Утилизация твердых органических отходов на тепловых электростанциях с применением предварительной газификации
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2025-6-83-90Ключевые слова:
газификация отходов, утилизация отходов, структурная схема, уголь, паровой котел, тепловая электростанцияАннотация
Проведено исследование, цель которого — утилизация твердых органических отходов с выработкой тепловой и электрической энергии. Поставленная цель достигается решением задачи алгоритмизации последовательных операций по переработке твердых органических отходов в цикле тепловой электростанции. Результатами работ стало создание структурной схемы утилизации твердых органических отходов на тепловых электростанциях с применением предварительной газификации на примере котла ТПП-210А с раскрытием основных блоков данной схемы. Методической основой работы послужили результаты ранее проведенных исследований процесса выработки электрической энергии от генераторного газа, полученного путем переработки твердых органических отходов, а также методологические принципы формирования схемы обращения с отходами Ростовской области.
В настоящей работе использован графический метод представления структурной схемы, включающий в себя все стадии жизненного цикла отходов. Область применения технологии утилизации отходов по разработанной структурной схеме — большая энергетика. Структурная схема концептуально подходит для всех угольных электростанций нашей страны, которых насчитывается около 350. Проведенные ранее исследования позволяют судить об эффективности принятых схемных решений, помогающих утилизировать накопленные и вновь поступающие отходы с повышением эффективности работы станции.
Библиографические ссылки
1. Песков С.Н. Проблема утилизации твердых бытовых отходов на территории Пензенской области // Интеллектуальный потенциал XXI века: ступени познания. 2010. № 2. С. 16—20.
2. Исаков В.С. Переработка бытовых отходов. Утилизация отходов в России // Вестник науки. 2023. № 1(58). С. 234—237.
3. Mohammad A. e. a. Occurrence and Ecotoxicological Effects of Fires at Municipal Solid Waste Landfills // Environmental Geotechnics. 2024. V. 11(7). Pp. 518—531.
4. Siddiqui Y.S., Siddiqui A.A., Ayub S., Changani F. Investigations into the Landfill Behaviour of Raw and Treated Wastes // Results in Engineering. 2024. V. 23(3). P. 102530.
5. Бродягина Т.В., Коротин А.И., Коротин М.А., Лазарев А.Л. Повышение надежности основных конструкций современных мусоросжигающих комплексов // Огарёв-Online. 2021. № 6(159). С. 1—7.
6. Вафин Д.Р., Хмельченко Е.Г. Учет мнения граждан при рассмотрении вопроса размещения мусороперерабатывающего предприятия в муниципальном образовании // Вестник Государственного ун-та управления. 2018. № 3. С. 133—136.
7. Саркисов О.Р., Любарский Е.Л. Правовые условия и предпосылки создания новой отрасли по переработке мусора в масштабах страны // Вестник экономики, права и социологии. 2019. № 2. С. 140—144.
8. Мазурин И.М., Понуровская В.В., Колотухин С.П. Экологический тупик от сжигания мусора и возможные пути его преодоления // Пространство и Время. 2018. № 3—4. С. 11—22.
9. Правительство не поддержало проект строительства десятков мусоросжигательных заводов [Электрон. ресурс] https://tass.ru/ekonomika/10746105?ysclid=lnvov6d31m892166817 (дата обращения 12.02.2025).
10. Безуглов Р.В. и др. Эксергетический анализ работы парового котла на продуктах газификации твердых отходов // Вестник Казанского гос. энергетического ун-та. 2024. Т. 16. № 3(63). С. 62—75.
11. Безуглов Р.В. и др. Исследование процесса выработки электрической энергии от генераторного газа, полученного путем переработки твердых отходов // Известия вузов. Серия «Электромеханика». 2024. № 4(67). С. 125—133.
12. Ahmad F., Ahmad N., Asghar U., Ali A., Masoom A. Optimized Production of Syngas from Rice Hush Using Steam Explosion in Dual Fluidized Bed Gasifier // Austin Chem. Eng. 2021. V. 8(1).
13. Wang T., Zhai Y., Zhu Y., Li C., Zeng G. A Review of the Hydrothermal Carbonization of Biomass Waste for Hydrochar Formation: Process Conditions, Fundamentals, and Physicochemical Properties // Renewable and Sustainble Energy Rev. 2018. V. 90. Pp. 223–247.
14. Передерий С. Еще раз о газификации древесной биомассы. Производство газогенераторных мини-ТЭЦ в Европе // ЛесПромИнформ. 2021. № 2(156).
15. Алексеенко С.В., Перепечко Л.Н., Тугов А.Н. Научно-технические разработки в сфере утилизации твердых бытовых отходов и потенциал их применения в Новосибирской области // Всероссийский экономический журнал. 2016. № 12(510). С. 20—27.
16. Пат. № 2616196 РФ. Газификатор отходов / Белопотапов О. и др. // Бюл. изобрет. 2017. № 11.
17. Демьянова В.С., Овчаренков Э.А. Процессы и аппараты переработки твердых бытовых отходов: Пенза: ПГУАС, 2007.
