato con un elevato stress termico nel volume del forno. Di solito vengono utilizzati per l'implementazione della rimozione delle scorie liquide, poiché sviluppano una temperatura elevata. Tuttavia, in questo caso, a causa della schermatura della camera di combustione da parte dei tubi del circuito di circolazione della caldaia, il calore in eccesso viene rimosso dalla zona di combustione, il che consente di organizzare il processo di combustione, garantendo una diminuzione della temperatura del focolare volume ad un livello che escluda la scorificazione del forno e la formazione di ossidi di azoto nocivi NO x. A causa della fornitura di una forte esplosione e del vortice del flusso, il gas del generatore e l'aria secondaria riscaldata vengono attivamente miscelati, a causa della quale viene mantenuta una temperatura sufficientemente elevata nell'area di collisione dei getti al centro del forno, necessario per la neutralizzazione termica di gas nocivi e fetidi.

La finestra 1 di scarico del combustibile fresco è strutturalmente disposta in modo tale che, in fase di scarico, il combustibile entri nella zona di vortice a temperatura più elevata diretta verso il basso verso i getti. A causa dell'organizzazione della circolazione multipla dei gas di scarico nel vortice, la ritenzione nella camera di radiazione al di sotto della costrizione delle particelle fini di combustibile solido effettuata dallo strato fino al raggiungimento della loro completa combustione. Ciò garantisce un aumento della completezza della combustione del carburante e una diminuzione della perdita di calore con underburning meccanico. A causa dell'intersezione nell'area di uscita degli ugelli 5 dei getti lenti di flussi ascendenti a bassa energia cinetica, con getti inclinati ad alta velocità dagli ugelli 5, che hanno un'elevata energia cinetica, vengono intercettate piccole particelle di cenere solida dal flusso ascendente e separato in un getto discendente ad alta velocità. A causa dell'energia cinetica acquisita, durante il ribaltamento inverso dello strato di getti di vortice diretti verso il basso sotto l'azione della forza d'inerzia, le particelle di cenere vengono rimosse dal getto e cadono nello strato. Pertanto, viene realizzata la pulizia dei gas di scarico dalle particelle di cenere a piccola frazione e non è consentita la loro rimozione nella parte convettiva.

La tecnologia proposta per la combustione del letame di pollame viene eseguita come segue. Gli escrementi di pollame attraverso la finestra (alimentatore) 1 entrano nella parte ad alta temperatura della zona di vortice della camera di combustione 3, dove, cadendo sul letto, viene parzialmente essiccata. Sulla griglia 6 è presente uno strato di combustibile con uno spessore di almeno 300 mm (balla), in cui viene realizzato il processo di generazione del semi-gas. Nella balla, come mostrato, sono disposte sequenzialmente dall'alto verso il basso: una zona di essiccazione e rilascio di volatili, una zona di coke inerte, una zona di riduzione in cui avviene la formazione di gas generatore, una zona ossidante di combustione del coke, una zona di raffreddamento, granulazione e scarico ceneri. La balla stessa si trova immobile sulla griglia, ma al suo interno c'è un abbassamento gravitazionale del carburante, che passa attraverso tutte le fasi del processo in successione. La parte inferiore della balla (zona di raffreddamento, granulazione e scarico ceneri) viene continuamente rasata per mezzo di una barra frusciante 7, con l'aiuto della quale la cenere viene scaricata nel raccoglitore ceneri 8. Per mantenere il processo nella balla e raffreddare la scoria dal basso attraverso i fori della griglia 6, riscaldata ad una temperatura di 250 -350 °C aria primaria nella quantità del 70% di quella teoricamente necessaria.

L'aria secondaria riscaldata a 250-350 ° C viene soffiata nella zona del vortice della camera di radiazione 3 attraverso ugelli 5 controinclinati situati nell'area di presa 2 tra la camera di combustione 3 e la camera di radiazione 4 nella quantità di 70 % dell'aria richiesta ad una velocità di 100...140 m/s... Come risultato della controinterazione dei getti, si formano vortici, in cui si verifica la miscelazione attiva con il gas del generatore e la sua combustione, la combustione di particelle di combustibile solido a grana fine rimosse dallo strato, la neutralizzazione termica dei gas nocivi e fetidi emessi da escrementi di uccelli. Per effetto dell'interazione trasversale di getti di diversa energia cinetica alla loro reciproca intersezione con il flusso dei fumi ascendenti, le particelle solide del residuo di cenere vengono separate e restituite al letto. Per evitare che si creino temperature troppo elevate in camera di combustione, creando una minaccia di fusione della cenere e scorificazione del focolare, le superfici laterali della camera di combustione sono schermate con tubi 9 inseriti nel circuito di circolazione della caldaia, a cui viene sottratto calore.

Come mostrato sopra, il dispositivo per l'implementazione del metodo proposto è un forno, diviso dal bloccaggio 2 in due camere: forno 3 e radiazione 4. Il forno 3, a sua volta, è diviso in due zone: combustione a strati e combustione a vortice. Sulla griglia 6 è presente una balla fissa di combustibile con un'altezza di almeno 300 mm, in cui vengono implementate tutte le fasi del processo di generazione del gas. Per mantenerlo, l'aria primaria riscaldata viene fornita attraverso i fori della griglia 6. La parte inferiore dello strato è sottoposta a levigatura continua mediante il movimento alternato della barra frusciante 7, che effettua la rimozione della cenere nel raccoglitore di cenere 8. Nella zona di combustione a vortice nell'area di presa 2, gli ugelli di soffiaggio 5 sono disposti contro-obliquamente nel piano orizzontale l'uno rispetto all'altro per fornire aria secondaria riscaldata. La finestra per lo scarico del combustibile fresco nel forno è posizionata in modo tale che lo scarico del combustibile fresco avvenga lungo la linea di intersezione degli assi dei getti opposti al fine di garantire il movimento discendente del combustibile insieme ai getti verso il basso nel letto. A causa dell'effetto di espulsione dei getti, questo riduce il trascinamento di particelle fini di carburante con alto spostamento d'aria e l'elevata temperatura nel centro di combustione nel punto di collisione dei getti garantisce l'essiccazione parziale del combustibile umido anche nel processo di sta cadendo nello strato. Quando i getti si incrociano nell'area della bocca dell'ugello, un getto ad alta energia separa il residuo di cenere dai getti ascendenti dei fumi a energia inferiore e restituisce queste particelle al letto.

