Утилизировать органические отходы (биомассу, фекалии) и переработать низкосортные виды топлива (бурые угли, сланцы), с получением высокоэнергетического горючего синтез-газа для дальнейшего производства тепловой и электрической энергии, призвано изобретение, на которое национальный центр интеллектуальной собственности Республики Беларусь выдал соответствующий патент № 9767, МПк: F23G5/027, C10J3/00, C02F11/10 (авторы, заявители и патентообладатели: С. Демчук и О. Скоромник).
С точки зрения авторов, недостатком известных способов переработки отходов в горючий синтез-газ является неэффективно организованный процесс их термического разложения, что обусловлено схемой их подачи в газогенератор. Соответственно, получается низкий выход горючего синтез-газа в процессе термической деструкции углеродсодержащего сырья. В своем техническом решении авторы «оттолкнулись» от белорусского, российских, европейских, американского и мирового патентов. В качестве прототипа изобретения был взят японский патент 1993 года ¹ 05287282А.
В предложенной авторами установке (подробные чертежи представлены в описании изобретения к патенту) на выходе из зоны парового термолиза получают синтез-газ сложного состава: СО + H2 + CH4 + СО2 + H2O + N2 + углеводороды (CNH2M).
Для обеспечения оптимального режима выхода водорода, который зависит от влажности поступающего сырья и концентрации пара в этой зоне, предусмотрена дополнительная подача сухого перегретого водяного пара с температурой порядка 500 °С.
Чтобы обеспечить максимальную тепловую эффективность процесса, над зоной пиролиза организована зона сушки органических отходов. Подачу органических отходов после обезвоживания в центрифуге осуществляют в уплотненном виде посредством шнека, обеспечивая при этом герметичность реактора и исключая попадание в него кислорода. Температуру газовой фазы после выхода из зоны сушки поддерживают выше температуры конденсации водяных паров.
Предложенное авторами техническое решение позволяет резко уменьшить образование побочных диоксинов, представляющих собой крайне вредные вещества и относящихся к группе стойких органических загрязнителей.
Приводятся параметры синтез-газов. Так, например, синтез-газ, полученный, из сырья (фекальные отходы; бурый уголь) обладает следующими характеристиками: его состав (об. %) — СО (2432; 3645), H2 (1522; 2230), CO2 (616; 57), CNH2M (0,50,9; 0,81,2), N2 (5358; 5254); теплотворная способность — (6000–7500; 8000–9000) кДж/кг; выход газа — (1600; 2000) м3/т.
Технологический процесс, как характеризуют его авторы, имеет высокий энергетический КПД — до 95%, экологически чист, так как отсутствует пылевыделение и исключен выход вредных смолистых составляющих, которые полностью выгорают при газификации. Предлагаемый способ газификации органических отходов и низкокалорийного топлива испытан в условиях экспериментального производства. Подготовлена техническая документация для его опытно-промышленного освоения.