Розробка технологічної лінії для виробництва твердого відновленого палива та його використання в цементній промисловості: на прикладі Литви

This experimental research was purposed to investigate the production and energy potential of solid recovered fuel (SRF), obtained by extraction of prohibited materials, shredding and drying, from refuse-derived fuel (RDF) to use as an alternative fuel in the cement industry of Lithuania. The characteristics of the obtained RDF by separating the biological fraction from the mainstream of municipal solid waste (MSW) have been determined and compared with the criteria set by developing countries. According to EN15359, currently available RDF can't be called SRF and used as an alternative fuel in a cement kiln. The SRF production line by adding six additional technological units to the existing MBT line was developed. The calculation of the SRF production line was carried out and made 1.89 t/h. At the end of the production process of SRF from RDF, the moisture content (MC) of the obtained SRF decreased by 90 %. After the drying stage, the volume of SRF decreased by 19 %. The process of preparing SRF allowed increasing the net calorific value (NCV) by 22.1 % to 28.2 MJ/kg by reducing the MC. The obtained SRF had a high NCV, low MC, permissible Cl and Hg contents. Two scenarios of waste generation in the Alytus region until 2030 have been developed. Based on the waste generation scenarios results, the proposed SRF production line will provide 12 % of the additional fuel for clinker firing during the analyzed period. A cost analysis to assess the economic and environmental savings from the use of SRF was performed. The results showed that adding 12 % of SRF as a replacement fuel, equal to 1.86 t/h, to the coal used in the cement kiln would save 860 USD/h in coal costs. At the same time, it will emit 5.96 t/h of CO2 into the atmosphere, and the net savings will amount to 1,131 USD/h.Данное экспериментальное исследование направлено на изучение производственного и энергетического потенциала твердого восстановленного топлива (SRF), полученного путем извлечения запрещенных материалов, измельчения и сушки, из топлива из отходов (RDF) для использования в качестве альтернативного топлива в цементной промышленности Литвы. Определены характеристики полученного RDF-топлива путем выделения биологической фракции от основного потока твердых бытовых отходов (ТБО) и сопоставлены с критериями, установленными развивающимися странами. Согласно EN15359, имеющееся в настоящее время RDF-топливо нельзя назвать SRF-топливом и использовать в качестве альтернативного топлива в цементных печах. Разработана производственная линия SRF-топлива путем добавления шести дополнительных технологических установок к существующей линии МБО. Проведен расчет производительности производственной линии SRF-топлива, составившей 1,89 т/ч. По окончании процесса производства SRF-топлива из RDF-топлива содержание влаги (СВ) в полученном SRF-топливе снизилось на 90 %. После стадии сушки объем SRF-топлива уменьшился на 19 %. Процесс получения SRF-топлива позволил увеличить низшую теплотворную способность (НТС) на 22,1 % до 28,2 МДж/кг за счет снижения СВ. Полученное SRF-топливо имело высокую НТС, низкое СВ, допустимое содержание Cl и Hg. Разработаны два сценария образования отходов в Алитусском районе до 2030 года. Исходя из результатов сценариев образования отходов, предлагаемая производственная линия SRF-топлива обеспечит 12 % дополнительного топлива для обжига клинкера в течение исследуемого периода. Проведен анализ затрат для оценки экономической и экологической экономии от использования SRF-топлива. Результаты показали, что добавление 12 % SRF-топлива в качестве альтернативного топлива, равных 1,86 т/ч, к углю, используемому в цементных печах, позволит сэкономить 860 долл. США/ч на затратах на уголь. При этом в атмосферу будет выбрасываться 5,96 т/ч CO2, а чистая экономия составит 1131 долл. США/ч.Дане експериментальне дослідження спрямоване на вивчення виробничого та енергетичного потенціалу твердого відновленого палива (SRF), отриманого шляхом вилучення заборонених матеріалів, подрібнення та сушіння, з палива з відходів (RDF) для використання в якості альтернативного палива в цементній промисловості Литви. Визначено характеристики отриманого RDF-палива шляхом виділення біологічної фракції від основного потоку твердих побутових відходів (ТПВ) та зіставлено з критеріями, встановленими країнами, що розвиваються. Згідно з EN15359, наявне в даний час RDF-паливо не можна назвати SRF-паливом і використовувати в якості альтернативного палива в цементних печах. Розроблено виробничу лінію SRF-палива шляхом додавання шести додаткових технологічних установок до існуючої лінії МБО. Проведено розрахунок продуктивності виробничої лінії SRF-палива, що склала 1,89 т/год. Після закінчення процесу виробництва SRF-палива з RDF-палива вміст вологи (ВВ) в отриманому SRF-паливі знизився на 90 %. Після стадії сушіння обсяг SRF-палива зменшився на 19 %. Процес отримання SRF-палива дозволив збільшити нижчу теплотворну здатність (НСЗ) на 22,1 % до 28,2 МДж/кг за рахунок зниження ВВ. Отримане SRF-паливо мало високу НСЗ, низький ВВ, допустимий вміст Cl та Hg. Розроблено два сценарії утворення відходів в Алітуському районі до 2030 року. Виходячи з результатів сценаріїв утворення відходів, запропонована виробнича лінія SRF-палива забезпечить 12 % додаткового палива для випалу клінкеру протягом досліджуваного періоду. Проведено аналіз витрат для оцінки економічної та екологічної економії від використання SRF-палива. Результати показали, що додавання 12 % SRF-палива в якості альтернативного палива, що дорівнює 1,86 т/год, до вугілля, що використовується в цементних печах, дозволить заощадити 860 дол. США/год на витратах на вугілля. При цьому в атмосферу буде викидатися 5,96 т/год CO2, а чиста економія складе 1131 дол. США/год