Si propone quindi metodo efficace per bruciare letame di pollame, nonché un forno per la sua implementazione, che consentirà di bruciare escrementi di uccelli con una postcombustione completa di gas nocivi e fetidi.

1. Un metodo per bruciare letame di pollame, che prevede la fornitura di letame di pollame alla camera di combustione
con l'organizzazione del processo di combustione nella sua parte inferiore e postcombustione del gas generatore e dei volatili nella sua parte superiore, caratterizzata dal fatto che
gli escrementi di uccelli sono serviti
nella parte superiore del vortice della camera di combustione con la sua successiva essiccazione quando si muove attraverso questa parte sotto l'influenza della gravità,
e poi negli strati (zone) successivi della balla della parte inferiore dello strato della camera di combustione:
strato di essiccazione e rilascio di sostanze volatili,
uno strato di coca cola inerte incandescente,
strato di ripristino,
strato ossidante del burnout del coke,
uno strato di raffreddamento, granulazione e scarico ceneri, agitato da una barra frusciante con immissione di aria primaria riscaldata attraverso la griglia, sulla quale sono posti gli strati sopra elencati,
con successiva postcombustione dei gas del generatore e dei volatili nella parte superiore del vortice della camera di combustione.

2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nella parte superiore a vortice della camera di combustione vengono insufflati getti di aria secondaria riscaldata, diretti l'uno verso l'altro.

3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i gas di scarico dalla camera di combustione vengono immessi nella camera di irraggiamento.

4. Una caldaia per la combustione di letame avicolo, contenente una camera di combustione con ugelli soffianti, caratterizzata dal fatto che
la camera di combustione è suddivisa in
una parte superiore del vortice con almeno una porta di scarico del letame di pollame e ugelli di soffiaggio dell'aria secondaria, e
la parte dello strato inferiore per organizzare la combustione del letame di pollame in conformità con uno qualsiasi dei paragrafi 1-3.

5. Caldaia secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che le pareti delle camere di combustione e di irraggiamento sono schermate da tubazioni del circuito di circolazione dell'impianto caldaia.

Brevetti simili:

L'invenzione riguarda lo smaltimento di rifiuti contenenti acqua-olio-calina provenienti dalla produzione metallurgica e meccanica. Il risultato tecnico è quello di ottenere un prodotto adatto alla bricchettatura di scarti fini contenenti ferro senza additivi, ovvero mediante pressatura diretta di scaglie calcinate, e riducendo il costo del combustibile estraneo ottenendo prodotti di qualità superiore.

L'invenzione riguarda il settore dell'energia, è destinata allo smaltimento dei rifiuti presso le imprese del complesso agroindustriale. Il risultato tecnico è migliorare la qualità della combustione del letame e prolungare la durata dell'impianto di combustione del combustibile.

L'invenzione riguarda mezzi per la distruzione di rifiuti solidi carboniosi domestici e industriali. L'inceneritore di rifiuti solidi contenenti carbonio contiene un dispositivo per il caricamento dei rifiuti con una coclea 14, una camera di combustione 1, un dispositivo di accensione 4, un postcombustore 2 con una torcia al plasma, un sistema di flusso d'aria, un vortice di flusso d'aria, un sistema per la pulizia e la rimozione dei prodotti della combustione, uno scambiatore di calore 10 e la torcia al plasma contengono un dispositivo per l'inizio di una scarica, un elettrodo esterno ed un elettrodo centrale.

L'invenzione riguarda il campo della metallurgia ferrosa, in particolare il trattamento di rifiuti industriali contenenti cloro a base di policlorobifenili, e può essere utilizzata per lo smaltimento di tali rifiuti in un forno a tino.

L'invenzione riguarda il campo della tecnologia missilistica, ovvero un sistema di irrigazione di tipo aperto installato sul percorso dei prodotti della combustione per il loro raffreddamento e localizzazione con un motore a razzo orizzontale a combustibile solido, e può essere utilizzato sia in fase di test che di eliminazione del motore a combustibile solido a carica di razzo.

L'invenzione riguarda sistemi con PSC, essiccatori termici, controllori automatici e metodi, in base ai quali i principali parametri operativi di combustione, preferibilmente la temperatura del letto fluido e del vano forno e la corrispondente T, vengono utilizzati per controllare il flusso di massa tasso e qualità dei fanghi forniti al forno e all'essiccatore mediante controllo dei processi di disidratazione a monte e/o operazioni di miscelazione per fanghi solidi di depurazione.

L'invenzione riguarda il campo della lavorazione, smaltimento e smaltimento dei solidi rifiuti domestici... Per lo smaltimento termico dei rifiuti viene perforato un pozzo, viene effettuata la gassificazione delle componenti organiche dei rifiuti mediante riscaldamento controllato e fornitura di combustibile per ottenere il gas di sintesi e il suo successivo prelievo.

Le invenzioni possono essere utilizzate in agricoltura e nell'industria della lavorazione del legno. Il metodo di trattamento termico delle materie prime organiche include il caricamento della materia prima e il suo movimento orizzontale dal pistone (2) lungo la lunghezza del tubo attraverso le camere di essiccazione convettiva (3), pirolisi (4), condensazione (5).

L'invenzione riguarda metodi per il trattamento di rifiuti solidi urbani indifferenziati (RSU) mediante pirolisi e gassificazione in un forno reattore per ottenere gas combustibile e possono essere utilizzati per la termodistruzione di RSU stoccati nelle discariche di grandi insediamenti.

Le invenzioni possono essere utilizzate per lo smaltimento di rifiuti solidi domestici, scarti di lavorazione del legno, produzione agricola e industria alimentare, nonché per la lavorazione di prodotti solidi ipocalorici contenenti una componente organica.

L'invenzione riguarda il settore del trattamento dei rifiuti solidi domestici e industriali con la produzione di gas di sintesi come prodotto finale. Il metodo di distruzione delle materie prime contenenti carbonio e azoto comprende l'alimentazione di materie prime contenenti carbonio e azoto in un corpo cilindrico, il riscaldamento, la creazione di un vuoto nella cavità interna del corpo, la rimozione del gas e lo scarico dei residui di cenere.

