1. POS CCE2. Axa prioritară 2: Competitivitate prin Cercetare, Dezvoltare Tehnologică şi Inovare3. Operaţiunea: O 2.1.1. Proiecte de cercetare în parteneriat între universităţi/institute de cercetare-dezvoltare şi întreprinderi4.Numărul de înregistrare din SMIS – CSNR: Contractul ID 486/SMIS 118325. Numele proiectului: INSTALAŢIE PENTRU GAZIFICAREA DEŞEURILOR DE ANVELOPE UZATE / ENER-PLAST6. Contract de finanţare nr. 147/11.06.20107. Raport de progres perioada 11 iunie 2011 – 10 septembrie 2011

Proiect cofinanțat de

UNIUNEA EUROPEANA prin Fondul

European de Dezvoltare Regionala

Programul Operațional Sectorial Creșterea

Competitivității Economice

„ Investiții pentru viitorul dumneavoastră”

INSTALAŢIE PENTRU GAZIFICAREA DEŞEURILOR DE ANVELOPE UZATE

ENER-PLAST

SAN SYST E MS IN DU ST RY S .R .L . Construcţii ? Instalaţii ? Autom atizări

PITEŞTI, Bd. REPUBLICII, B l. D6, A+b, C.P.: 110041, ARGEŞ, ROM ANIA

RC : J03/3562/1992, CF: RO 3113365, Cod IB AN: RO 72R NC B0022025038040001 -B.C .R. P iteşti

Phone/Fax: +40 248 222 033 -

E -mail: sansystemsind@ gm ail.c om

-

W ebsite: ww w.sansystem s.ro

IS O 9 00 1:20 00

520

1

Ing.Gabriel Mihail Laslu ; Ing. Alin Mihăilescu; Ing. Gheorghe Sârbu

AIM este o companie specializată in:

Instalații de obținerea energiei prin gazificarea/piroliza biomasei,

cauciucului uzat, alte deșeuri;

Filtrare gaze calde si reci;

Filtre cu saci, inclusiv modernizarea filtrelor cu saci;

Instalații puls jet folosite pentru curățirea filtrelor cu saci,

transport pneumatic prin pulsuri la intervale prestabilite de timp,

curățire canale cuptoare în timpul funcționării etc.

Cicloane și microcicloane

Alte instalații și ansambluri mecanice 

2

ENER-PLAST - istoric Ideea a apărut în 2005 odată cu realizarea supapei puls jet de

4’’ destinată desprăfuirii sacilor filtrelor de gaze idustriale Sistemul supapă integrată – rezervor aer comprimat , este

deosebit de puternic. Lucrează la 2-6 bar trimiţând jeturi scurte de ordinul 120-160

milisecunde, de aer comprimat, cu mare viteză care pot fi utilizate şi pentru transportul pneumatic în reactoarele de piroliză/gazificare.

Intrarea supapelor în funcţiune, durata pulsului şi intervalul de timp dintre pulsuri sunt comandate de un automat de timp

Filtru cu saci 25000 Nmc/h; Neferal SA

10 Supape puls-jet integrate într-un rezervor de aer comprimat; Filtru 30.000 Nmc/h; Prutul SA

3

ENER-PLAST - istoric

Supapele puls jet integrate într-un rezervor de aer comprimat au fost dezvoltate pentru alimentarea reactoarelor de gazificare/piroliză cu combustibil , pentru transportul nisipului folosit la extragerea cenuşei şi cărbunelui formate în reactor, pentru curăţirea răcitoarelor de gaz de sinteză de gudroanele depuse pe suprafeţele de transfer termic şi pentru intensificarea procesului termochimic din reactor.Din 2006 până în prezent au fost dezvoltate trei modele experimentale de reactoare de gazificare/piroliză şi anume:-Un rector de piroliza biomasei-Un reactor de gazificarea/piroliza biomasei-Un reactor de gazificarea deşeurilor de cauciuc, inclusiv a pneurilor uzate

Reactor ENER-PLAST

4

SINGAZ- TECH

BIO-JET

Biomasa; Piroliză; Gazificare

5

Biomasa este definită ca un material care a participat la aşa numitul „ Ciclu natural de dezvoltare” („growing cycle”). Deşeurile din agricultură, deşeurile forestire, deşeurile urbane de lemn, masele lemnoase şi ierboase în general sunt materiale denumite curent biomasă. Bio-energia este termenul european consacrat pentru a defini atât tehnologiile de valorificare energetică a biomasei, biogazului, gazului de depozit cât şi tehnologiile de obţinere a biocombustibilului.Curent, biomasa este procesată fie prin conversie termală, fie prin fermentare anaerobică, fie ca îngrăşământ.Deșeurile de cauciuc constituie o materie primă energetică valoroasă datorită conţinutului bogat în carbonÎn mod uzual combustibilul solid este compus din elementele, carbon, hidrogen şi oxigen. Piroliză : Degradarea termică a deşeurilor în absenţa aerului pentru a produce cărbune (char), combustibil de piroliză (bio-oil), şi singaz (de exemplu, conversia lemnului în mangal). În aceste condiţii se produc vapori organici, gaze de piroliză şi mangal. Vaporii sunt condensaţi pentru a forma bio-oil.

Piroliză, Gazificare

6

Gazificare: Spargerea hidrocarbonilor (vaporilor organici) în gaz de sinteză (singaz) odată cu controlul îngrijit al cantităţii de oxigen prezentă în proces.

Gazul de sinteză este format în principal dintr-un amestec de hidrogen (H2) şi oxid de carbon (CO), bioxid de carbon (CO2), apă (H2O), metan (CH4), hidrocarboni mari (C2+) şi azot (N2).

Reacţiile se petrec la temperaturi ridicate (500-1400 0C) şi presiune atmosferică sau la presiuni ridicate până la 33 bar.

