ОГЛЯД ВИХРОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ УТИЛІЗАЦІЇ НИЗЬКО- ТА СЕРЕДНЬОКАЛОРІЙНИХ ГАЗІВ У ТЕХНОЛОГІЯХ WASTE-TO-ENERGY ТА WASTE-TO-GAS

У статті представлено результати огляду сучасних технологій газифікації твердих побутових відходів (ТПВ) та палив на їх основі (RDF), а також способів утилізації утворених низько- та середньокалорійних синтез-газів у теплоенергетичних установках. Газифікатори, що працюють у різних режимах, часто демонструють низьку або середню теплотворну здатність генераторного газу (4–10 МДж/м³), що ускладнює його спалювання через нестабільність горіння. Існує кілька ефективних методів забезпечення стабільного спалювання низько- та середньокалорійного газу, зокрема інтенсивна рециркуляція, макроперемішування, збагачення суміші висококалорійними газами, підігрів компонентів та інтенсифікація взаємодії з камерами згоряння.  

Одним з найефективніших методів є організація вихрового руху газової суміші, що забезпечує стабільний режим горіння й високу інтенсивність, що своєю чергою підвищує продуктивність камери згоряння та знижує шкідливі викиди. Комбінація вихрового та аксіального потоків у пальнику сприяє ефективному змішуванню газів у камері згоряння. Комп’ютерне моделювання вихрового спалювання за допомогою моделей RANS дає змогу адекватно описувати структуру течії, температурні поля, швидкості та утворення NOx. 

Перспективним рішенням для використання теплоти, що виділяється при спалюванні генераторного газу, є застосування двигуна Стірлінга. Цей двигун завдяки зовнішньому підведенню теплоти через теплообмінник не вимагає високої якості пального, не потребує попереднього очищення газу від смол (які навіть можуть додавати додаткову теплоту) і може ефективно працювати на газах з низькою теплотою згоряння. Такий підхід дозволяє суттєво підвищити загальну енергоефективність установок, зменшити шкідливі викиди та розширити можливості утилізації відходів.