L'invenzione riguarda metodi per la gassificazione di combustibili carboniosi di tipo solido: carboni bruni e bituminosi, scisto e torba. Quando la gassificazione di combustibili solidi contenenti carbonio, compreso il riscaldamento, la pirolisi del combustibile solido di carbonio fornito al bagno con scoria fusa di un forno elettrico a elettrodi sigillati durante il passaggio di agenti di gassificazione attraverso la scoria fusa con combustibile solido di carbonio, nonché il passaggio di una corrente elettrica utilizzando un circuito elettrico formato comprendente elettrodi introdotti, una corrente elettrica trifase viene fatta passare attraverso la scoria fusa con combustibile solido di carbonio, il cui valore è determinato in base al consumo di combustibile solido e tenendo conto della potenza richiesta determinata dalle espressioni: P a = G ⋅ w el 3600, MW t, dove G è il consumo di combustibile solido nel forno elettrico, kg/h, wel è il consumo specifico di elettricità. // 2493487

L'invenzione riguarda il campo del trattamento termico di materiali contenenti carbonio con formazione di fumi. Il dispositivo per la gassificazione di materie prime carboniose finemente disperse a scorrimento libero e biofango granulare contiene un forno a vortice con camera di combustione, un dispositivo per il riscaldamento della camera di combustione, un dispositivo di caricamento, la prima e la seconda linea per l'alimentazione del flusso di gas nella tangenziale direzione alla camera di combustione, il primo e il secondo ventilatore.

Le invenzioni possono essere utilizzate sul campo lavorazione industriale prodotti combustibili contenenti carbonio e idrocarburi. Un metodo per elaborare prodotti combustibili contenenti carbonio e/o idrocarburi include il trattamento sequenziale strato per strato di una carica in un reattore in presenza di un catalizzatore. Nel reattore la carica passa dalle zone superiori a quelle inferiori dei prodotti di riscaldamento di lavorazione (9), pirolisi (8), coking (7), combustione (6) con formazione di un residuo solido, che viene scaricato dalla zona di scaricare ciclicamente i residui solidi di lavorazione (2) con finestra di scarico (3) dallo spazio di lavoro del reattore mantenendone la tenuta. La camera di lavoro sigillata (1) del reattore contiene una zona per l'alimentazione di particelle fini umide di rifiuti combustibili solidi e la loro pirolisi e coke (14), combinata con le zone per l'alimentazione (4) e il riscaldamento (5) di un agente contenente ossigeno. Il canale di alimentazione dell'agente contenente ossigeno (15) è collegato alla tramoggia di dosaggio (16) di particelle fini umide di rifiuti di combustibile solido, da cui si forma un flusso fluidizzato nella zona (14) del reattore. Una quantità aggiuntiva di un agente contenente ossigeno viene introdotta nel reattore come parte del flusso principale, necessaria per la successiva combustione di piccole particelle di rifiuti di combustibile solido che sono passate attraverso le zone di pirolisi (8) e coke (7) e trasferiscono la loro umidità in vapore surriscaldato. Le invenzioni realizzano la completa utilizzazione di piccole frazioni di prodotti lavorati, consentono di ottenere gas ad alto potere calorifico e di aumentare la resa e la qualità dei prodotti finiti. 2 n. e 4 c.p. f-cristalli, 1 dwg., 2 tbl., 1 ex.

L'invenzione riguarda il settore dell'energia e può essere utilizzata in gruppi caldaia per lo smaltimento delle deiezioni avicole, anche direttamente negli allevamenti avicoli allo scopo di generare calore ed elettricità, nonché per ottenere ceneri come prezioso fertilizzante minerale. Il risultato tecnico è la combustione degli escrementi di pollame con completa postcombustione di gas nocivi e fetidi. Il metodo prevede l'alimentazione degli escrementi di pollame nella camera di combustione con l'organizzazione del processo di combustione nella sua parte inferiore e la postcombustione del gas del generatore e dei volatili nella sua parte superiore. In questo caso, il letame di pollame viene immesso nella parte superiore del vortice della camera di combustione, seguito dalla sua essiccazione quando si muove attraverso questa parte sotto l'azione della gravità, e quindi negli strati successivi della balla della parte dello strato inferiore della combustione camera: uno strato di essiccazione e volatilizzazione, uno strato di coke inerte incandescente, uno strato riducente, uno strato ossidante di combustione del coke, uno strato di raffreddamento, granulazione e scarico ceneri, agitato da una barra frusciante con l'alimentazione di aria primaria riscaldata attraverso la griglia, su cui si trovano i suddetti strati, seguita dalla postcombustione del gas del generatore e dei volatili nella parte superiore del vortice della camera di combustione. 2 n. e 3 c.p. f-ly, 1 dwg

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

annotazione... Con lo sviluppo dell'allevamento di pollame, il problema dell'utilizzo del letame sta diventando sempre più importante. La lettiera è un forte inquinante del suolo, dell'acqua e dell'aria. Allo stesso tempo, lo sterco è una preziosa materia prima per la produzione di fertilizzanti, additivi per mangimi composti e una risorsa energetica. Viene presentata un'analisi comparativa delle varie direzioni di utilizzo dei rifiuti. L'approccio più efficace sembra essere un approccio integrato all'utilizzo, che si basa sulla produzione e gassificazione di pellet da letame utilizzando residui di cenere di coke come fertilizzante di alta qualità e la generazione di energia elettrica e termica per le proprie esigenze e l'esterno consumatori. Vengono fornite le composizioni del gas generatore ottenuto durante la gassificazione di pellet da lettiera e letame autoctono. Viene proposto lo schema dell'impresa per la complessa lavorazione del letame.

Attualmente il settore in più rapida crescita agricoltura aree - allevamento di pollame. Raggiunge la più alta resa di prodotto per unità di mangime consumato. Di conseguenza, dal 2008 al 2012 in Federazione Russa c'è stato un aumento costante della popolazione avicola. Durante questo periodo, è aumentato di 123,4 milioni di capi. L'incremento nel solo 2012 è stato di oltre 24 milioni di capi, raggiungendo i 394,2 milioni di capi all'inizio del 2013. Ovviamente, come ogni industria in forte espansione, l'industria del pollame ha problemi di crescita. Uno dei problemi più dolorosi è il problema dello smaltimento del letame di pollo.

