ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.

Наименование инновационного проекта

«Производство торфобрикетов с утилизацией нефтешламов»

Рекомендуемая область пременения

Создание альтернативного источника топлива путем создания топливных брикетов повышенной теплоотдачи. Использование предлагаемой технологии способствует очищению окружающей среды.

Назначение, цели и задачи проекта

Проблема энергосбережения, так же как и экологической безопасности актуальна в настоящее время во всем мире.

Цель инновационного проекта – повышение безопасности окружающей среды путем утилизации нефтешламов в процессе создания альтернативного твердого топлива из местного сырья.

 Назначение проекта – создание инновационной технологии утилизации нефтешламов с одновременным производством топливного материала повышенной теплоотдачи. Для этого решаются следующие задачи: разработан технологический процесс, создано оборудование, выпускающее торфобрикеты с использованием нефтешламов.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Известны способы получения торфобрикетов путем прессования торфяной крошки или пыли с различными связующими (см., например, а.с. СССР № 157961, опублик. в 1962). Недостатком данных способов является высокое энергопотребление и сложность технологических процессов.

Известен способ утилизации отходов торфа путем прессования их со связующим путем получения топливных брикетов с высокой теплотворной способностью, а в качестве связующего используют отходы обводненных горюче-смазочных материалов ГСМ, которые фильтруют через слой торфа или отходов торфопроизводства, после чего производят сушку полученного продукта и его брикетирование (патент РФ № 2021324, 15.10.1994).

Недостатком данного способа является то, что для получения равномерной пропитки торфа необходимо предварительное орошение торфяной массы разогретым ГСМ.

Кроме того, данный способ требует дополнительного оборудования для сбора ГСМ, прошедших через слой торфа на конвейере, также оборудования для сушки и брикетирования, что увеличивает себестоимость продукта.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Избежать указанных недостатков позволяет создание инновационной технологии изготовления торфобрикетов, включающий смешивание торфа и связующего - нефтешлама до получения однородной массы, прессование ее в торфобрикеты формованием в поршневом шнековом агрегате с нагревом корпуса, досушивание торфобрикетов в сушильной камере.

Решение задачи получения эффективного заменителя природного вида топлива – это использование спрессованной смеси торфа и отработанных нефтепродуктов, в качестве одного из энергетических компонентов твердого топлива, для использования в виде основного вида топлива или высококалорийной добавки к топливу котельных небольшой мощности.

Технический результат применения предлагаемой технологии - снижение энергоемкости процесса.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления торфобрикетов, включающем смешивание торфа и связующего - нефтешлама до получения однородной массы, прессование ее в торфобрикеты формованием в поршневом шнековом агрегате с нагревом корпуса, досушивание торфобрикетов, используют торф с влажностью 30?65%, объемное соотношение торфа и нефтешлама (4?10):1, осуществляют нагрев указанного корпуса до 65-80°С, а досушивание - с дополнительной сорбцией нефтешлама с поверхности торфобрикетов.

Для реализации способа создана установка, которая компактна, мобильна, имеет возможность перемещаться и работать в любых, в том числе и полевых, условиях, например на разливах нефтепродуктов, очищая загрязненную поверхность.

Способ имеет низкую пожарную опасность.

Данный способ позволяет изготовлять торфобрикеты с заданными параметрами (размерами, теплотворной способностью).

Предлагаемая технология состоит из следующих операций:

1. смешивания до получения однородной массы нефтепродуктов (нефтешлама) и предварительно подготовленного торфа (очищенного от камней, металла и крупных древесных включений), имеющего влажность 30?65%, при объемном соотношении торфа и нефтепродуктов в соотношении (4?10):1;

2. загрузки однородной массы через питатель-дозатор в поршневой шнековый агрегат;

3. формования смеси в поршневом шнековом агрегате с получением на выходе торфобрикетов;

4. досушивания торфобрикетов с дополнительной сорбцией нефтешлама с их поверхности, для этого поверхность торфобрикетов посыпают мелкоизмолотым торфом.

Торфобрикеты формуются в виде цилиндров диаметром 40-60 мм, длина 100-200 мм, теплотворная способность до 4800 ккал/кг; зольность 6%.

Процессуальная схема производства торфобрикета с добавкой нефтепродуктов:

Пример реализации предлагаемой технологии:

Для реализации способа используется поршневой шнековый агрегат и питатель-дозатор.