18. Ефимов Н.Н., Байдала Э.С., Деревянных А.В. Модели для исследования сжигания угля с жидким шлакоудалением // Экологически чистая энергетика: Материалы науч.-техн. конф. Новочеркасск, 1994. С. 49—51.
19. Ефимов Н.Н. Повышение маневренности работы котла с применением газификаторов твердого топлива // Молодые ученые России — теплоэнергетике: Материалы межрегион. конф. Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2001. С. 113—117.
20. Одрова О.А. Разработка технологической схемы переработки и складирования отходов различного происхождения // Записки Горного института. 2006. № 2. С. 110—112.
21. Технологии переработки ТКО с производством RDF [Электрон. ресурс] https://conf.rg-techno.ru/assets/files/conf_docs/konstantin-majkov-ekomashgrupp-tehnologii-sortirovki-i-pererabotki-othodov.pdf (дата обращения 21.01.2025).
22. Территориальная схема обращения с отходами. [Электронный ресурс] http://tbo-rostov.ru (дата обращения 23.01.2025).
23. Яценко Е.А., Изварин А.И., Орловский П.О., Изварина Д.Н. Влияние температуры отверждения на технологические свойства и структуру геополимеров на основе отходов угольной энергетики // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Серия «Технические науки». 2024. № 3. С. 61—66.
24. Yatsenko E., Goltsman B., Izvarin A., Kurdashov V., Ryabova V. Influence of Foaming Additives on the Porous Structure and Properties of Lightweight Geopolymers Based nn Ash–slag Waste // Construction and Building Materials. 2024. V. 443. P. 137629.
25. Алешина А.С., Сергеев В.В. Газификация твердого топлива. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010.
26. Пат. № 230856 РФ. Газификатор отходов / Безуглов Р. и др. // Бюл. изобрет. 2024. № 36.
27. Доверман Г.И., Шелыгин Б.Л., Мошкарин А.В., Мельников Ю.В. Расчет котельных агрегатов с использованием современных программных продуктов. Иваново: Ивановский гос. энергет. ун-т, 2007.
---
Для цитирования: Безуглов Р.В. Утилизация твердых органических отходов на тепловых электростанциях с применением предварительной газификации // Вестник МЭИ. 2025. № 6. С. 83—90. DOI: 10.24160/1993-6982-2025-6-83-90.
#
1. Peskov S.N. Problema Utilizatsii Tverdykh Bytovykh Otkhodov na Territorii Penzenskoy Oblasti. Intellektual'nyy Potentsial XXI Veka: Stupeni Poznaniya. 2010; 2:16—20. (in Russian).
2. Isakov V.S. Pererabotka Bytovykh Otkhodov. Utilizatsiya Otkhodov v Rossii. Vestnik Nauki. 2023;1(58):234—237. (in Russian).
3. Mohammad A. e. a. Occurrence and Ecotoxicological Effects of Fires at Municipal Solid Waste Landfills. Environmental Geotechnics. 2024;11(7):518—531.
4. Siddiqui Y.S., Siddiqui A.A., Ayub S., Changani F. Investigations into the Landfill Behaviour of Raw and Treated Wastes. Results in Engineering. 2024;23(3):102530.
5. Brodyagina T.V., Korotin A.I., Korotin M.A., Lazarev A.L. Povyshenie Nadezhnosti Osnovnykh Konstruktsiy Sovremennykh Musoroszhigayushchikh Kompleksov. Ogarev-Online. 2021; 6(159):1—7. (in Russian).
6. Vafin D.R., Khmel'chenko E.G. Uchet Mneniya Grazhdan pri Rassmotrenii Voprosa Razmeshcheniya Musoropererabatyvayushchego Predpriyatiya v Munitsipal'nom Obrazovanii. Vestnik Gosudarstvennogo Un-ta Upravleniya. 2018;3:133—136. (in Russian).
7. Sarkisov O.R., Lyubarskiy E.L. Pravovye Usloviya i Predposylki Sozdaniya Novoy Otrasli po Pererabotke Musora v Masshtabakh Strany. Vestnik Ekonomiki, Prava i Sotsiologii. 2019;2:140—144. (in Russian).
8. Mazurin I.M., Ponurovskaya V.V., Kolotukhin S.P. Ekologicheskiy Tupik ot Szhiganiya Musora i Vozmozhnye Puti Ego Preodoleniya. Prostranstvo i Vremya. 2018;3—4:11—22. (in Russian).
9. Pravitel'stvo ne Podderzhalo Proekt Stroitel'stva Desyatkov Musoroszhigatel'nykh Zavodov [Elektron. Resurs] https://tass.ru/ekonomika/10746105?ysclid=lnvov6d31m892166817 (Data Obrashcheniya 12.02.2025). (in Russian).
10. Bezuglov R.V. i dr. Eksergeticheskiy Analiz Raboty Parovogo Kotla na Produktakh Gazifikatsii Tverdykh Otkhodov. Vestnik Kazanskogo Gos. Energeticheskogo Un-ta. 2024;16; 3(63):62—75. (in Russian).