Il ministero risorse naturali RF del 02.12.2002, è stato approvato il "Catalogo federale di classificazione dei rifiuti", in cui gli escrementi di uccelli sono inclusi come sostanza di III classe di pericolo. Gli allevamenti avicoli cominciarono a imporre pesanti sanzioni per lo smaltimento dei cosiddetti "rifiuti pericolosi".

Tenendo conto del decreto del governo della Russia del 12 luglio 2003 n. 344 "Sugli standard di pagamento per le emissioni di inquinanti nell'aria atmosferica da fonti fisse e mobili, scarichi di inquinanti in corpi idrici superficiali e sotterranei, smaltimento di rifiuti di produzione e consumo" per lo smaltimento di rifiuti di classe di pericolo III ( escrementi di pollame) provenienti da allevamenti di pollame verrà addebitata una multa di 497 rubli. per tonnellata, se il letame di pollame non viene utilizzato negli allevamenti di pollame, ma si accumula negli impianti di stoccaggio. Attualmente, secondo il ministero dell'Agricoltura, i pagamenti delle aziende agricole per l'immissione di letame e altri rifiuti nelle loro terre raggiungono i 35 miliardi di rubli. all'anno, escluse le multe per inquinamento ambientale.

Il letame senza rifiuti è 10 volte più pericoloso dei rifiuti urbani in termini di inquinamento chimico dell'ambiente. Essendo un ambiente favorevole per la conservazione e lo sviluppo di vari microrganismi ed elminti, gli escrementi rappresentano una minaccia di contaminazione di corpi idrici, suolo, acque sotterranee, foraggi e pascoli, agenti patogeni pericolosi per le persone e gli animali. Secondo L'Organizzazione Mondiale assistenza sanitaria più di 100 specie di vari agenti causali di malattie animali e umane possono svilupparsi con successo in questo ambiente.

Il livello più alto di stress ambientale è sperimentato dai campi di smaltimento del letame senza rifiuti. L'area dei campi contaminati da rifiuti organogeni, compreso l'allevamento di animali, nella Federazione Russa supera i 2,4 milioni di ettari, con il 20% fortemente inquinato, il 54% inquinato, il 26% leggermente inquinato. Queste terre sono una fonte costante di inquinamento della biosfera. Con stoccaggio a lungo termine degli escrementi su aree non pavimentate aperte a precipitazioni atmosferiche, problemi ecologici sono inevitabili. Nello strato superficiale del suolo (0,4 m), il livello di azoto minerale raggiunge i 4950 kg / ha, compreso il livello di azoto nitrico supera i 2500 kg / ha, che è 17 volte superiore a quello del suolo non contaminato. Nelle acque sotterranee, il contenuto di azoto nitrico supera di 2 volte il suo contenuto nelle acque di drenaggio dal campo, azoto ammoniacale - 8 volte, fosforo - 11 volte, potassio - 10 volte. Il solo danno ambientale derivante dalla violazione delle norme per l'uso del letame senza rifiuti è attualmente stimato in 150 miliardi di rubli. Il danno da danni alla salute umana e animale non può essere stimato nemmeno approssimativamente. Il tasso di incidenza della popolazione nelle regioni in cui operano grandi aziende zootecniche e allevamenti di pollame è 1,6 volte superiore alla sua media nella Federazione Russa.

Questi dati confermano che uno smaltimento dei rifiuti ben organizzato è molto importante sia per il buon andamento della produzione competitiva, sia per garantire la coesistenza degli allevamenti avicoli e della popolazione dei territori adiacenti.

Il letame di pollo non è solo un rifiuto, ma anche una preziosa materia prima che deve essere utilizzata. È noto che gli escrementi di uccelli sono:

• fertilizzante organico ad alto contenuto di nutrienti. Il letame di pollo come fertilizzante è superiore al letame, contiene: azoto (N) - 1,6%, fosforo (P) - 1,5%, potassio (K) - 0,8%, calcio (Ca) - 2,4%, magnesio (Mg) - 0,7%, zolfo (S) - 0,4%. Contiene inoltre oligoelementi: rame, manganese, cobalto, zinco e amminoacidi;
• prezioso additivo per mangimi. Il letame di pollo secco contiene il 26-38% di proteine ​​grezze, il 12-14% di fibre, il 3-5% di grassi, il 3-9% di calcio, fino al 5% di fosforo;
• biocarburante, il cui potere calorifico netto è di 3500 ... 4000 kcal/kg di peso secco, a seconda della presenza e della composizione della lettiera.

L'uso dei rifiuti non è solo tecnicamente possibile, ma anche economicamente giustificato. È interessante creare un'impresa progettata per l'uso integrato degli escrementi in tutte le aree di cui sopra. Descriviamo le principali disposizioni di questo approccio.

La lettiera come materia prima per la produzione di fertilizzanti. L'essenza del processo prevede la produzione di fertilizzanti granulari utilizzando il metodo di compostaggio accelerato. Questo approccio soddisfa pienamente i requisiti del documento "Regole veterinarie e sanitarie per la preparazione per l'uso come fertilizzanti organici di letame, escrementi ed effluenti nelle malattie infettive e invasive di animali e pollame" (approvato dal Ministero dell'agricoltura e dell'alimentazione della Federazione Russa il 08/04/1997 n. 13-7-2 / 1027) e consente di ottenere un prodotto ecologico di alta qualità per il quale esiste una domanda costante da parte dei produttori agricoli. I requisiti per la qualità, i metodi di controllo, le condizioni di conservazione, il trasporto e persino le norme per l'uso di tale prodotto sono già stati sviluppati e stabiliti in GOST R 53117-2008 "Concimi organici a base di rifiuti animali. Condizioni tecniche". Esistono soluzioni pronte per il compostaggio accelerato, sono stati condotti studi sull'effetto dei fertilizzanti a base di letame di compostaggio sulla resa delle colture. Non resta che selezionare un insieme di apparecchiature per la produzione di apparecchiature, fornirle di vettori energetici e iniziare a formare una rete di consumatori, produzione e vendita. Ovviamente, se il costo dei fertilizzanti prodotti non è elevato e la forma è conveniente per l'uso, questo prodotto competerà in modo significativo con i fertilizzanti minerali tradizionali.

