Пиролизный газ содержит полезную энергию, но он не готов поступить в газовый двигатель, как только выйдет из реактора. Неочищенный газ может быть горячим и содержать пары масла, смолу, влагу, соединения серы и мелкие частицы. Его давление и состав также могут меняться в ходе цикла пиролиза.
Без соответствующей очистки эти загрязнения могут накапливаться в трубах, засорять клапаны, мешать сгоранию и увеличивать износ двигателя. Даже если газ продолжает гореть, генератор может производить меньшую мощность, требовать большего обслуживания или неожиданно остановиться.
Таким образом, эффективная очистка пиролизного газа шин является связующим звеном между реактором пиролиза и надежным производством электроэнергии. Система очистки должна охлаждать и очищать газ, сохраняя при этом достаточное давление и качество топлива для генератора. Его конструкция должна быть основана на реальном газе, а не на стандартном перечне оборудования, скопированном с другого завода.
Почему сырой пиролизный газ из шин не может попадать напрямую в двигатель
Пиролиз шин происходит в реакторе с ограниченным содержанием кислорода, где каучук нагревается и расщепляется на газ, масло, восстановленный углеродный материал и сталь. Газ, выходящий из этого процесса, не сравним с чистым трубопроводным природным газом.
Часть потока паров при охлаждении становится пиролизным маслом. Другие тяжелые соединения могут оставаться в виде смолы или мелких капель. Водяной пар может конденсироваться внутри трубопровода, а частицы пыли и углерода могут перемещаться вместе с газом. В зависимости от сырья и процесса также могут присутствовать соединения серы.
Если сырой газ попадает в двигатель, смолы могут откладываться на клапанах, деталях топливной системы, турбокомпрессорах и поверхностях сгорания. Влага может способствовать коррозии и нарушить горение. Частицы могут увеличить износ или загрязнить смазочное масло. Соединения серы могут повредить компоненты Видео-презентация 1 и затруднить контроль выхлопа.
Эти проблемы не всегда приводят к немедленному отключению. Сначала установка может столкнуться с нестабильной производительностью, повышением температуры выхлопных газов, повышенным потреблением газа или сокращением интервалов технического обслуживания. Вот почему газоочистку следует рассматривать как часть энергосистемы, а не как дополнительный аксессуар.
KLY's Газогенераторные установки для пиролиза шин предназначены для промышленных проектов по извлечению горючего газа из пиролиза отработанных шин. Прежде чем выбрать генератор, необходимо понять состояние сырого газа и обработку, необходимую для защиты двигателя.
Начните с полного анализа газа
Не существует единой линии обработки, подходящей для каждого завода по пиролизу шин. Конструкция реактора, рабочая температура, состав шин и эффективность конденсации — все это влияет на попадание газа в зону генератора.
Лабораторный анализ должен идентифицировать как горючие компоненты Видео-презентация 1 , так и загрязняющие вещества. Метан, водород, окись углерода и легкие углеводороды влияют на теплоту сгорания и поведение при горении. Углекислый газ, азот и другие негорючие компоненты Видео-презентация 1 разбавляют топливо. Деготь, частицы, сера и влага определяют процесс очистки.
Одной пробы, взятой в период наиболее сильной газодобычи, недостаточно. Поставщик также должен понимать, как изменяется газ во время запуска, нормального производства и остановки. Это особенно важно для периодических установок, где расход газа и теплотворная способность могут меняться в течение цикла.
Данные по газу |
Зачем это нужно |
Низкая теплотворная способность |
Помогает оценить потребность в газе и доступную электрическую мощность. |
Состав газа |
Определяет характер сгорания и настройки двигателя. |
Часовой диапазон расхода |
Показывает, может ли поставка топлива поддерживать непрерывную генерацию энергии. |
Температура и давление |
Влияние на конструкцию охлаждения, трубопроводов и газовой рампы |
Содержимое смолы |
Определяет необходимый процесс конденсации и удаления смол. |
Уровень влажности |
Определяет требования к охлаждению, сепарации и дренажу. |
Соединения серы |
Определите, нужна ли десульфурация |
Содержание частиц |
Помогает указать этапы фильтрации. |
Изменение во время работы |
Поддерживает определение размера буфера и проектирование системы управления. |
Хороший газовый анализ не просто подтверждает, что газ горюч. Это дает разработчику системы очистки информацию, необходимую для производства топлива, которое двигатель может использовать постоянно.