Для получения торфобрикетов использовали низинный торф со средней степенью разложения, с зольностью в сухом состоянии не более 15%, влажностью 50%.

Торф перемешивали с нефтешламом в объемном соотношении 6:1.

Для получения торфобрикетов был выбран оптимальный режим работы агрегата: скорость вращения шнека 180 об/мин; расположение шнека от крайне выпущенного положения - 60 мм (в пределах 50-70 мм); нагрев корпуса шнека - 70°С; диаметр сопла патрубка - 60 мм; равномерная подача торфа на шнек.

Готовые брикеты сушили в местах, закрытых от попадания на брикеты внешних осадков (снега, дождя), с дополнительной сорбцией нефтешлама с их поверхности (поверхность торфобрикетов посыпают мелкоизмолотым торфом).

Теплотворная способность брикетов сопоставима с теплотворной способностью кузбасского каменного угля.

Торфобрикеты производятся влажными и пластичными, но благодаря предшествующей термомеханической и термохимической переработке смеси торфа с нефтешламом в агрегате они уже в течение нескольких часов заметно твердеют и частично теряют влагу, а дополнительная сорбция значительно ускоряет процесс отвердевания.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Внедрение инновационной технологии позволит перевести часть потребителей твердого топлива Кировской области на местный вид топлива, а также  полностью или частично решить проблему утилизации нефтешламов в области;

В основе предлагаемой технологии  лежит реализация идеи утилизации опасных отходов (нефтешламов). Решение задачи – получение альтернативного твердого топлива из местного сырья с использованием спрессованной смеси торфа и отработанных нефтепродуктов, в качестве одного из энергетических компонентов твердого топлива, для использования в виде основного или высококалорийной добавки к топливу котельных небольшой мощности.

Внедрение предлагаемой технологии должно обеспечить выпуск торфобрикетов с добавками нефтешламов  для удовлетворения  полной или частичной  потребности потребителей местного и (в перспективе, российского) рынка в твердом топливе, и как следствие -  решение экологических и энергетических  задач.

Аналогичного продукта ни в России, ни в Кировской области не выпускается.

На территории России ряд торфопредприятий выпускает торфобрикеты, но без добавки отработанных нефтепродуктов, результаты исследования качественных характеристик их продукции представлены в сравнительной таблице.

Технические и экономические показатели продукта

Название и местонахождение предприятия

ОАО «Ронгинское ТБП»

Республика Мари Эл, Сернурский р-он, с. Ронга

ООО «Глобус» - Кимрский территориально – производственный участок

Тверская область, пос. Кимры

ООО «Стартком»

Свердловская обл., г. Екатеринбург

Состав брикета

Фрезерный торф

Фрезерный торф

Фрезерный торф

Геометрические размеры

30х70х170

60х70х150

Длина до 40см (не регламентируется), диаметр 90 мм

Теплотворные характеристики

Теплотворная способность – 3000-3400 Ккал/кг

Теплотворная способность  5000 Ккал/кг

Теплотворная способность  4600 Ккал/кг

Транспортная упаковка

Отгрузка производится навалом и в полипропиленовой упаковке по 25 кг.

Отгрузка производится насыпью в самосвалы

Отгрузка производится в БИГ-БЭГИ по 600 кг.

Цена

1020 руб/т – навалом, 1300 руб/т – мешки по 25-30 кг. При отправке вагонами за доставку до ст. Йошкар-Ола к стоимости торфобрикета  прибавляется 100 руб. за 1 тн.

2100 руб/тн.

1000,00 руб./тн без транспортных услуг

Характеристики продукта, произведенного по предлагаемой технологии, приведенные в разделе 12 данного инновационного проекта, показывают, что как по энергетическим, так и по экологическим показателям топливные брикеты ТОН соответствуют требованиям, предъявляемым к каменному углю.

При этом при сгорании содержание в выбросах оксидов азота и диоксида серы значительно ниже. Превышение содержания взвешенных веществ объясняется полным сгоранием брикета с образованием золы (уголь при сгорании шлакуется), что является преимуществом ТОН.

 Из всего сказанного можно сделать вывод, что основным конкурентом ТОН по Кировской области является каменный уголь.