Lettiera come componente di mangimi composti per bovini . Una caratteristica della digestione negli uccelli è il rapido movimento del cibo lungo il tratto alimentare. Di conseguenza, non tutti i componenti e i nutrienti vengono assorbiti. Di conseguenza, il contenuto di un prodotto così prezioso come le proteine ​​nel letame di pollo supera il 30%. Il tratto digestivo dei ruminanti consente un'estrazione efficiente dei nutrienti dal mangime. Ciò consente di utilizzare il letame di pollame come aggiunta alla dieta naturale del bestiame. L'uso di escrementi non trasformati per questi scopi è impossibile: l'odore caratteristico, il sapore, la microflora patogena e opportunistica non consentono l'uso di escrementi sotto forma di additivo per mangimi. Tuttavia, l'essiccazione e il trattamento termico possono eliminare gli odori e distruggere la microflora. Questo apre ampie opportunità per l'uso del letame di pollo. Gli studi sull'impatto dell'uso degli escrementi come top dressing sono stati condotti in molti paesi, inclusa l'URSS, mostrando costantemente buoni risultati. animali da allevamento”.

La medicazione superiore sotto forma di letame di pollo preparato può aumentare significativamente l'aumento di peso degli animali durante l'ingrasso, riducendo al contempo il costo per garantire questo aumento di peso. Come nel caso dell'utilizzo del letame come fertilizzante, i requisiti per un uso diffuso sono gli stessi: prezzo contenuto e facilità d'uso.

I rifiuti come risorsa energetica. Facciamo subito una prenotazione che utilizzando il nativo (niente rifiuti) i rifiuti per soddisfare il fabbisogno energetico sono considerati irragionevoli. La frase di Mendeleev sull'olio può essere completamente attribuita agli escrementi di pollo. La lettiera nativa dovrebbe essere usata nelle istruzioni sopra. Per quanto riguarda il letame, il cui smaltimento è un vero problema e i risultati della lavorazione non sono così univoci, il suo uso razionale come risorsa energetica è assolutamente giustificato. Sono possibili diverse direzioni di tale utilizzo: produzione di biogas e suo ulteriore utilizzo; combustione diretta; gassificazione e utilizzo del combustibile gassoso risultante.

Produzione di biogas Implica la decomposizione anaerobica del letame, la purificazione del biogas e la combustione nei motori a pistoni a gas per generare elettricità ed energia termica utilizzando il calore dei gas di scarico del motore.

Valutiamo l'efficienza di un complesso di cogenerazione basato su un impianto a biogas sulla base dei seguenti dati:

• la resa di biogas durante la decomposizione anaerobica del letame di pollo con lettiera con un contenuto di umidità del 60%, secondo ZORG Biogas, raggiunge i 90 m³ per 1 tonnellata.
• calore di combustione del biogas - 5000-6500 kcal / nm 3;
• durante il funzionamento di motori a pistoni a gas sotto forma di energia termica, si può ottenere fino al 40% del potenziale energetico iniziale del carburante;

L'analisi dei dati presentati mostra:

• da 10 tonnellate di lettiera con un contenuto di umidità del 45% si otterranno 13,75 tonnellate di lettiera con un contenuto di umidità del 60%
• la produzione di gas sarà di 13,75 t/h ∙ 90 m³/t = 1237,5 m³/h;
• il potenziale energetico del gas ottenuto è 1237,5 m³/h ∙ 5750 kcal/m³ = 7,12 (8,28 MW ∙ h);
• che consente di generare energia elettrica - 8,28 MW 0,35 = 2,9 MW ∙ h;
• inoltre la produzione di calore sarà pari a 7,12 Gcal ∙ 0,4 = 2,85 Gcal.

Pertanto, il complesso, progettato per la produzione di biogas da 10 t/h di letame da lettiera con un contenuto di umidità del 45% e la produzione di energia elettrica e termica, prevede la generazione di 2,9 MW di energia elettrica e 2,85 Gcal di energia termica .

I vantaggi e gli svantaggi di questa tecnologia sono ben noti. Elenchiamo i principali problemi: un lungo e piuttosto delicato processo di lavorazione delle materie prime, la necessità di mantenere la temperatura del substrato al di sopra della temperatura ambiente, grandi volumi di fertilizzanti con elevata umidità (92 ... 95%) ottenuti durante la lavorazione. Un problema significativo per tale utilizzo di letame sono anche gli elevati investimenti di capitale specifico per la creazione di complessi, che raggiungono per il caso analizzato 2000 ... 2500 Euro per 1 kW di potenza installata.

Masterizzazione diretta... Consideriamo una situazione simile che coinvolge la produzione di elettricità e calore. Il letame viene bruciato in una caldaia a vapore, il vapore generato viene utilizzato per generare elettricità attraverso una turbina a vapore. Considerando i complessi nelle stesse condizioni, si ottiene:

• la capacità del complesso di lavorazione del letame - 10 t / h (a un'umidità del 45%);
• efficienza caldaia a vapore a combustibile solido - 82%;
• efficienza generatore a turbina a vapore durante il funzionamento in modalità condensazione -25%.

Analisi dei dati presentati:

• Prendiamo il potere calorifico netto specifico del materiale secco 4000 kcal / kg, che è abbastanza giustificato nel caso di utilizzo di segatura come riempitivo. Quindi il calore totale di combustione del letame con un'umidità del 45% sarà:
  4000 (1 -0,45) - 550 ∙ 0,45 = 1952,5 kcal / kg

• il potenziale energetico del letame bruciato in 1 ora in caldaia sarà:
  1952,5 ∙ 10000 = 19,52 Gcal

• potenziale energetico del vapore ottenuto dal letame:
  19,52 Gcal ∙ 0,82 = 16 Gcal (18,6 MW ∙ ora)

• produzione di energia elettrica mediante turbina a vapore funzionante in condensazione:
  18,6 MW ora ∙ 0,25 = 4,65 MW ∙ ora.

È anche possibile far funzionare un complesso con una turbina, che prevede l'estrazione di vapore industriale o la modalità di riscaldamento. In questo caso, la produzione di energia elettrica sarà ridotta, ma il complesso sarà in grado di fornire energia termica.

Pertanto, il complesso, progettato per la combustione diretta di 10 t/h di letame avicolo con un'umidità del 45% e la produzione di energia elettrica, può generare fino a 4,65 MW di energia elettrica.