Oxidantul utilizat poate fi aerul, oxigenul pur, aburul sau un amestec al acestora. Gazificarea biomasei bazată pe aer produce în mod tipic singaz cu conţinut ridicat de azot şi din această cauză cu o putere calorifică mică (4-6 MJ/mc). Gazeificarea biomasei bazată pe utilizarea aburului sau oxigenului pur (în absenţa aerului) produce un singaz cu o putere calorică mult mai mare (10-20 MJ/mc). Puterea calorică a ‘bio-oil-ului’ este de cca 28 MJ/kg.

În cazul pirolizei/gazificării deşeurilor de cauciuc puterea calorică a singazului este de 15-30 MJ/Nmc, iar a ‘oil-ului’ este de cca 42 MJ/kg

7

Instalația de gazificare a deșeurilor de cauciuc

8

Reactorul de gazificare deşeuri de cauciuc pregătit pentru probe

9

Reacțiile chimice ce au loc sunt:Reacţii exoterme:

Combustie: {volatile din biomasă + cărbune/char} + O2 → CO2Oxidare partiala: {volatile din biomasă + cărbune/char} + O2 → COMetanizare: {volatile din biomasă + cărbune/char} + H2 → C2H2Comutare apa-gaz: CO + H2O → CO2+H2Metanizare CO : CO + 3H2

Reactii endoterme: Abur – Carbon: {volatile din biomasă + cărbune/char} + H2O → CO+H2Reactia Boudouard: {volatile din biomasă + cărbune/char} + CO2 → 2CO

Bariere tehniceCea mai importantă piedică în calea răspândirii şi dezvoltării gazificatoarelor cu biomasă şi alte deşeuri, o constituie formarea gudroanelor (tar). Se apreciază că formarea lor începe la scăderea temperaturii sub 400 0C şi că devine intensă sub 200

0C. Eliminarea gudroanelor formate la răcirea singazului până la 200 0C se face în schimbătorul de căldură, are loc prin suflarea suprafeţei de schimb termic cu jeturi de aer de mare viteză generate de un dispozitiv puls jet Sub 200 0C, într-un filtru de aer cu saci tot prin pulsuri de aer generate de un alt dispozitiv puls jet de mare putere montat pe filtrul cu saci. Eficienţa dispozitivelor puls jet, produse de unul dintre parteneri, în curăţirea diverselor suprafeţe de diferite materiale lipicioase este un fapt demonstrat. Gradul de filtrare al singazului, la ieşirea din filtru, este de min. 99,9%

10

O altă piedică este calitatea cenuşei şi tendinţa ei de a se sinteriza şi topi. În cazul gazificatorului propus, patul de sorg fluidizat se sprijină pe un strat de

nisip circulant, care transportă cenuşa şi cărbunele rămas netransformat, descendent, datorită gravitaţiei şi ascendent de la baza reactorului la un ciclon cu ajutorul unui dispozitiv puls jet de transport pneumatic prin pulsuri de aer comprimat. În ciclon are loc separarea nisipului de cenuşa şi cărbunele impur cu conţinut de cenuşă, (charcoal), formate în procesul da gazificare. Eliminarea sigură şi continuă a cenuşei, zgurii şi cărbunelui (char) netransformat, înlătură pericolul topirii şi întăririi acestora în reactor

11

Alimentarea cu materie primăEtanşarea prin sistemul de alimentare, în sensul evitării scurgerilor de singaz în mediul exterior rămâne o problemă complicată şi greu de rezolvat la instalaţiile industriale.Presiunea aerului comprimat care se destinde în ejectorul puls jet poate fi de cca 6 atm, suficientă pentru a insufla bagasa cu viteză mare în reactor. Buncărul de alimentare este izolat faţă de mediul exterior prin două zăvoare etanşe acţionate pneumatic şi conmandate automat pentru a realiza etanşarea alimentării buncărului faţă de reactor în timpul încărcării buncărului şi a sistemului faţă de exterior în timpul alimentării reactorului din buncăr. Alimentarea cu bagasă este deci, reglabilă, comandată şi etanşă faţă de mediul exterior rezolvând complet problema alimentării continue a reactorului fără scăpări de singaz în mediul exterior.

12

Separarea bucăților de metal din componența pneurilor se face cu ajutorul roţii celulare prevăzute cu un separator magnetic

13

Reactorul de gazificare cauciuc în timpul probelorEmisia puternică de abur se datorează apei rezultată în proces precum şi a celei din pietrişul din instalaţie şi din cauciucul alimentat

14

Față de celelalte soluții cunoscute, reactorul propus, se distinge prin:Simplitate constructivă care duce la un preţ de cost redus;Automatizarea principalelor procese încă din faza de pilot şi posibilitatea automatizării complete, a întregii instalaţii, la intrarea în serie;Pornire rapidă, sigură şi uşoară creind posibilitatea opririi şi reponirii reactorului la nevoie, fără complicaţii;Eliminarea sigură şi continuă a cenuşei, zgurii şi cărbunelui (char) netransformat, care înlătură pericolul topirii şi întăririi acestora în reactor;Eliminarea gudroanelor formate la răcirea singazului în recuperatorul de căldură folosit la răcirea singazului până la 200 0C, prin suflarea suprafeţei de schimb termic cu jeturi de aer de mare viteză generate de un dispozitiv puls jet şi sub 200 0C, în filtrul de aer cu saci tot prin pulsuri de aer generate de un alt dispozitiv puls jet montat pe filtrulcu saci;Alimentarea reactorului cu bucăţi de max. 25 mm, de materie primă, este reglabilă, comandată automat şi etanşă faţă de mediul exterior;Flexibilitate pentru utilizarea altor combustibili sau amestecuri ale acestora.