ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Технология переработки углеводородного сырья методом пиролиза (на примере утилизации автомобильных шин)»

Рекомендуемая область пременения

Жилищно-коммунальное хозяйство, уничтожение свалок, улучшение экологии. Утилизация углеводородных отходов (на примере автомобильных шин) путем пиролиза с получением продуктов переработки

Назначение, цели и задачи проекта

Основное назначение проекта - защита окружающей среды, уничтожение твердых бытовых отходов, освобождение площадей, выделенных под свалки, оздоровление экологической обстановки с получением полезных компонентов.

В частности утилизация автомобильных шин давно стала серьезной проблемой. Общемировые запасы изношенных автошин оцениваются в 25 млн. при ежегодном приросте порядка 7 млн. т., около 70% этого количества никак не утилизируется. Пожары на свалках автошин становятся экологическим бедствием.

Продукты переработки предлагаемой технологии утилизации: горючий газ, жидкая фракция для топлива, черный и цветной металлы, целлюлоза, пластмассы, - найдут применение  как топливо для котельных, для теплогенераторов, как сырьё для химического, резинотехнического производства, а также в производстве строительных материалов.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

В настоящее время утилизация автошин идет по двум направлениям: переработка в резиновую крошку и пиролиз. Процесс пиролиза проще по конструкторскому решению, требует меньше энергозатрат, продукты пиролиза имеют низкую себестоимость и находят более широкое применение в промышленности. Энергозатраты на пиролиз составляют менее 10% от количества энергии, получаемой в дальнейшем от сжигания продуктов пиролиза в энергоустановках. Новые технологии и технические решения позволили повысить качество продуктов пиролиза и сделать процесс экономически выгодным.

Применяемые для санитарной очистки городов  установки для пиролиза бытовых и промышленных отходов с получением жидкого и газообразного топлива обычно содержат приемники для бытовых отходов, газогенератор (для поддержания горения  и удаления шлакового остатка) с трубопроводами для отвода газа из верхней и центральной части газогенератора. Сырьем для горения служит также поступаемый в газогенератор уголь, использование которого наряду с бытовыми отходами ведет к образованию в дымовых газах повышенного содержания копоти и сажи, что требует усложнения очистных систем и ухудшает экологию. Зачастую конструкции печей для пиролиза предусматривают циклический характер работы и для переработки большого объема сырья требуется несколько печей.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Хабаровский региональный научно-технический центр разработал эффективную, оригинальную установку для утилизации автомобильных шин методом их пиролиза без доступа кислорода.

Установка содержит печь в виде цилиндрического металлического корпуса с футеровкой, установленную в ней соосно пиролизную камеру с кольцевым зазором, источник обогрева, средство для отвода продуктов пиролиза, выключающее патрубок для отвода парогазовой смеси, механизм загрузки сырья. Металлический корпус печи выполнен цельным с расширением в нижней части, пиролизная камера выполнена стационарной в виде змеевика, установленного внутри металлического корпуса, механизм загрузки сырья выполнен в виде бункера и загрузочного устройства, соединенного с нижней частью пиролизной камеры через патрубок попеременной подачи инертного газа или парогазовой смеси с сырьем. Кроме того, установка содержит полый цилиндр, соосно установленный внутри пиролизной камеры с зазором, трубу подвода воздуха в нижней части печи для регулирования топочных газов в печи, циклонную установку для отделения парогазовой смеси от твердого остатка и перемещения сырья и парогазовой смеси, состоящую из циклона и вентилятора в качестве дополнительного теплоносителя и активирующего агента.

Конструкция элементов установки, выполняющих несколько функций, таких как вентилятор циклонной установки, корпус печи с расширением в нижней части, труба для попеременной подачи парогазовой смеси или инертного газа, а также рациональная компоновка элементов установки значительно упрощает конструкцию установки в целом, с возможностью конструктивного выполнения ее в виде замкнутой системы, предусматривающей непрерывный эффективный технологический процесс пиролиза по переработке большого объема измельченного углеводородного сырья.

Предлагаемая установка предназначенная  для термической переработки измельченного углеводородного сырья (в частности резиносодержащих материалов – например, автомобильных шин),  конструктивно представляет собой отдельный модуль, из набора которых можно построить завод необходимой производительности (в зависимости от наличия сырья)  Процесс утилизации автошин идет по двум направлениям: переработка в резиновую крошку и пиролиз без доступа кислорода. Устройство для процесса пиролиза не сложно по конструкции и требует небольших энергозатрат. Энергозатраты на пиролиз по сравнению с количеством получаемой энергии от сжигания продуктов пиролиза минимальны. Продукты пиролиза: жидкая фракция (добавка к котельному топливу), горючий газ, технический углерод, металлокорд (металлолом) – имеют достаточно высокие качественные показатели, низкую себестоимость и находят широкое применение в промышленности. Установка для пиролиза обеспечивает экологически и практически безотходный процесс утилизации автошин.

