ЦІЛЬОВА КОМПЛЕКСНА ПРОГРАМА НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ НАН УКРАЇНИ

«Розвиток наукових засад отримання, зберігання та використання водню в системах автономного енергозабезпечення»

Головнa

Проекти програми

Про найважливіше:

Розроблення науково-технічних основ отримання синтез-газу з суміші небезпечних органічних відходів

Портативні фотоелектрохімічні комірки з акумулюванням водню

Області застосування

Переробка донних мулів міських водоочисних станцій, використаних автомобільних шин, несортованих твердих побутових відходів, зокрема тих, що вже накопичені на полігонах, і стійких органічних забруднювачів.

Короткий опис

Метою виконання роботи є розвиток наукових засад сучасної технології отримання водню з небезпечної відновлюваної сировини, якою є суміш донних мулів станцій аерації, переобтяжених токсичними важкими металами, та гумового кришива зношених автомобільних шин, на основі плазмо-паро-кисневої газифікації. Переробка вуглецевмісних відходів здійснюється на основі їхньої газифікації в збагаченій киснем атмосфері з частковим використанням енергії пароводяного плазмотрона.

Очікувані властивості

Ця робота розглядається як супутня для виконуваних Інститутом газу НАНУ циклу науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт (ДКР) щодо переробки небезпечних відходів з використанням плазмових технологій. Зокрема, у 2016-17 рр. і 2018-19 рр. виконані (або виконується) ДКР з цієї тематики у рамках державного замовлення. У результаті їхнього виконання в Інституті створений пілотний зразок технологічної лінії для переробки небезпечних відходів з реактором продуктивністю до 400 кг сировини за годину. В рамках пропонованого проекту будуть досліджені нові можливості підвищення енергетичної ефективності технологічного процесу, закладеного в основу функціонування цієї лінії. Вони не можуть бути досліджені на крупномасштабній установці, якою є технологічна лінія. Кінцевим результатом цих досліджень має стати технологічний процес високої енергетичної ефективності. Він забезпечить виробництво електричної енергії на основі використання синтез-газу – як для забезпечення власних енергетичних потреб, так і для зовнішніх споживачів, що сприятиме комерціалізації розробки.

Переваги

Виключною перевагою плазмових технологій є високі термодинамічні параметри процесу, які, зокрема, в умовах високих температур не мають обмежень щодо якості вуглецевмісної сировини, яка підлягає конверсії в газове паливо. Ці переваги дозволяють також здійснювати конверсію навіть найбільш небезпечних для переробки хлорвмісних відходів, а у випадку переробки донних мулів – здійснювати вітрифікацію (капсулювання в склоподібній масі розплавленого шлаку) важких металів, які є істотним екологічним ризиком при їхній переробці.

Конкуренти

(наведені також порівняння технологій за показником окупності)

Показник/Технологія «Энергия-2» (Брно, Чехия) Integrated Multifuel Gasification technology (IMG) компанії Bellwether Ltd Westinghouse Plasma Corporation - AlterNRG Corp. Інститут газу НАН України
Річний обсяг переробки відходів, тис. т 224 тис. т/рік 100 тис. т / рік 534 тис. т/ рік4 тис. т/рік
Вироблення та передача електричної енергії споживачам 63 тис. МВт•год/рік 68 тис. МВт•год/рік 427000 МВт•год/рік 4200 МВт•год/рік
Інвестиції 130 млн. € 65 млн. € 307,5 млн. дол. США 1,2 млн. дол. США
Приведені інвестиції, USD на 1 т річної переробки 580 650 575300
Передача електричної енергії споживачам, на 1 т річної переробки відходів 240 кВт/т 680 кВт/т 800 кВт/т1050 кВт/т
Окупність (у відсутність операційних витрат), років 61,9 28,7 208

Стан розробки

Розроблена конструкторська документація на виготовлення вузлів та виготовлені основні вузли установки для паро-плазмової переробки донних мулів станцій аерації та інших небезпечних відходів.

Інтелектуальна власність

  • Петров С.В., Бондаренко С.Г., Жовтянський В.А., Коржик В.М., Попов В.В. Електродуговий плазмотрон (МКП9 Н05Н1/24). Патент на винахід №98271// Бюлетень №8 від 25.04.2012.
  • Петров С.В., Бондаренко С.Г., Жовтянський В.А., Жолудєва О.С. Пристрій для пароплазмової газифікації твердих вуглецевмісних матеріалів (МПК(2014). Патент на винахід № 111691. Бюлетень №6 від 25.03.16 р. та №10 від 25.05.2016 р.
  • Петров С.В., Жовтянський В.А. Енергоефективні пароплазмові технології переробки відходів / Монографія. – К.: Наукова думка, 2019. – 559 с.
  • V. Zhovtyansky, V. Valincius. Efficiency of Plasma Gasification Technologies for Hazardous Waste Treatment // Gasification for Low-grade Feedstock (ISBN 978-1-78923-289-9) / Collective Monograph; Ed. Yongseung Yun. – London: InTech, 2018. – P. 165 - 189.

    • Контактна інформація

    Виконавець:

    Інститут газу НАН України

    Проект №8 «Розроблення науково-технічних основ отримання синтез-газу з суміші небезпечних органічних відходів»

    Контактна особа:

    Жовтянський Віктор Андрійович

    керівник проекту
    член-кореспондент НАН України
    доктор фізико-математичних наук
    завідувач відділу плазмових процесів і технологій

    Teл. +38 044 455-59-01

    Е-mail: zhovt@ukr.net

    Назаренко Володимир Григорович

    інженер І категорії відділу плазмових процесів і технологій

    Teл. +38 044 456-03-06

    Е-mail: vgn204@gmail.com

    Остапчук Марія Володимирівна

    канд. техн. наук
    науковий співробітник відділу плазмових процесів і технологій

    Teл. +38 044 456-03-06

    Е-mail: jakumovuchmaria@ukr.net
    © 2019 «Водень-Інфо»