Основные этапы пиролизной газоочистки шин
Типичная система очистки пиролизного газа шин может включать несколько стадий, но их порядок и производительность зависят от исходного газа. Цель состоит в том, чтобы удалить вредный материал, не теряя при этом избыточной энергии топлива и не создавая большого перепада давления.
Охлаждение газа и конденсация
Газ, выходящий из процесса пиролиза, обычно слишком горячий для прямого использования в двигателе. Контролируемое охлаждение снижает его температуру и конденсирует пары масла, воды и некоторые тяжелые углеводороды.
Этот этап необходимо тщательно спланировать. Недостаточное охлаждение позволяет излишкам конденсируемого материала оставаться в газе. Плохо контролируемое охлаждение также может привести к скоплению жидкости в трубопроводах или к ненужной конденсации ценных газовых компонентов Видео-презентация 1 .
Теплообменники, конденсаторы и системы охлаждающей воды должны быть рассчитаны на максимальный поток газа и местный климат. Точки слива и оборудование для сбора жидкости должны быть расположены там, где можно безопасно удалить сконденсированное масло и воду.
Охлаждение также должно оставаться стабильным на протяжении всей работы. Если температура на выходе сильно изменится, количество влаги и масла, перенесенных на следующий этап очистки, также изменится.
Разделение жидкостей
После охлаждения сконденсированную жидкость необходимо отделить от газового потока. Сепаратор или перегородка позволяют каплям выпадать до того, как газ продолжит движение вниз по потоку.
Дренажная система так же важна, как и сам сосуд. Если жидкости позволить собраться, она может быть вынесена вперед во время изменения давления или в период сильного потока. Автоматический контроль уровня и надежный дренаж могут снизить этот риск.
Отделенная жидкость может содержать как воду, так и углеводороды, поэтому с ней следует обращаться в соответствии с планом утилизации отходов и продукции предприятия. Не следует допускать бесконтрольного возвращения газа в газопровод.
Фильтрация частиц
Мелкий углерод, ржавчина и другие твердые частицы могут проходить через газовую систему. Фильтрация помогает предотвратить попадание этих частиц в клапаны, регуляторы давления и детали двигателя Видео-презентация 1 .
Один фильтр тонкой очистки, установленный в конце линии, не всегда является лучшим решением. Если сырой газ содержит большое количество частиц, фильтр может быстро засориться и вызвать падение давления. Ступенчатая система может сначала удалять более крупные частицы и использовать более тонкую фильтрацию ближе к генератору.
Показания давления до и после фильтра помогают операторам определить, когда требуется очистка или замена. Без этой информации засоренный фильтр может показаться проблемой с топливом генератора.
Удаление смолы
Деготь является Видео-презентация 1 одной из наиболее важных проблем при очистке пиролизного газа для производства электроэнергии . Он может оставаться в виде пара при высокой температуре, а затем конденсироваться по мере дальнейшего охлаждения газа внутри трубопроводов или компонентов двигателя Видео-презентация 1 .
Удаление смолы может включать контролируемую конденсацию, сепарацию, очистку или другой процесс, выбранный в зависимости от концентрации и состава смолы. Правильный метод зависит от того, представляет ли собой материал главным образом капли тяжелой нефти, соединения паровой фазы или смесь того и другого.
Целевое значение должно основываться на допустимых характеристиках газа, указанных поставщиком двигателя. Произвольное заявление об отсутствии смол менее полезно, чем измеренная концентрация на выходе, полученная в нормальных условиях эксплуатации.
Десульфурация
Сырье из отработанных шин содержит серосодержащие материалы, поэтому полученный газ может потребовать десульфурации перед попаданием в двигатель. Концентрация и форма соединений серы определяют подходящий метод очистки.
Система десульфурации должна быть рассчитана как на среднее, так и на пиковое содержание серы. Если он рассчитан только на среднюю пробу, внезапное увеличение может привести к прохождению неочищенного газа. С другой стороны, излишне сложная система может увеличить капитальные затраты, потери давления и эксплуатационные расходы.
Покупатели должны запросить ожидаемую концентрацию на входе, целевое значение на выходе, мощность очистки, требования к расходным материалам и метод, используемый для мониторинга прорыва.
Окончательная фильтрация и кондиционирование газа
После удаления основных загрязнений газ обычно проходит заключительную стадию фильтрации и кондиционирования. Это помогает улавливать оставшиеся капли или частицы и подготавливает топливо для газовой рампы.