Установка имеет следующие технические параметры:

-мощность электронагревательной печи – 170 квт.

-объем пиролизной камеры – 2 куб. м

-масса одной загрузки – 1000 кг.

-производительность установки – 6 тонн сырья за 24 часа.

-режим работы – круглосуточный.

Схема установки для утилизации автомобильных шин методом пиролиза.

1- печь,  2 – форсунки, 3 - труба  для подвода воздуха в печь, 4 - пиролизная камера,   6 - патрубок попеременной подачи инертного газа, 7 - загрузочное устройство,  бункер - 8. Циклонная установка состоит из циклона 10 и вентилятора 11 и  предназначена для отделения парогазовой смеси от твердого остатка и перемещения ее с сырьем или инертного газа по системе: загрузочное устройство 7 - патрубок 6 - пиролизная камера 4 - патрубок 9 отвода продуктов пиролиза.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Переработка 1000 кг. автошин дает:

-435 кг. жидкой фракции, с теплотой сгорания 39 Мдж/кг.

-176 куб.м.горючего газа с теплотой сгорания 40 Мдж/куб.м.

-350 кг. технического углерода

-металлокорд (количество зависит от конструкции шины)

На одной установке можно переработать за год 1580 тонн сырья.

Получаемое количество и себестоимость продуктов пиролиза:

-690 т. жидкой фракции; 1961 руб./тонну

-278800 куб.м.гор. газа; 7,1руб. куб./куб.м.

-554 тонны; 1315 руб/тонну

-220 тонн металлокорда; 528 руб./тонну

Доход от реализации продуктов пиролиза по среднерыночным ценам составит 13711000 руб.:

-жидкая фракция (3500 руб./тонну) -2415000 руб.

-горючий газ (20 руб./кум.м.)-5576000 рублей

-технический углерод (10000руб./тонну)-5544000 руб.

-металлокорд (800 руб./тонну)-176000 рублей.

Годовые расходы на эксплуатацию одной установки составят 6336600 руб.:

-зарплата персонала (9чел.)-702200 руб.

-отчисления в ФЗП -250000 руб.

-НДС (18%)-2468000 руб.

-закупка сырья (0,5 руб./кг) -790000 руб.

-электроэнергия-1706400 руб.

-прочие расходы-420000 руб.

Прибыль за год составит-7374400 руб.

Чистая прибыль за год 6145000 руб.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Переработка 1000 кг. использованных автошин приводит к затрате 2200 Мдж., а энергоемкость получаемых при пиролизе продуктов составляет 22600 Мдж. Таким образом, энергетический КПД превышает 90%.

К технико-экономическим показателям трудо-энерго-природосбережения можно отнести обеззараживание отходов, пиролизную переработка отходов с применением вырабатываемого пиролизного газа, полную замкнутость процесса, экологически чистое и безотходное производство.

Новые потребительские свойства продукции

Установка для пиролиза позволяет производить ускоренный, экологически чистый, практически безотходный и экономически эффективный пиролиз большого объема измельченного углеводородного сырья в режиме непрерывного действия установки.
Производство безотходное, экологически чистое, сравнительная дешевизна оборудования: 7,5 миллионов рублей при переработке 100 тонн отходов в сутки; 15-20 миллионов рублей при переработке 500 – 800 тонн отходов в сутки.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Сырьё – измельченное углеводородное сырье (резиносодержащие материалы, например автомобильные шины)

Стадия и уровень разработки

Предлагаемые инвестиции

Рынки сбыта

На Российском рынке выпуск мини заводов такого типа ограничен, а необходимость в данных заводах велика в связи с большим ростом бытовых отходов. Сравнительная дешевизна оборудования (300-600 тыс. долларов США), простота монтажа, высокая рентабельность (65%) и сравнительно быстрая окупаемость(13-15 мес.) делает данный вид мини завода конкурентоспособным.

Возможность и эффективность импортозамещения

Известные установки Шведской фирмы «Motana Verkstad», работающие с использованием каменного угля, дают высокий процент вредных выбросов и низкокалорийное газовое топливо.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

Дата поступления материала

16.10.2006