Производство комплекса по переработке твердых бытовых отходов для получения энергии и использования продуктов переработки ТБО

 
 Калорийность ТБО (низшая теплота сжигания), ГДж/т 7,57 
 
Из-за высокого содержания в общем составе ТБО пищевых отходов и влаги, первоначальная калорийность отходов невелика. Влажность ТБО колеблется в пределах от 20 до 60%. Существующая практика сбора ТБО неизменно приводит к увлажнению их атмосферными осадками. Однако, существующие методы сушки ТБО нельзя признать целесообразным, поскольку в этом случае влага безвозвратно утрачивается. Технология термоудара позволяет «отогнать» возможно большее количество влаги БЕЗ ее потери, получив тем самым оборотную воду для производства.  
 
Заметим также, что система водоочистки, входящая в комплект поставки оборудования, позволяет довести воду до санитарных норм и использовать не только как техническую, но и как питьевую при соответствующей модификации.  
 
Использование углеподобного остатка 
Как уже упоминалось выше, углеподобный остаток представляет собой золу черного (бурого) цвета и может быть использован в дальнейшем. Так, для переработанной неорганики - это использование углеподобного остатка в строительстве (при сооружении дорожных покрытий), для органики – в качестве ценного удобрения, содержащего минеральные вещества. Кроме того, из такого сырья, как бурый уголь, можно получать зольный остаток с высочайшим (до 10%) содержанием  редкоземельных металлов.  
 
Производство по модификации зольного остатка может быть создано в следующей очереди после выхода производств по переработке ТБО на проектную мощность.  
 
Генеральный план  завода по переработке ТБО и компоновка  основного оборудования 
Завод по переработке ТБО располагается на территории 2,1 га . Объём переработки заводом твёрдых бытовых отходов составляет 50 тыс. т/год. Размер территории позволяет выполнить последующее расширение завода.  
 
Компоновка главного корпуса выполнена по блочно-модульному принципу и состоит из модулей (установок по переработке ТБО мощностью 2т/час, всего 5 модулей для обеспечения заданной проектной мощности 50 тыс. тонн в год), лаборатории, станции радиационного контроля, административных сооружений. В случае увеличения мощности завода компоновка расширяется за счёт дополнительных модулей.  
 
Каждый модуль состоит из 2-х установок: окисления неорганических веществ (для преимещественно неорганики), реактора термоудара (для пиролизации преимущественно органических частей ТБО). Кроме того, в начале цикла переработки происходит селекция ТБО, а затем – дробление. Вода в камере предварительной сушки поступает в коллектор, оттуда в 3-ю установку того же цикла – на очистку. Вода используется как оборотная для нагрева оборудования. При необходимости вода может быть отведена потребителю.  
 
Если для первоначального этапа работы установки требуется подвод автономной (а не магистральной) электроэнергии, комплекс оборудуется генератором и трансформатором.  В комплекте с реакторами окисления и пиролиза работает камера медной катализации (тонкой очистки) газа. Установка укомплектована также дымососом, вентилятором и дымовой трубой.  Лаборатория укомплектована необходимыми аналитическими приборами. Газы из реакторов, имеющие высокую температуру порядка 500 °С,  прежде чем быть отправленными в дымовую трубу, направляют в камеру сушки, где их тепло используется для подсушивания ТБО до влажности не более 20%.  
 
Главный корпус оборудован грузоподъёмными механизмами и подъездными путями, необходимыми для монтажа и ремонта оборудования.  
 
Из емкости  кислород и/или воздух подается в камеру окисления неорганических веществ.  
 
Главный корпус оборудован устройствами удаления углеподобного остатка (золы) (транспортировка конвейерами) в коллектор, расположенный вне территории завода. Зола первоначально хранится в коллекторе, затем используется для производства строительных материалов или модифицируется.  
 
При приёме ТБО мусоровозы проходят радиационный контроль. Бункеры приёмного блока ТБО рассчитаны на 2-х суточный приём. В блоке приёмки ТБО проходят сортировку,  дробление  и направляются конвейерами в главный корпус для утилизации.

 
Завод обеспечивается оборотной водой, полученной из ТБО. Для этого предусмотрена  система водоочистки, расположенная  на территории главного корпуса.  
 
На территории завода по утилизации ТБО располагается административный корпус для обслуживающего персонала.  
 
В зависимости от местных условий и площадки, предоставляемой для расположения завода, указанное взаимное расположение оборудования, зданий и сооружений может быть изменено.  
 
