ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Промышленные установки для сжигания отходов

В настоящее время существуют разнообразные установки для сжигания отходов. Так, для сжигания жидких отходов разработаны циклонный, прямоточный, турбобарботажный и комбинированный реакторы.

Для утилизации твердых и пастообразных отходов применяют слоевую, шахтную, барабанную вращающуюся печи, реакторы псевдоожиженного слоя, с жидкой ванной расплава минеральных веществ, циклонный, комбинированный.

Выбор типа установки для сжигания отходов необходимо про­водить с учетом количества отходов, их агрегатного состояния, хи­мической природы и необходимости соблюдения санитарных норм по защите окружающей среды.

Современные установки отличаются:

Утилизацией выделяющегося при сжигании отходов тепла;

Наличием воздушного охлаждения боковых стенок топки;

Интенсификацией воздушного потока (вторичного, а иногда и третичного);

Возможностью сжигать отходы с высокой теплотой сгорания;

Автоматизацией и централизацией контроля всего процесса, включая утилизацию тепла;

Высокой степенью защиты окружающей среды.

Ниже приведены основные характеристики мусоросжигатель­ных заводов фимы "Крефельд" (Германия) и московского № 2:

"Крефельд"

TOC o "1-3" h z Количество смен............................................ 3

Количество агрегатов...................................................... 2

Установленная мощность по сжиганию,

Т/сут............................................................... 2x240

Тип решетки................................................... Валковая

Способ утилизации тепла Производство

Пара

Очистка дымовых газов.................................. Электрический

Фильтр

Сжигаемые отходы........................................ Бытовые и про­мышленные

Допустимый интервал теплотворной способ­ности отходов, кДж/кг 3760 - 10500

Объем дымовых газов на выходе, м3/ч. . 85500

Производительность котлов, т/ч................................ 2x24

Мощность турбин, МВт........................................... 2*1,4

Параметры пара на выходе из котла:

Температура, °С......................................... 375

Давление, МПа............................................. 2,3

Экологические показатели работы этих заводов характеризуют­ся следующими данными:

"Крефельд" № 2 (Москва)

Содержание в отходящих газах:

Пыли, г/м3 . .................................. < 0,03 < 0,01

Оксидов серы, м /ч........................ £ 3,0 < 0,8

Хлористого водорода, % ... . < 0,00001 £ 0,000002

Оксидов азота, %........................... < 0,000015 <. 0,000003

Сточные воды.................................. Отсутствуют Отсутствуют

Уровень шума................................. Не превышает фона Не превышает фона

Высокая степень очистки дымовых газов на московском мусо­росжигательном заводе обеспечивается тремя ступенями. На пер­вой ступени проходит нейтрализация SO2, НС1, HF известковым молоком, распыляемым с большой скоростью в реакторе. При этом одновременно происходит охлаждение дымовых газов, сопровожда­ющееся конденсацией оксидов тяжелых металлов и их частичным улавливанием.

На второй ступени очистки работает рукавный фильтр, кото­рый улавливает твердые частицы (летучую золу, образовавшиеся на первой ступени кальциевые соли кислот).

Кроме того, еще одна ступень очистки дымовых газов от наи­более токсичных и сложных для отделения веществ - диоксинов и фуранов - осуществляется с помощью активного угля, который по­дается непосредственно в газоход между котлом и реактором пер­вой ступени очистки газов.

Все это позволяет снизить содержание загрязняющих веществ в дымовых газах до крайне низких значений. Так, суммарное содер­жание диоксинов и фуранов не превышает 0,1 мг/м, а всех тяже­лых металлов 1,1 мг/м.

Большой опыт конструирования, изготовления и эксплуатации установок для сжигания отходов имеется в Чехии, где они выпу­скаются предприятием "ЧКД Дукла". Это предприятие поставило в СССР в первой половине 80-х годов 55 заводов по сжиганию му­сора производительностью 60 т/ч.

Отечественная промышленность производит несколько видов батарейных печей для сжигания мусора. Наиболее эффективна печь марки СФ-369.01, производство которой освоено заводом "Уралхиммаш". Производительность этой печи по сжигаемым от­ходам составляет 90 т/сут, внутренний диаметр барабана 3,5 м, длина 16 м. Все печи оснащаются необходимым оборудованием: за­грузочным устройством, камерой дожигания, котлом-утилизато­ром, системами пыле - и газоочистки.

В Москве в настоящее время построены три современных мусо­росжигательных завода, которые перерабатывают твердые бытовые и некоторые промышленные отходы. Наряду с уничтожением отхо­дов заводы производят товарную продукцию из продуктов их сго­рания.

Энерготехнологическое использование тепла отходящих га­зов. Эффективность работы термических установок по сжиганию отходов зависит от типа применяемого реактора и от принятой энерготехнологической схемы.

Снижение стоимости работы таких установок достигается при глубоком использовании тепла отходящих газов, что позволяет со­кратить расходы на топливо, а в некоторых случаях и отказаться от него (при создании автотермического процесса). Тепло отходя­щих газов можно использовать для подогрева дутьевого воздуха, для подогрева и предварительной сушки отходов, для испарения некоторых жидких фракций, содержащихся в отходах.

Однако глубокое использование тепла отходящих газов для улучшения технологического процесса сжигания отходов ограниче­но рядом причин. При подогреве дутьевого воздуха удается ис­пользовать лишь небольшую часть тепла газов. При сушке отходов возможно термическое разложение некоторых веществ, содержа­щихся в них. Предварительное упаривание жидких отходов также возможно далеко не всегда по ряду технических причин. Поэтому целесообразно внешнее использование тепла отходящих газов для получения горячей воды, технологического или энергетического пара, а также в качестве теплоносителя для других технологиче­ских процессов.

При оснащении установок для сжигания отходов котлами-ути­лизаторами существенно увеличиваются капиталовложения и экс­плуатационные расходы. Поэтому их применение целесообразно только в установках с большой теплопроизводительностью - поряд­ка 8 - 10 МВт. В установках с меньшей тепловой мощностью при­менение котлов-утилизаторов экономически нецелесообразно.

Наиболее успешная эксплуатация котлов-утилизаторов воз­можна только на отходящих газах, не содержащих пыль и корро - зионно-активные вещества. При этом дешевые котлы-утилизаторы конвективного типа с пароперегревателями устанавливаются за ог­невыми реакторами. За ними могут быть установлены конвектив­ные воздухонагреватели и далее - конвективные теплообменники для получения горячей воды (рис. 7.6).

Воздух

Вода (гор.)

Рис. 7.6. Схема установки для сжигания отходов с утилизацией тепла отходящих газов:

1 — реактор; 2 — конвективный котел-утилизатор; 3 — воздуходувка; 4 - конвектив­ный воздухоподогреватель; 5 - контактный теплообменник; 6 - дымосос; 7 - дымо­вая труба

В установках с внешним энергетическим теплоиспользованием обеспечивается высокая степень использования теплоты сгорания топлива и отходов. К. п.д таких установок достигает 85 - 90%. Энерготехнологические установки с котлами-утилизаторами и воз­духоподогревателями широко применяются при сжигании промыш­ленных отходов.