Rispetto alla tecnologia discussa in precedenza, i costi di capitale saranno notevolmente inferiori. I costi unitari medi per il complesso di generazione di energia a ciclo vapore sono di 1500 euro per 1 kW di potenza installata.

Sfortunatamente, l'incenerimento del letame senza pretrattamento è un compito difficile, la cui soluzione è associata alla necessità di garantire il rispetto degli standard ambientali. Il contenuto di umidità e la composizione del letame smaltito non è costante, il che influisce sulla modalità operativa dell'apparecchiatura e sulla composizione delle emissioni.

Molta attenzione è rivolta all'incenerimento dei rifiuti nel mondo. Requisiti speciali per l'incenerimento dei rifiuti sono stabiliti nella Direttiva 2000/76/CE del Parlamento Europeo “Sull'incenerimento dei rifiuti”. Questo documento dice che è obbligatorio durante la masterizzazione rifiuti non pericolosi consiste nel mantenere una temperatura nella camera di combustione di almeno 850 °C e mantenere i prodotti gassosi a tale temperatura per almeno 2 secondi. Se vengono inceneriti rifiuti pericolosi contenenti più dell'1% di alogeni composti organici espressa come cloro, la temperatura deve essere di almeno 1100°C. I problemi di combustione diretta e i potenziali rischi ambientali riducono significativamente il valore di questo approccio alla gestione del letame.

Gassificazione. Una vera alternativa alla produzione di biogas e alle tecnologie di combustione diretta può essere la tecnologia di gassificazione del letame avicolo con successivo utilizzo del gas del generatore prodotto per generare calore ed elettricità. È importante che l'uso della tecnologia di gassificazione sia più efficace nell'ambito di un complesso multifunzionale per l'utilizzo del letame di pollame. Allo stesso tempo, fertilizzanti, pellet di combustibile, energia elettrica e termica sono i prodotti di base all'uscita del complesso.

Esistono diverse tecnologie per la produzione di combustibili gassosi mediante trattamento termico. Sulla base della nostra esperienza nella gassificazione di vari prodotti iniziali, tra cui letame e altri rifiuti agricoli, procediamo dal presupposto che l'unità di potenza deve utilizzare combustibile preparato con caratteristiche stabili in termini di contenuto di umidità, indicatori energetici e composizione frazionata. Solo questo approccio consente di ottenere indicatori di prestazione stabili del complesso energetico. Le soluzioni suggerite includono:

• asciugare la lettiera prima umidità relativa 20%;
• granulazione di escrementi essiccati;
• gassificazione di pellet di combustibile;
• utilizzo del combustibile gassoso ottenuto per la produzione di calore ed elettricità;
• utilizzo di residui di cenere di coke per la produzione di fertilizzanti.

Considera l'operazione di un complesso progettato per la gassificazione del letame di pollo per le condizioni presentate in precedenza:

• la capacità del complesso di lavorazione del letame - 10 t / h (a un'umidità del 45%);
• essiccazione degli escrementi a un'umidità relativa del 20%
• granulazione, consumo energetico - 100 kW / t di granuli
• efficienza motori elettrici a pistoni a gas - 35%;
• produzione di energia termica - fino al 40% del potenziale energetico iniziale del combustibile;
• efficienza generatore di gas per gas generatore - 75%;
• produzione di calore aggiuntiva 10%;
• efficienza essiccamento complesso 50%
• formazione di residui di coke-ash - fino al 20%.

Analisi dei dati presentati:

• calore specifico di combustione del materiale secco 4000 kcal / kg, che è giustificato nel caso di utilizzo di segatura come riempitivo. Il calore totale di combustione del letame ad un'umidità del 20% sarà:
  4000 (1 -0,2) - 550 ∙ 0,2 = 3090 kcal/kg

Il contenuto di umidità del 20% corrisponde al contenuto di 200 kg di acqua in 1 tonnellata di letame. Per ottenere tale risultato, da 1 tonnellata di letame devono essere rimossi 312,5 kg di acqua con un'umidità del 45%. Di conseguenza, su 10 tonnellate di letame con un'umidità del 45%, si ottengono 6.875 tonnellate di letame con un'umidità del 20%. La quantità totale di umidità evaporata sarà di 3125 kg.

• il potenziale energetico dei rifiuti forniti per la gassificazione sarà:
  3090 ∙ 6875 = 21,2 Gcal
• potenziale energetico del gas ottenuto dal letame preparato:
  21,2 Gcal ∙ 0,75 = 15,9 Gcal (18,5 MW ∙ ora)
• produzione di energia elettrica mediante motore alternativo alimentato da gas generatore:
  18,5 MW ora ∙ 0,35 = 6,48 MW ∙ ora.
• produzione di calore aggiuntiva:
  15,9 Gcal 0,1 + 15,9 Gcal ∙ 0,4 = 7,95 Gcal.
• produzione di residui di coke-ash: 6.875 t ∙ 0.2 = 1.375 t/h

Il residuo, il cui contenuto di umidità è prossimo allo 0, e il contenuto di minerali è superiore a quello del letame originario, viene utilizzato come riempitivo nella produzione di fertilizzanti compostati.

Costi energetici per il funzionamento del complesso:

• essiccazione degli escrementi, fornendo la rimozione di 3125 kg di umidità all'ora. Consumo di calore:
  550 kcal/kg ∙ 3125 kg/0,5 = 3,44 Gcal;
• produzione di granuli per garantire il funzionamento del complesso:
  6,875 t 100 kW ∙ h = 687,5 kW ∙ h.

Pertanto, il complesso, progettato per la gassificazione di 10 t / h di letame avicolo con un'umidità del 45% e la produzione di energia elettrica e termica, meno energia per i propri bisogni, fornisce una generazione di 6,48 - 0,6875 = 5,8 MW elettrici e 7,95 - 3,44 = 4,5 Gcal di energia termica.

Il complesso di gassificazione può fornire la fornitura di combustibile gassoso per garantire il funzionamento di apparecchiature elettriche: caldaie, forni e altre unità che utilizzano combustibile. Al posto delle macchine alternative per la produzione di energia elettrica si possono utilizzare anche soluzioni che prevedono la produzione e l'utilizzo del vapore in generatori a turbina o macchine a vapore.