Технологическая схема процесса 
1. ТБО доставляются  на завод мусоровозами направляются на пункт радиационного контроля. Затем первичная селекция полезных компонентов (до 30% от общего количества первоначального объема ТБО), их прессование и брикетирование. 
2. На линии сортировки производится отбор (вручную на конвейере) преимущественно неорганических и преимущественно органических изделий (ТБО). 
3. Две дробилки производят дробление ТБО соответственно для каждой из двух камер утилизации: окисления (для неорганики), пиролиза (для органики). 
4. Из бункера предварительного хранения измельченные отходы отправляются в камеру нагрева (или камеру сушки), где происходит «отгон» воды, используемой в дальнейшем в технологическом процессе. 
5. Из камеры нагрева отходы направляются в бункер загрузки. 
6. Из бункера загрузки отходы направляются в реакторы. Работа реакторов происходит непрерывно. 
7. Пиролизный газ из реактора  подается потребителю посредством трубопровода, может быть сожжен для нагревания парового котла или расфасован в баллоны по 50 литров. Пиролизный газ обслуживает работу комплекса по переработке ТБО – используется примерно 15-20% газа. 
8. «Отогнанная» вода подается в установку по очистке. Перед этим вода проходит через теплообменники, связанные с камерами нагрева и сушки для нагрева и сушки ТБО. 
9. Углеподобный остаток направляется в коллектор и на дальнейшее использование (или модификацию).

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ  ОЦЕНКА ПРОЕКТА

Окупаемость проекта:  2,5 года с момента пуска предприятия  
Стоимость проекта: 6’000’000 евро  
Предложение по финансированию проекта:  привлекаемые инвестиции 
Получаемый эффект:  улучшение санитарного состояния города, улучшение   экологической обстановки, значительное (более чем в 10 раз) снижение затрат на захоронение отходов и ликвидацию экологических последствий хранения отходов значительное (более чем в 10 раз) замедление расширения земельных площадей, занимаемых полигонами для захоронения отходов получение полезных продуктов (пиролизного горючего газа, горячей воды и углеподобного остатка) и, как следствие, увеличение потока прибыли, получаемой от реализации этих продуктов. 
 
Месторасположение, юридический адрес, правовая форма и вид собственности предприятия 
Создаваемое предприятие будет расположено на территории полигона или в промзоне города. Предложенная Заказчиком площадка должна отвечать всем требованиям предлагаемого проекта – недалеко должен находится  полигон, необходим подвод магистральной электроэнергии, должна быть предоставлена площадка для размещения завода, проложены удобные подъездные пути и т.д. Правовая форма – закрытое акционерное общество (или иная) с распределенным уставным фондом в оговоренном процентном соотношении.  
 
Инфраструктура 
В качестве площадки для создания высокотехнологической линии по утилизации ТБО предполагается выбрать производственный (или иной) участок, территория которого может составлять до 2 га (мин. 0,4 га). Это обусловлено тем, что завод мощностью 50 тыс. тонн в год будет состоять из пяти модулей (комплексов), которые могут работать автономно и быть сооружены поэтапно. На огороженной бетонным забором территории должны быть расположены производственные площади, в т.ч.:  
- административно-бытовые помещения –  (можно модульного типа с  обеспечением всех норм санитарно-бытового обслуживания персонала) 
- холодный ангар  
- склад готовой продукции  
- площадку для разгрузки и хранения ТБО  
 
Участок должен находится в промзоне полигона. Санитарная зона вокруг предприятия составляет свыше 500 м, что позволяет организовать указанное выше производство, не входя в противоречия с требованиями СЭС. 
 
Основные стадии проекта 
Реализация Проекта включает выполнение следующих основных стадий: 
· Разработка технико-экономического обоснования  - бизнес-плана - , включая изучение рынка поставки сырья, сбыта конечного продукта, получаемого в результате переработки ТБО.. 
· Заключение договоров с местными властями на использование имеющихся производственных площадей и мощностей на поставку сырья для переработки. 
· Подготовка производственной площадки для монтажа технологической линии 
· Монтажные пусковые работы и вывод линии и имеющегося оборудования на проектную мощность 
· Создание структур бесперебойной поставки сырья, сбыта готовой продукции, транспортной службы и т. д. 
 
