Технологическая линия для переработки твердых бытовых отходов в синтетические моторные топлива

Полезная модель относится к области утилизации твердых бытовых отходов (ТБО), путем их газификации с последующим каталитическим превращением полученного синтез-газа в синтетические жидкие моторные топлива и ценные химические продукты. Новым в полезной модели является то, что технологическая линия для переработки твердых бытовых отходов в синтетические моторные топлива, содержащая установку подготовки твердых бытовых отходов, систему подачи газифицирующих агентов, подключенную к установке газификации, снабженную линией отвода синтез-газа, которая подключена через установку для очистки синтез-газа, к установке синтеза углеводородов, снабженной линиями отвода жидких углеводородных фракций, согласно полезной модели, технологическая линия дополнительно содержит, последовательно подключенные между собой, установки очистки продуктов газификации от каталитических ядов, установку моноэтаноламиновой очистки синтез-газа, подключенную через установку переработки синтез-газа в синтетические углеводороды, установку моноэтаноламиновой очистки газообразных продуктов синтеза углеводородов, установку гидрирования диоксида углерода в углеводородные фракции, а также установку получения кислорода, установку получения синтез-газа парциальным окислением газообразных углеводородов, установку ректификации моторных топлив, установку ароматизации бензина и автоматизированную систему управления технологическими процессами при переработке твердых бытовых отходов в синтетические моторные топлива, при этом все установки функционально связаны. Предложенная технологическая линия позволяет перерабатывать ТБО городских свалок. Получаемое топливо превосходит значение минимального цетанового числа на 10-15 пунктов, не содержит сернистых компонентов и соединений тяжелых материалов, что существенно улучшает его эксплутационные характеристики Получаемый автомобильный бензин отвечает требованиям, предъявляемым к бензину марки «Премиум 95», и отличается пониженным содержанием бензина и олефинов. Улучшение этих показателей существенно уменьшает токсичность выбросов.

Полезная модель относится к области утилизации твердых бытовых отходов (ТБО), путем их газификации с последующим каталитическим превращением полученного синтез-газа в синтетические жидкие моторные топлива и ценные химические продукты.

Известны технологические линии для сжигания ТБО с одновременным получением энергии. Однако функционирование таких линий с применением ТБО, в частности, таких, которые могут содержать галогены, может привести к повреждению мусоросжигательных установок. Кроме того, такое сжигание ТБО требует применения большого количество дополнительных энергоносителей, а опасные вещества, например, диоксины и дибензофураны, получающиеся при сжигании ТБО, также создают проблему охраны окружающей среды, см. например US, патент №5249952, кл. F 23 С 3/00, 93 г.; US патент №4971599, кл. С 10 J 3/20, 90 г.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип полезной модели, является технологическая линия для переработки бытовых отходов, содержащая систему подачи отходов и газифицирующих агентов, подключенную к установке газификации, снабженную линией отвода синтез-газа, которая подключена через установку для очистки синтез-газа, к установке синтеза углеводородов, снабженной линиями отвода жидких углеводородных фракций, см. патент RU №2217199, A 62 D 3/00, 02 г.

Недостатком этой технологической линии является ограниченные возможности регулирования состава продуктов газификации при изменении теплотворности загружаемых материалов; невозможность управления потребительскими характеристиками продуктов; при повышении производительности (в случае промышленного использования) потребуется кардинальное изменение ее конструкции.

Задачей, решаемой заявленной полезной моделью является устранение указанных недостатков при переработке ТБО, а также повышение качества и выхода товарных продуктов.

Решение указанной задачи обеспечено тем, что технологическая линия для переработки твердых бытовых отходов в синтетические моторные топлива, содержащая установку подготовки твердых бытовых отходов, систему подачи газифицирующих агентов, подключенную к установке газификации, снабженную линией отвода синтез-газа, которая подключена через установку для очистки синтез-газа, к установке синтеза углеводородов, снабженной пиниями отвода жидких углеводородных фракций, согласно полезной модели, технологическая линия дополнительно содержит, последовательно подключенные между собой, установки очистки продуктов газификации от каталитических ядов, установку моноэтаноламиновой очистки синтез-газа, подключенную через установку переработки синтез-газа в синтетические