На этом этапе температура, давление и расход должны находиться в пределах требуемого рабочего диапазона. В систему также могут входить пламегасители, запорные клапаны, средства обнаружения утечек и приборы, предотвращающие попадание неподходящего газа в двигатель.
Конечным результатом должен быть не просто «более чистый газ». Это должен быть газ, отвечающий измеримым требованиям на входе в двигатель.
Почему хранение газа и контроль давления имеют значение
Газоочистка Видео-презентация 1 не может решить все проблемы с топливом. Реактор пиролиза и генераторная установка не могут потреблять газ с одинаковой скоростью.
В периоды интенсивного производства газа предложение может превышать потребность двигателей. В другой момент цикла расход газа может упасть ниже уровня, необходимого для поддержания производительности. Запуск и остановка генератора каждый раз при изменении расхода может снизить работоспособность и увеличить механическое напряжение.
Правильно спроектированная буферная система или система хранения газа могут сгладить краткосрочные различия между производством и потреблением. Затем регулирование давления подает генератор в требуемый диапазон на входе.
Объем хранилища не следует выбирать наугад. Это зависит от часового профиля добычи газа, потребления генератора, допустимого диапазона давления и допустимого времени работы при спаде подачи.
Полная конструкция также должна включать обнаружение газа, защиту от избыточного давления, безопасную вентиляцию или альтернативное использование газа, а также аварийную изоляцию. Хранение газа никогда не следует рассматривать только как способ повышения эффективности; это также важный компонент безопасности Видео-презентация 1 nt.
Как дизайн очистки влияет на эффективность выработки электроэнергии
Более мощная система очистки не приводит автоматически к повышению эффективности установки. Каждая воздуходувка, насос, охладитель и скруббер потребляют энергию. Фильтры, резервуары и длинные трубопроводы также создают потери давления.
Если система очистки удаляет загрязнения, но подает газ под недостаточным давлением, двигатель все равно может не достичь необходимой нагрузки. Если охлаждающее оборудование потребляет чрезмерную мощность, общая мощность генератора может оказаться удовлетворительной, в то время как чистая мощность установки останется низкой.
Эффективный дизайн уравновешивает Видео-презентация 3 цели:
Защищайте двигатель от загрязнений.
Подача стабильного газа в требуемом диапазоне давления и температуры.
Держите под контролем потребность в дополнительной мощности и потери топлива.
Наиболее полезным расчетом является чистая мощность, доступная после вычета энергии, потребляемой линией пиролиза, оборудованием газоочистки, системой охлаждения и другими вспомогательными устройствами установки.
Такое представление всей системы не позволяет покупателям сравнивать очистное оборудование только по закупочной цене или сравнивать генераторы только по номинальной эффективности.
Подбор очищенного газа для генераторной установки
Цели очистки должны исходить из потребностей генератора в топливе. Поставщик двигателя должен определить допустимые пределы теплотворной способности, давления, температуры, влажности, частиц, серы и смол.
Важность качества газа очевидна в KLY. 16В190Г Газовая генераторная установка . Опубликованный диапазон номинальной мощности составляет 750–1250 кВт, а доступная мощность определяется в зависимости от качества газа. Это означает, что диапазон, указанный на паспортной табличке, не может быть отделен от топлива, подаваемого в двигатель.
KLY's 12V190G Газовая генераторная установка охватывает заявленный диапазон мощности 500–1000 кВт. В информации о продукте указано определенное давление газа на входе и указана возможность адаптации к биогазу и промышленным газам низкой концентрации в дополнение к природному газу.
Эти продукты являются полезными ориентирами для понимания требований промышленных газовых двигателей, но нельзя предполагать, что ни одна из моделей не поддерживает неочищенный газ пиролиза шин. Совместимость и доступная мощность должны быть подтверждены исходя из состава газа проекта, результатов очистки и условий эксплуатации.
Поэтому систему очистки следует проектировать вместе с топливной системой генератора. Если сначала спроектировать очиститель, а затем выбрать двигатель, может возникнуть разрыв между подаваемым газом и газом, который требуется двигателю.
Требования безопасности и мониторинга
Газ для пиролиза шин содержит горючие компоненты Видео-презентация 1 , а также может содержать окись углерода. Утечки могут создать риск пожара, взрыва и отравления, особенно в закрытых помещениях.
Газопровод должен предусматривать соответствующие меры обнаружения, вентиляции, изоляции и аварийного отключения. В зависимости от проекта приборы могут контролировать давление, температуру, расход, состав газа и уровни загрязнений.