Экономические, социальные и политические факторы 
Использование  высокоэффективной технологической линии по переработке ТБО в масштабах города позволит: 
- увеличить объемы сырья для вторичной переработки  ТБО до 100%, 
- значительно улучшить экологическую обстановку, 
- значительно снизить объемы необработанных бытовых отходов, вывозимых на полигоны, 
- исключить затраты, связанные с ликвидацией экологических последствий захоронения отходов, 
- замедлить (а в дальнейшем, при широком использовании таких комплексов, приостановить) процесс расширения земельных площадей, используемых для захоронения отходов, 
- привлекательность и стабильность инвестиций в данную сферу. 
 
Описание продукции комплекса по переработке ТБО 
Конечной продукцией является: 
- высококалорийный пиролизный газ – горючее. 
- горячий пар, 
- углеподобный продукт – материал для строительной индустрии (или удобрение) 
 
Конкуренция 
В настоящее время в России  практически отсутствует высокотехнологическая индустрия утилизации промышленных и бытовых отходов. Имеющиеся мощности не способны обработать бытовой мусор, объем которого достиг  примерно 262 кг на человека в год и продолжает постоянно увеличиваться. Комплекс по переработке ТБО посредством технологии ТЕРМОУДАРА позволяет проводить практически 100% утилизацию отходов при отсутствии какого-либо загрязнения окружающей среды.

РАСЧЕТ ПРИБЫЛИ  И ОКУПАЕМОСТИ

Прибыль от продажи  продуктов переработки ТБО: 
Приведенный ниже расчет дан для одного комплекса производительностью 2т/час (10 тыс. тонн/год) – одного модуля. В заключительной части приводятся данные для комплекса из 5 установок для заявленной мощности завода 50 тыс. тонн/год. 
 
Горячий пар (t 300 °C)  
переработка исходного сырья  в сутки:  
2 т  х 16 часов = 32 т/сутки 
32 т. х 40% (средний объем содержания воды в исходном сырье) = 12,80т.  
12,80 т. х 36 руб. (средняя стоимость кубометра воды) = 460,80 руб. 
460,80 х 300 раб. дней = 138’240 руб.  
На собственные нужды комплекс использует 20 % пара, т.е. прибыль от продажи потребителю излишков пара составит  110’592 руб. (3’072 евро). 
Высококалорийный пиролизный горючий газ  (калорийность 4500-5000 ккал/м3  против 1500-2000 ккал/м3 генераторного газа). 
переработка исходного сырья  в сутки:  
 2 т  х 16 часов = 32 т/сутки 
32 т. х 50% (средний объем пиролизующейся органики  в исходном сырье) = 16 т.  
16 000 кг.  х 0,80 (коэффициент перевода кг. в литры для газа) = 12’800 литров 
12’800 х 4,8 руб. (средняя стоимость литра расфасованного генераторного газа)  = 61’440 руб. 
61'440 руб. х 300 раб. дней = 18’432’000 руб.  
На собственные нужды комплекс использует 20 % газа, т.е. прибыль от продажи   потребителю излишков газа составит  14’745’600 руб. (409’600 евро) 
 
Углеподобный продукт 
Углеподобный продукт может быть использован в строительной промышленности в качестве крошки-наполнителя. Средняя рыночная стоимость подобного наполнителя –  300 руб/т. 
переработка исходного сырья  в сутки:  
 2 т  х 16 часов = 32 т/сутки 
 32 т. х 10% (средний объем неорганики  в исходном сырье, выделяющийся в углеподобный остаток) = 3,2 т.  
 3,2 т.  х   300 руб.  =  960 руб. 
 960 руб. х 300 раб. дней = 288’000 руб. (8’000 евро) 
Стоимость готовой продукции завода производительностью 50 тыс. т/год при включении в производственную схему сортировки представлена в Таблице 4  
В среднем, реализация полезных компонентов, отобранных на первоначальном этапе селекции ТБО, увеличит прибыль на  17’077’600 руб (474’378 евро) в год. 
 
Завод полностью обеспечивает собственные технологические потребности в тепле, паре, практически полностью – в электроэнергии. При необходимости (по согласованию с местной администрацией) возможен отвод излишков пара стороннему потребителю. 
Стоимость основного оборудования завода мощностью 50 тыс. тонн в год представлены в таблице:

 
 
Структурные составляющие себестоимости  переработки ТБО приводятся в нижеследующей таблице: 
малоценные быстро изнашиваемые предметы и производственный инструмент  (платежи в бюджет, текущий ремонт и т.п.)

 
Затраты на переработку  ТБО (себестоимость  ТБО) составят в год:50.000 т х 6,10 евро = 305,0 тыс. евро

Основные  технико-экономические показатели 
предприятия по переработке твердых бытовых отходов по технологии 
высокоскоростного пиролиза производительностью 50’000 т/год