углеводороды, установку моноэтаноламиновой очистки газообразных продуктов синтеза углеводородов, установку гидрирования диоксида углерода в углеводородные фракции, а также установку получения кислорода, установку получения синтез-газа парциальным окислением газообразных углеводородов, установку ректификации моторных топлив, установку ароматизации бензина и автоматизированную систему управления технологическими процессами при переработке твердых бытовых отходов в синтетические моторные топлива, при этом установка газификации через установку очистки продуктов газификации от каталитических ядов подключена к установке моноэтаноламиновой очистки синтез-газа и снабжена линией вывода минеральной составляющей твердых бытовых отходов, а также подключена к линии подачи кислорода от установки получения кислорода, линии подачи газообразных углеводородов от установки гидрирования диоксида углерода в углеводородные фракции и установок ректификации моторных топлив и ароматизации бензина, при этом установка очистки продуктов газификации от каталитических ядов по линии отвода продуктов газификации твердых бытовых отходов, подключена к последовательно подключенным установке моноэтаноламиновой очистки синтез-газа, установке переработки синтез-газа в синтетические углеводороды, установке моноэтаноламиновой очистки газообразных продуктов синтеза углеводородов, установке гидрирования диоксида углерода в углеводородные фракции к которым параллельно подключена установка получения синтез-газа парциальным окислением газообразных углеводородов, которая по линии отвода синтез-газа, подключена к установке переработки синтез-газа в синтетические углеводороды, по линии отвода водорода, подключена к установке гидрирования диоксида углерода в углеводородные фракции, по линии ввода в нее воды, подключена к установке гидрирования диоксида углерода в углеводородные фракции, а также подключена к линии отвода газообразных углеводородов из установки моноэтаноламиновой очистки газообразных продуктов синтеза углеводородов, при этом установка переработки синтез-газа в синтетические углеводороды подключена к, последовательно подключенным по линиям подачи жидких углеводородов, установке ректификации моторных топлив и установке ароматизации бензина, которые снабжены линиями отвода газообразных углеводородов и линиями отвода, соответственно, дизельного и бензинового топлив. Кроме того установка получения кислорода снабжена линией отвода азота.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, где схематично представлена принципиальная технологическая схема по переработке в синтетические моторные топлива твердых бытовых отходов и угля.

На чертеже использованы следующие позиции:

1 - установка подготовки твердых бытовых отходов (разделение ТБО; выделение минеральной составляющей: стекла, металлов, породы, камня; создание однородной массы органической составляющей: дробление, диспергирование).

2 - установка газификации твердых бытовых отходов.

2а - установка очистки продуктов газификации от каталитических ядов (соединений металлов, серы, фосфора, галогенов и мышьяка)

3 - установка получения кислорода.

4 - установка моноэтаноламиновой очистки синтез-газа;

5 - установка переработки смеси оксида углерода и водорода (синтез-газ) в синтетические углеводороды.

6 - установка моноэтаноламиновой очистки газообразных продуктов синтеза углеводородов.

7 - установка гидрирования диоксида углерода в углеводородные фракции.

8 - установка получения синтез-газа парциальным окислением газообразных углеводородов.

9 - установка ректификации моторных топлив.

10 - установка ароматизации бензина.

11 - автоматизированная система управления технологическими процессами при переработке твердых бытовых отходов в синтетические моторные топлива (АСУ ТП).

Вышеперечисленные технологические установки входят в состав промышленной технологической линии по переработки твердых бытовых отходов (ТБО).

Работа предложенной технологической линии осуществляется следующим образом.

ТБО поступают на установку 1 - подготовки ТБО, где происходит их разделение и выделение минеральной составляющей (стекла, металлов, породы, камня) и создание однородной массы органической составляющей (дробление, диспергирование, истирание). Приготовленная гомогенная масса органической составляющей твердых бытовых отходов направляется на установку газификации 2.

В процессе газификации органической составляющей ТБО образуются газообразные продукты и минеральная составляющая в виде золы. Выгорание из угольного шлама углерода позволяет использовать оставшуюся минеральную составляющую для производства строительных материалов. Полученные после газификации органической составляющей газы после очистки от каталитических ядов на установке 2а направляются на установку 4 - моноэтаноламиновой очистки, в которой окись углерода и водород дополнительно очищаются от диоксида углерода и примесей. Диоксид углерода подается на установку гидрирования 7 и частично возвращается рециклом на установку газификации водоугольной смеси 2. Очищенный синтез-газ направляется на установку синтеза углеводородов Фишера-Тропша 5, где в присутствии специальных катализаторов происходит образование углеводородов и побочных продуктов реакции (воды и диоксида углерода). Парогазовая смесь продуктов реакции поступает на установку 6 - моноэтаноламиновой очистки газообразных продуктов синтеза углеводородов. Реакционная вода, содержащая растворимые кислородсодержащие соединения, поступает на установку 1 - подготовки твердых бытовых отходов. Жидкие углеводороды направляются на установку ректификации моторных топлив 9, где происходит разделение бензиновой и дизельной фракции. Бензиновая фракция направляется на установку 10 - ароматизации бензина. Газообразные углеводороды с установок 9 и 10 направляются на плазменные горелки установки 2 - газификации ТБО. Диоксид углерода подается на установку 7 - гидрирования водородом, который поступает из установки 8 - парциального окисления. В присутствии