Le caratteristiche del complesso, inclusa la gassificazione del letame di pollo preparato, sono le seguenti:

1. La tecnologia prevede l'uso di un processo di gassificazione inversa, in cui si formano prodotti gassosi in una zona reattiva ad alta temperatura. Il livello di temperatura di esercizio 1000 ... 1200 ° C garantisce una decomposizione affidabile dei composti di idrocarburi in componenti semplici. La composizione del gas prodotto dal letame riempito con segatura è presentata nella Tabella 1. Nell'ambito dello studio della possibilità di utilizzare il letame preparato come combustibile, sono state effettuate anche prove sulla gassificazione di letame autoctono granulare, che hanno dimostrato che la produzione di gas energetico da esso è possibile solo quando il getto d'aria è arricchito con ossigeno (Tabella 1).

Tabella 1. Composizione del gas durante la gassificazione di pellet da letame

2. La tecnologia di gassificazione sviluppata per la gassificazione della lignite dalla società "Sibtermo" (Krasnoyarsk) è stata utilizzata nel trattamento dei rifiuti. Il funzionamento del generatore è chiaro dal diagramma schematico dell'unità, che è mostrato in Fig. 1. Il generatore è pieno di carburante. Lo strato superiore del carburante viene riscaldato mediante riscaldamento elettrico alla temperatura di autoaccensione. L'aria viene quindi immessa nel generatore dal basso. Di conseguenza, il letto di reazione si riscalda e inizia il processo di gassificazione. Durante il funzionamento del generatore, lo strato reagente si sposta verso il basso e sopra di esso si forma uno strato di residui di cenere di coke, in cui avviene un'ulteriore pulizia del gas. L'organizzazione del funzionamento del generatore con basse velocità del gas nello spazio interno fornisce a lungo la permanenza dei prodotti di gassificazione nella zona ad alta temperatura e la piccola rimozione delle particelle di cenere. Il tempo di funzionamento del generatore su un carico è di almeno 9 ore. Al termine del processo si interrompe l'alimentazione dell'aria, si raffredda il generatore, si scarica il residuo di coke-cenere e si ripete il ciclo di funzionamento. L'esercizio del complesso con una potenza installata di 2 MW per il gas generatore (Fig. 2) ha confermato l'affidabilità dell'impianto e le sue elevate prestazioni economiche. Un sistema di controllo automatico consente di tenere traccia di tutto eventi importanti durante il funzionamento del complesso, gestire prontamente processo tecnologico e salvare i valori di parametri importanti (Fig. 3.). Il complesso per garantire il funzionamento è costituito da tre generatori di gas dello stesso tipo, il cui funzionamento alternato garantisce il funzionamento del resto delle apparecchiature del complesso in modo continuo.

3. Il gas risultante viene raffreddato, purificato e può essere utilizzato in unità di generazione di energia. Allo stesso tempo, gli indicatori ambientali durante il suo utilizzo corrispondono all'emissione di inquinanti durante il funzionamento delle unità di potenza che utilizzano gas naturale.

Fig. 1. Schema schematico di un generatore di gas batch
Leggenda:

- strato di riserva di carburante;

- uno strato di riscaldamento, ossidazione e riduzione;

- uno strato di residuo di cenere di coca;

- direzione di movimento del gas.

La tecnologia di purificazione di alta qualità del gas del generatore, nonché le apparecchiature per la produzione di energia elettrica e termica mediante motori a combustione interna, è stata sviluppata da Adaptika LLC. Il primo degli impianti avviati, con una potenza installata di 100 kW per l'energia elettrica, utilizzando come combustibile il gas di produzione prodotto dagli scarti del legno, ha funzionato per più di 2 anni, il che conferma l'affidabilità del complesso realizzato. La catena tecnologica di trasformazione degli scarti della lavorazione del legno in apparecchiature elettriche e energia termica, è stata stabilita la produzione in serie di complessi di generazione di energia. Il prossimo passo ovvio è stata la decisione di smaltire i rifiuti agricoli, uno dei quali è il trattamento del letame. Gli investimenti specifici per la realizzazione del complesso non superano i 2000 euro per 1 kW di potenza elettrica installata.

figura 2. Complesso operativo per la gassificazione di materie prime biologiche con una capacità di 2 MW.

figura 3. Schema mnemonico del complesso per la produzione e l'utilizzo del gas generatore.

Il confronto dei risultati dell'analisi effettuata per le tecnologie in esame mostra la superiorità della tecnologia di gassificazione in termini di efficienza energetica dell'utilizzo del letame, la semplicità comparativa dello schema per la produzione e l'utilizzo del gas generatore. Le spese in conto capitale per la creazione di complessi di gassificazione e l'utilizzo del gas di generazione sono paragonabili ai costi di altre tecnologie.

I materiali di cui sopra mostrano che un approccio globale allo smaltimento del letame di pollo è il più efficace. La produzione di energia in eccesso rispetto al nostro fabbisogno, così come la produzione di fertilizzanti da utilizzare sui nostri campi, aumentano notevolmente l'efficienza e l'economia dell'impresa nel suo complesso. Si assume la seguente struttura produttiva (Fig. 4):

Il complesso è progettato per la produzione di fertilizzanti da letame compostato di pollame, pellet di combustibile, additivi per mangimi granulati ed energia termica ed elettrica. Si consiglia di selezionare le capacità delle unità con un certo margine, garantendo un uso flessibile dell'intero complesso con la produzione predominante del tipo di prodotto più redditizio in un determinato periodo.

Lo sterco di pollame è un sottoprodotto dell'allevamento di pollame, che è molte volte più grande della produzione di prodotti finiti: per 1 tonnellata di carne di pollo vengono prodotte fino a 3 tonnellate di carne di tacchino - fino a 4 tonnellate di sterco: allevamenti di pollame russi producono più di 17 milioni di tonnellate di sterco all'anno. Per il momento, il punto di vista prevalente è che si tratta di un rifiuto pericoloso che riduce la redditività della produzione. Ciò incoraggia gli allevatori di pollame a sbarazzarsene nel modo più economico possibile, portandolo nelle discariche. La pirolisi e la produzione di biogas come metodi di smaltimento del letame non hanno trovato un uso diffuso per una serie di motivi. La produzione di gas di pirolisi dal letame dei rifiuti è tecnologicamente inefficace, perché lo sterco originale è un combustibile più nutriente del gas di pirolisi. Un impianto di biogas è una produzione ad alta tecnologia che presenta una serie di limitazioni significative (la temperatura alla quale viene rilasciato il biogas non deve superare i limiti stabiliti: con modalità mesofila: 35 ± 1,0; con modalità termofila: 55 ± 0,5 ° C) . Dopo la fine del processo di estrazione del biogas, i rifiuti liquidi da smaltire rimangono 4-5 volte più della lettiera originale. L'intero biogas prodotto non è sufficiente per asciugarli. Pertanto, la produzione di biogas non è essenzialmente un metodo di smaltimento dei rifiuti organici.