11. Bezuglov R.V. i dr. Issledovanie Protsessa Vyrabotki Elektricheskoy Energii ot Generatornogo Gaza, Poluchennogo Putem Pererabotki Tverdykh Otkhodov. Izvestiya Vuzov. Seriya «Elektromekhanika». 2024; 4(67):125—133. (in Russian).
12. Ahmad F., Ahmad N., Asghar U., Ali A., Masoom A. Optimized Production of Syngas from Rice Hush Using Steam Explosion in Dual Fluidized Bed Gasifier. Austin Chem. Eng. 2021;8(1).
13. Wang T., Zhai Y., Zhu Y., Li C., Zeng G. A Review of the Hydrothermal Carbonization of Biomass Waste for Hydrochar Formation: Process Conditions, Fundamentals, and Physicochemical Properties. Renewable and Sustainble Energy Rev. 2018;90:223–247.
14. Perederiy S. Eshche Raz o Gazifikatsii Drevesnoy Biomassy. Proizvodstvo Gazogeneratornykh Mini-TETs v Evrope. LesPromInform. 2021;2(156). (in Russian).
15. Alekseenko S.V., Perepechko L.N., Tugov A.N. Nauchno-tekhnicheskie Razrabotki v Sfere Utilizatsii Tverdykh Bytovykh Otkhodov i Potentsial Ikh Primeneniya v Novosibirskoy Oblasti. Vserossiyskiy Ekonomicheskiy Zhurnal. 2016;12(510):20—27. (in Russian).
16. Pat. № 2616196 RF. Gazifikator Otkhodov. Belopotapov O. i dr. Byul. Izobret. 2017;11. (in Russian).
17. Dem'yanova V.S., Ovcharenkov E.A. Protsessy i Apparaty Pererabotki Tverdykh Bytovykh Otkhodov: Penza: PGUAS, 2007. (in Russian).
18. Efimov N.N., Baydala E.S., Derevyannykh A.V. Modeli dlya Issledovaniya Szhiganiya Uglya s Zhidkim Shlakoudaleniem. Ekologicheski Chistaya Energetika: Materialy Nauch.-tekhn. Konf. Novocherkassk, 1994:49—51. (in Russian).
19. Efimov N.N. Povyshenie Manevrennosti Raboty Kotla s Primeneniem Gazifikatorov Tverdogo Topliva. Molodye Uchenye Rossii — Teploenergetike: Materialy Mezhregion. Konf. Novocherkassk: YURGTU (NPI), 2001:113—117.
20. Odrova O.A. Razrabotka Tekhnologicheskoy Skhemy Pererabotki i Skladirovaniya Otkhodov Razlichnogo Proiskhozhdeniya. Zapiski Gornogo Instituta. 2006; 2:110—112. (in Russian).
21. Tekhnologii Pererabotki TKO s Proizvodstvom RDF [Elektron. Resurs] https://conf.rg-techno.ru/assets/files/conf_docs/konstantin-majkov-ekomashgrupp-tehnologii-sortirovki-i-pererabotki-othodov.pdf (Data Obrashcheniya 21.01.2025). (in Russian).
22. Territorial'naya Skhema Obrashcheniya s Otkhodami. [Elektronnyy Resurs] http://tbo-rostov.ru (Data Obrashcheniya 23.01.2025). (in Russian).
23. Yatsenko E.A., Izvarin A.I., Orlovskiy P.O., Izvarina D.N. Vliyanie Temperatury Otverzhdeniya na Tekhnologicheskie Svoystva i Strukturu Geopolimerov na Osnove Otkhodov Ugol'noy Energetiki. Izvestiya Vuzov. Severo-Kavkazskiy Region. Seriya «Tekhnicheskie Nauki». 2024;3:61—66. (in Russian).
24. Yatsenko E., Goltsman B., Izvarin A., Kurdashov V., Ryabova V. Influence of Foaming Additives on the Porous Structure and Properties of Lightweight Geopolymers Based nn Ash–slag Waste. Construction and Building Materials. 2024;443:137629.
25. Aleshina A.S., Sergeev V.V. Gazifikatsiya Tverdogo Topliva. SPb.: Izd-vo Politekhn. Un-ta, 2010. (in Russian).
26. Pat. № 230856 RF. Gazifikator Otkhodov. Bezuglov R. i dr. Byul. Izobret. 2024;36. (in Russian).
27. Doverman G.I., Shelygin B.L., Moshkarin A.V., Mel'nikov Yu.V. Raschet Kotel'nykh Agregatov s Ispol'zovaniem Sovremennykh Programmnykh Produktov. Ivanovo: Ivanovskiy Gos. Energet. Un-t, 2007. (in Russian)
---
For citation: Bezuglov R.V. Utilizing Solid Organic Waste at Thermal Power Plants with the Use of Pre-gasification. Bulletin of MPEI. 2025;6:83—90. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2025-6-83-90.