Онлайн-мониторинг не заменяет лабораторные испытания, но помогает операторам распознать изменение до того, как оно станет проблемой двигателя. Например, падение давления на фильтре может сигнализировать о засорении, а внезапное изменение температуры после конденсатора может указывать на проблему с системой охлаждения.
Значения сигнализации и отключения должны быть согласованы между системой пиролиза, линией подготовки газа и генератором. Если каждая система работает независимо, Видео-презентация 1 часть установки может продолжать подачу газа после остановки другой части.
Что покупатели должны предоставить перед проектированием системы
Поставщик не может спроектировать надежную очистку пиролизного газа для шин при желаемой мощности генератора al Видео-презентация 1 . Покупатели должны предоставить репрезентативные данные о газе, технологическом процессе и эксплуатационных требованиях объекта.
В техническом задании должно быть указано:
Тип пиролизного реактора и мощность переработки
Периодический, полунепрерывный или непрерывный режим работы
Состав газа и низшая теплота сгорания
Средний, минимальный и максимальный расход газа
Температура и давление газа
Уровни смол, влаги, серы и твердых частиц
Количество часов работы в день
Желаемая электрическая мощность
Высота места установки и температура окружающей среды
Требуемое напряжение и частота
Местные требования к выбросам и безопасности
Существующее состояние охлаждающей воды и коммунальных услуг
Если данные о сыром газе неполны, перед окончательным выбором оборудования следует провести отбор проб и тестирование. Оценки могут быть полезны на раннем этапе планирования, но они не должны стать основой окончательной гарантии эффективности.
KLY's Услуги Видео-презентация 1 -stop Gas Power охватывают более широкий проектный процесс, позволяя рассматривать очистку газа, выбор генератора и интеграцию системы вместе.
Часто задаваемые вопросы
Какова наиболее важная обработка пиролизного газа шин?
Для каждого проекта не существует одного самого важного этапа. Деготь, влага, сера и частицы могут вызвать проблемы. Анализ газа и характеристики впуска двигателя должны определить, какие этапы очистки необходимы.
Всегда ли газ пиролиза шин нуждается в десульфурации?
Это зависит от концентрации серы в сыром газе и ограничений выбранного двигателя и системы выбросов. Поскольку материалы шин могут содержать серу, перед принятием решения о необходимости десульфурации и размера системы необходимо провести испытания.
Почему пиролизный газ необходимо охлаждать перед подачей в генератор?
Охлаждение снижает температуру газа и способствует конденсации паров масла, воды и тяжелых углеводородов. Эти жидкости затем можно отделить вместо того, чтобы попадать в двигатель или впоследствии конденсироваться в трубопроводах.
Может ли фильтрация Видео-презентация 1 удалить смолы?
Фильтра твердых частиц не всегда достаточно, поскольку часть смолы может оставаться в виде пара или мелких капель жидкости. Для контроля смол часто требуется охлаждение, конденсация или другой этап обработки перед окончательной фильтрацией.
Насколько чистым должен быть пиролизный газ для шин?
Требуемое качество розетки зависит от выбранного генератора. Покупатели должны запросить у поставщика двигателя измеримые пределы содержания смол, частиц, влаги, серы, температуры газа и давления на входе.
Можно ли использовать очищенный пиролизный газ в стандартном генераторе природного газа?
Не автоматически. Даже после очистки газ может отличаться от природного газа по составу, теплоте сгорания и поведению при горении. Двигатель и система управления должны быть оценены и настроены для работы с обработанным топливом.
Заключение
Успешное производство энергии пиролизом шин зависит не только от производства горючего газа. Газ должен поступать в генератор подходящей температуры, давления и качества, оставаясь при этом достаточно стабильным для контролируемого сгорания.
Полная система очистки газа пиролиза шин может включать охлаждение, конденсацию, отделение жидкости, фильтрацию, удаление смолы, десульфурацию, окончательную полировку и регулировку давления. Правильная комбинация зависит от лабораторных данных по газу, процесса пиролиза и выбранного двигателя.
Поэтому линия обработки и генератор должны быть спроектированы как система Видео-презентация 1 . Когда анализ газа, цели очистки, хранение, требования к двигателю и мониторинг координируются с самого начала, завод имеет более прочную основу для стабильной производительности, снижения требований к техническому обслуживанию и долгосрочной промышленной эксплуатации.