При практически одинаковых показателях теплотворности и цене прямыми преимуществами топливных брикетов ТОН перед каменным углем являются:

- более низкий % зольности (в 6 раз);

- содержание в выбросах оксидов азота и диоксида серы значительно ниже;

- удобство учета закупленного количества (полипропиленовые мешки с фиксированным весом);

- удобство хранения;

- удобство перевозки;

- соизмеримость цены с ценой на каменный уголь, а в сезон более низкая;

- гарантированные поставки в любое время года.

Косвенные преимущества:

- топливо изготовлено из местного сырья;

-  решение экологических проблем области;

- пополнение местных бюджетов всех уровней.

Объем угля, сжигаемого в котельных Кировской области, составил:

- сезон 2005-2006 года 274000 тонн;

- сезон 2006-2007 год 366000 тонн.

Средняя цена угля 1500 руб. за тонну без НДС и транспортных расходов. Во время отопительного  сезона 2500 руб. за тонну.

Ожидаемая доля использования топочных торфобрикетов ТОН в котельных, работающих на твердом топливе (каменном угле):

- в первый год работы до 5000 тонн в год;

- через 3 года до 10000 тонн

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Показатель теплоты сгорания торфобрикетов «ТОН» 4400 ккал/кг на 2,3% превышает аналогичный показатель каменного угля, что делает их эффективным заменителем природного топлива при более низкой себестоимости продукта. Возможность широкого применения альтернативного твердого топлива позволяет повысить эффективность энергосбережения в данном регионе и экономное использование природных полезных ископаемых.

Один из активных компонентов продукта, производимого по новой технологии, нефтешламы – опасный вид отработанных нефтепродуктов, т.о. их утилизация в предлагаемом технологическом процессе эффективно способствует повышению безопасности окружающей среды.

Стационарное  производство альтернативного вида твердого топлива для малой энергетики может быть организовано  на любом торфопредприятии, имеющем в наличии достаточные запасы торфа.

При наличии крупных шламохранилищ (более 10000 тонн) или при массивных аварийных нефтяных разливах возможно  использовать мобильный вариант производства, где  основное технологическое оборудование и силовая установка размещены на автомобильном транспорте повышенной  проходимости.

Возможность использования стационарного или мобильного вариантов производства определяется в каждом конкретном случае и зависит, прежде всего, от экономической целесообразности.

По химическому составу брикет «ТОН» из 80-90% торфа и 10-20% отработанных нефтепродуктов.  Качество брикетов должно соответствовать ТУ 0392-001-13500989-2004.

Требования к качеству конечного продукта производства:

п/п

Наименование показателя

Норма

1.

Внешний вид, цвет

Темно-коричневые цилиндрические брикеты

2.

Размер брикетов, мм

диаметр

длина

30-60

60-120

3.

Массовая доля общей влаги в

рабочем состоянии топлива, % не более

45

4.

Массовая  доля мелочи (куски

размером менее 25 мм), % не более                                                    

10

5.

Зольность, % не более

23

6.

Механическая прочность при испытании в барабане (остаток целых и частично разрушенных брикетов с размерами кусков более 25мм) %, не менее

80

7.

Массовая доля отработанных нефтепродуктов, % не  более

20

При оценке данного вида топлива по теплоте сгорания было установлено, что брикет из смеси торфа и отработанных нефтепродуктов в соотношении 5:1 не уступает ни по одному показателю каменному углю, используемому на ТЭЦ Кировской области.

Сравнительная характеристика твердых видов топлива:

Вид топлива

Теплота сгорания ккал/кг

Зольность, %

Фрезерный торф*

1600-2000

2,6-5,8

Бурый уголь

3000

35

Каменный уголь*

4300

17,5

Торфобрикет с добавкой СНО 22%

4400

5,5

Антрацит*

6200

18

*характеристика топлива, поступающего на ТЭЦ-3 г. Кирово - Чепецк, Кировской    области

         Данные таблицы свидетельствуют о том, что введение в состав топливного брикета 22% (установочные  серии) отработанных нефтепродуктов увеличивает теплоту сгорания более чем в 2 раза. Учитывая, что количество жидкой фазы ограниченно, прежде всего, сорбционной емкостью твердой фазы были изготовлены образцы, где вместо торфа использовали торфосорбент. Результаты лабораторных испытаний полученных образцов представлены в нижеприведенной таблице.