Video: bruciare letame in una caldaia a vapore

AGK ECOLOGIA LLC offre la combustione diretta di letame di pollame in caldaie specializzate ad acqua calda e vapore. In questo caso, il tasso di utilizzo termico di una porzione di escrementi è di 10-15 secondi. Con la corretta organizzazione del processo di combustione, la concentrazione delle emissioni è inferiore rispetto alla combustione dell'olio combustibile e la cenere risultante (fino al 14% del volume iniziale dei rifiuti) è un efficace fertilizzante potassico-fosforo. Pertanto, il processo di incenerimento del letame è caratterizzato dall'assenza di rifiuti secondari, il che rende la tecnologia ecologicamente impeccabile.

Secondo la tecnologia che offriamo, il letame è una materia prima secondaria e una fonte di reddito aggiuntivo. Il letame avicolo è una materia prima per la produzione di:

• risorse energetiche (calore, vapore, elettricità) quando viene bruciato sotto forma di biocarburante con produzione secondaria di fertilizzanti minerali dalle ceneri.
• fertilizzanti organici;

do b oh Il processo di recupero termico è più applicabile al letame, che non richiede alcuna preparazione prima dell'incenerimento. Offriamo tecnologia di smaltimento termico con la produzione da 1 tonnellata di questi rifiuti fino a 2 Gcal di calore (approvvigionamento acqua calda, riscaldamento), o 3 tonnellate di vapore, o fino a 600 kWh di energia elettrica, sostituendo fino a 270 m 3 di gas. Inoltre, questo produce fino a 140 kg di cenere, un fertilizzante minerale efficace. La tecnologia della combustione del letame a strati di fiamma è protetta dal brevetto n. 151541 (MKP F23G 7/00).

Il costo di capitale specifico delle caldaie ad acqua calda è di 10-12 mila € / t di letame al giorno e il periodo di ammortamento non supera i 2 anni solo a causa della riduzione (o cessazione) del consumo di gas (1 € = 75 rubli).

Di seguito puoi guardare un video dettagliato sul processo di smaltimento efficiente del letame utilizzando le nostre attrezzature.

I costi di capitale specifici per le caldaie a vapore vanno da 20 a 17 mila € / t di letame al giorno, il costo del calore è di circa 400 rubli / Gcal. Nel caso della produzione combinata di energia elettrica e calore, i costi di capitale aumentano a 36-25 mila €/t di letame o 2000-1300 €/kW di potenza installata, decrescendo all'aumentare della capacità del CHP. Il costo principale dell'elettricità va da 2,4 a 0,7 rubli / kWh. Il periodo di ammortamento dell'investimento varia da 2 (caldaie ad acqua calda) a 5 anni (mini-CHP con produzione combinata di elettricità, vapore, calore e fertilizzanti).

L'utilizzo degli escrementi cellulari è complicato dalla sua elevata umidità (70-75%) e richiede un'essiccazione preliminare (anche a causa del calore dei prodotti di combustione di una parte degli escrementi già essiccati). Con la sua combustione costante nelle caldaie, è sufficiente l'essiccazione fino a un contenuto di umidità del 30%. Se necessario conservazione a lungo termine gli escrementi devono essere essiccati ad un contenuto di umidità non superiore al 15%. In questo caso può essere utilizzato anche come fertilizzante organico. Quando si asciugano gli escrementi della gabbia, è necessario pulire i gas dopo gli essiccatori non solo dal residuo di ceneri volanti, ma anche dai gas maleodoranti. A tale scopo vengono comunemente utilizzati assorbitori come gli scrubber a umido con acqua alcalina circolante.

Video: Rifiuti in gabbia in fiamme

Ma non è tutto. Smaltimento dei rifiuti bruciandolo porta alla formazione della cenere, che è un prezioso fertilizzante minerale potassio-fosforo che aumenta la produttività delle colture agricole del 10-15%. Il volume della cenere risultante sarà 7-10 volte inferiore al volume degli escrementi originali. A seconda dei requisiti del TU, la cenere può essere imballata in sacchi (big bag) o trasportata alla rinfusa nel luogo di utilizzo in un trasporto chiuso.

Schema schematico di un locale caldaia a vapore

L'efficienza dell'utilizzo della lettiera della gabbia come biocarburante aumenta con la riduzione al minimo del suo contenuto di umidità iniziale: riducendola dal 75 al 65% aumenta il calore utile di 5 volte: da 0,1 a 0,5 Gcal/t di lettiera riducendo il consumo di carburante per l'essiccazione.

AGK ECOLOGIA LLC propone di eseguire l'essiccazione preliminare del letame a causa del calore dell'aria rimossa dai pollai. Recuperare questo calore permette di ridurre il contenuto di umidità del letame al 55-60%. In questo caso, la capacità termica utile aumenta a 0,7 Gcal / t di letame, il che consente di generare abbastanza un gran numero di calore o vapore saturo per le esigenze di produzione, risparmiando gas naturale.

I costi di capitale specifici per la creazione di un tale complesso energetico sono fino a 700 mila rubli / tonnellata di letame al giorno e il loro periodo di ammortamento non supera i 5-6 anni. Il costo dell'energia termica è di 700 rubli / Gcal, vapore - 500 rubli / t. In questo caso un sottoprodotto è la formazione di 50-60 kg di cenere (per 1 tonnellata di letame crudo). La produzione di un ammendante da questa cenere aumenta la resa delle colture del 30-40%, il che consente di ridurre significativamente il costo dei mangimi e, di conseguenza, il prodotto finale dell'allevamento di pollame.

La tecnologia termica è applicabile anche per

• Smaltimento degli escrementi di pollo
• Escrementi di pollo che bruciano
• Lavorazione di letame bovino e suino
• Trattamento della lettiera
• Lavorazione del letame di pollame