катализатора образуются газообразные углеводороды и вода - побочный продукт реакции. Газообразные углеводороды направляются на плазменные горелки установки 2 - газификации ТБО. Газообразные углеводороды, полученные в процессе синтеза углеводородов (5), направляются на установку 8 парциального окисления, где в присутствии катализатора протекают реакции с образованием монооксида углерода и водорода. При регенерации катализатора водой выделяется водород, используемый на установке 7 - гидрирования диоксида углерода. Целевой продукцией установки является синтез-газ, который после очистки от примесей направляется на установку получения синтетических углеводородов 5. АСУ ТП (11) включает в себя автоматизацию управления отдельно взятой установки и всем комплексом производства в целом. Каждый технологический процесс представляется в виде мнемосхем, графиков температуры, давления, расходов газов на устройствах отображения с архивацией данных. На всех этапах технологического процесса всех установок предусмотрена возможность аварийного отключения с последующим автоматическим и ручным выключением. Управление технологическим процессом выполняется как в автоматическом, так и в ручном режиме.

Предложенная технологическая линия позволяет перерабатывать ТБО городских свалок. Получаемое топливо превосходит значение минимального цетанового числа на 10-15 пунктов, не содержит сернистых компонентов и соединений тяжелых материалов, что существенно улучшает его эксплутационные характеристики. Получаемый автомобильный бензин отвечает требованиям, предъявляемым к бензину марки «Премиум 95», и отличается пониженным содержанием бензина и олефинов. Улучшение этих показателей существенно уменьшает токсичность выбросов.

1. Технологическая линия для переработки твердых бытовых отходов и угля в синтетические моторные топлива, содержащая установку подготовки твердых бытовых отходов, систему подачи газифицирующих агентов, подключенную к установке газификации, снабженную линией отвода синтез-газа, которая подключена через установку для очистки синтез-газа, к установке синтеза углеводородов, снабженной линиями отвода жидких углеводородных фракций, отличающаяся тем, что технологическая линия дополнительно содержит, последовательно подключенные между собой, установки очистки продуктов газификации от каталитических ядов, установку моноэтаноламиновой очистки синтез-газа, подключенную через установку переработки синтез-газа в синтетические углеводороды, установку моноэтаноламиновой очистки газообразных продуктов синтеза углеводородов, установку гидрирования диоксида углерода в углеводородные фракции, а также установку получения кислорода, установку получения синтез-газа парциальным окислением газообразных углеводородов, установку ректификации моторных топлив, установку ароматизации бензина и автоматизированную систему управления технологическими процессами при переработке твердых бытовых отходов в синтетические моторные топлива, при этом установка газификации через установку очистки продуктов газификации от каталитических ядов подключена к установке моноэтаноламиновой очистки синтез-газа и снабжена линией вывода минеральной составляющей твердых бытовых отходов, а также подключена к линии подачи кислорода от установки получения кислорода, линии подачи газообразных углеводородов от установки гидрирования диоксида углерода в углеводородные фракции и установок ректификации моторных топлив и ароматизации бензина, при этом установка очистки продуктов газификации от каталитических ядов по линии отвода продуктов газификации твердых бытовых отходов, подключена к последовательно подключенным установке моноэтаноламиновой очистки синтез-газа, установке переработки синтез-газа в синтетические углеводороды, установке моноэтаноламиновой очистки газообразных продуктов синтеза углеводородов, установке гидрирования диоксида углерода в углеводородные фракции к которым параллельно подключена установка получения синтез-газа парциальным окислением газообразных углеводородов, которая по линии отвода синтез-газа, подключена к установке переработки синтез-газа в синтетические углеводороды, по линии отвода водорода, подключена к установке гидрирования диоксида углерода в углеводородные фракции, по линии ввода в нее воды, подключена к установке гидрирования диоксида углерода в углеводородные фракции, а также подключена к линии отвода газообразных углеводородов из установки моноэтаноламиновой очистки газообразных продуктов синтеза углеводородов, при этом установка переработки синтез-газа в синтетические углеводороды подключена к, последовательно подключенным по линиям подачи жидких углеводородов, установке ректификации моторных топлив и установке ароматизации бензина, которые снабжены линиями отвода газообразных углеводородов и линиями отвода, соответственно, дизельного и бензинового топлив.

2. Технологическая линия по п.1, отличающаяся тем, что установка получения кислорода снабжена линией отвода азота.