Результаты лабораторных испытаний  различных видов топлива

Наименование

показателя,

единицы

измерения

Твердая основа

Торф

Торфобрикет с добавкой нефтепродукта

Сорбент с добавкой нефтепродукта

Бурый уголь

Каменный уголь

Антра-цит

влага рабочая,%

50

35-45

16-17,2

35-40

20

20

Зольность рабочая,%

2,5-6,0

1,3-4,9

4,5-5,0

35-40

18-28

18-25

Летучие горючие,%

-

86,1

70

40

35

35

Сера  аналитическая,%

-

0,2-0,3

0,3- 0,5

2,8-4,5

0,4-0,5

0,5

Теплота сгорания

рабочая,ккал/кг

1500-

2000

4315-4500

6500-7000

3000

4500

6000

       

Летучие горючие - газы, продукты термического разложения, выделяющиеся при нагреве топлива. Летучие горючие являются фактором воспламеняемости топлива, которая тем выше, чем больше их содержание. Исчисляется в процентах по весу.

Массовое содержание бенз(а)пиренов по данным Федерального центра  токсикологической и радиационной безопасности менее 2 мкг/кг(ниже чувствительности метода определения).

Сравнительный анализ промышленных выбросов при сгорании торфобрикетов с добавками:

Определяемое

 вещество

Мощность

выброса

ПДВ

Г/СЕК

(уголь)

Взвешенные вещества

0,1232

0,0135

Оксид углерода

1,4125

1,543

Оксид азота суммарно

0,0603

0,117

Диоксид серы

0,003

0,878

Углеводы нефти

0,1205

0,2617

Проведены натурные испытания на базе действующих котельных в г. Кирове, ул. Заводская, 1, п. Захарищево и п. Н-Ивкино.

Показатели качества конечного продукта должны соответствовать ТУ 0392-001-13500989-2004. Измерение калорийности (теплоты сгорания) продукта должно проводится в специализированных аттестованных лабораториях.

Новые потребительские свойства продукции

Топливные торфобрикеты с добавками нефтешламов (ТОН) представляют собой цилиндры темно-коричневого цвета. Размер брикета : диаметр 30мм или 60 мм, длина 60-120 мм.
Получают их путем прессования торфа или гидрофобного торфоминерального нефтяного сорбента с добавлением отработанных нефтепродуктов в установке брикетирования с последующей сушкой до соответствующей механической прочности.
Топливные брикеты «ТОН» по энергетическим, экономическим и экологическим характеристикам не уступают традиционным видам топлива (каменный уголь, торф) который используется в котельных.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Основным сырьем для производства продукта является фрезерный торф, нефтепродукты (отработанные масла, нефтешламы и т.д.) и связующий компонент.
Требования к качеству сырья:
1. Низинный торф верховой моховой группы со средней степенью разложения, с зольностью в сухом состоянии не более 15%, влажностью 50%, ГОСТ 13672-76.
2. Нефтепродукты отработанные СНО (смесь нефтепродуктов отработанных) ГОСТ 21046-86. Для производства топочных брикетов подходят любые фракции нефтешламов.
3. Гидрофобный торфоминеральный нефтяной сорбент «Сорбонафт» ТУ 0392-001-55763877-2003

Стадия и уровень разработки

Создано опытное производство.
Производство прошло проверку и согласование во всех контролирующих местных инстанциях (санитарно-эпидемиологическая станция, пожарная охрана, комитет по экологии, инспекция по труду и др.)
Проведен сравнительный анализ промышленных выбросов при сгорании торфобрикетов с добавками.
Проведены испытания различных видов топлива по зольности и теплоте сгорания.
Технология производства проходит экспертизу на получение лицензии в Ростехнадзоре РФ г. Москва

Предлагаемые инвестиции

10 млн. руб.

Рынки сбыта

Кировская область, Российская Федерация.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемая в проекте технология не имеет аналогов на мировом рынке аналогичной продукции и услуг.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

48

Дата поступления материала

21.11.2007

Инновации и люди

У павильонов Уральской выставки «ИННОВАЦИИ 2010» (г. Екатеринбург, 2010 г.)

Мероприятия на выставке "Инновации и инвестиции - 2008" (Югра, 2008 г.)

Открытие выставки "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)

Демонстрация разработок на выставке "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)