СБОРНИК СТАТЕЙ И ИНФОРМАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО ТЕХНОЛОГИЯМ ПЕРЕРАБОТКИ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОТХОДОВ
Установка «ЭЧУТО» для утилизации твердых отходов
При утилизации отходов всегда желательно использование вторичного сырья для производств полезной продукции, но, к сожалению, такая возможность предоставляется далеко не всегда. На крупных предприятиях с постоянными сырьевыми потоками и налаженной технологией существует система раздельного сбора отходов по видам (черные и цветные металлы и стружка, пластики и т. д.), процесс сортировки входит в технологическую цепочку предприятий-переработчиков отходов, но в подавляющем большинстве случаев производители не утруждают себя заботой о выделении вторичного сырья, предпочитая складировать все отходы вместе на свалке либо отправлять их на сжигание (термическое уничтожение). Особенности термического уничтожения отходов, содержащих органику, и являются предметом данной статьи.
Известно, что термическое уничтожение твердых отходов требует особой организации процессов горения и очистки дымовых газов, так как, в противном случае, (особенно при прямом неквалифицированном сжигании) в атмосферу выбрасывается целая гамма вредных веществ. Конечно, на современных мусоросжигательных заводах (МСЗ), оснащенных совершенными системами газоочистки, проблема сжигания отходов решается вполне профессионально, но такие заводы имеются далеко не везде. Выбранное нами направление ни в коем случае не является противопоставлением, существующим методам термического уничтожения отходов на крупных современных МСЗ. Наряду с необходимостью ликвидации больших, стабильных потоков отходов, к числу которых относятся ТБО, существует потребность в небольших установках, способных уничтожать небольшие количества отходов непосредственно в местах их образования на небольших объектах. Потенциальными пользователями таких установок могут быть: промышленные цеха (резинотехнические отходы, промасленная ветошь, загрязненные опилки, лакокрасочные отходы), небольшие медицинские учреждения (биосубстраты, перевязочный материал, ТБО и пр.), магазины, рынки (упаковка, тара) и т. д. На данный момент системы экологически безопасного локального уничтожения небольших количеств таких специфических отходов не существует, и наши разработки могут занять эту нишу. Разработанная специалистами ЭНИНа им. Г. М.Кржижановского технология экологически чистого уничтожения твердых органосодержащих отходов (ЭЧУТО) предназначена для того, чтобы с помощью маломасштабных установок (модулей) решить проблему
Экологически чистого уничтожения различных материалов прямо в местах их накопления в место дорогостоящих и опасных, с точки зрения экологии, транспортировки и депонирования на полигонах. При разработке и освоении технологии были поставлены и решены следующие принципиальные и1087 положения: возможность уничтожать отходы непосредственно в местах их первоначального накопления; минимальная предварительная сортировка отходов, сводящаяся к обеспечению
Возможности их загрузки в приемное устройство; максимально полное уничтожение органической составляющей отходов; обеспечение
Соответствующей нормативам экологической чистоты выбрасываемых в окружающую среду продуктов переработки; возможность утилизации теплового потенциала уничтожаемых отходов; маломасштабность технологического оборудования. Основной принцип технологии — непрямое, двухступенчатое сжигание, отходов, включающее их предварительное бескислородное термическое разложение (среднетемпературный пиролиз с максимально возможным переводом органической составляющей исходного материала в газообразное
Состояние), последующее квалифицированное сжигание газообразных продуктов в оптимальных условиях (с использованием выделяющегося тепла на поддержание процесса) и дожиг коксового остатка (КО). В общем случае для достижения полноты сгорания основных вредных компонентов пиролизного газа необходимо обеспечить следующие основные условия:
- избыток окислителя (а > 1,2 );
■ качественное смешение ПГС с горячим окислителем; высокая температура процесса горения (Т>1200 ОС);
■ достаточно продолжительное время нахождения продуктов в зоне высоких температур 0>2с).
Принципиальным условием организации процесса является обязательное прохождение всех покидающих устройство продуктов через огневую зону, т. е. их огневое обезвреживание, что в сочетании с дополнительными очистными устройствами (каталитический дожиг, сухая и мокрая пылеочистка) обеспечивает требуемую чистоту выбросов, поэтому содержание вредных веществ в атмосфере непревышает значений предельно допустимых концентраций — ПДК м. р. (СО <5.0; Б02 <0.5; N02 <0.085 мг/мЗ; диоксины + фураны <0,5 пг/мЗ). Коксозольный остаток (КЗО), масса которого составляет 5-12 % от исходной массы отходов, выгружается по мере его накопления. В настоящее и1074 время в НПО «Экотехслав» (г. Переславль-Залесский) освоен выпуск нескольких модификаций установок типа «ЭЧУТО» для локальной переработки относительно небольших количеств периодически накапливающихся несортированных отходов, эксплуатирующихся на ряде предприятий в разных регионах: в международном аэропорту г. Сургут, в г. Астрахани — для утилизации промасленной ветоши, образующейся при зачистке нефтетанкеров и резинотехнических изделий, в г. Мегион — для утилизации биоотходов, в г. Уфе — для утилизации промасленной ветоши и отходов автосервиса, в г. Зеленодольске — для утилизации отдельных видов отходов производства холодильников, в Калуге, Коломне и т. д. Для эксплуатации установок не требуется специального помещения, и обычно они размещаются под навесом или в ангаре легкого типа. Для доочистки дымовых газов используется скруббер, состоящий из циклонной, газопромывной и двух ступеней ударной очистки. В качестве улавливающей жидкости используется СОЖ (смазывающая охлаждающая жидкость, т. е. смесь эмульсола и воды), обладающая щелочной реакцией и содержащая небольшое количество масла, что значительно увеличивает ее улавливающую способность. На рис. 1 представлена принципиальная технологическая схема ЭЧУТО 150.03. Обслуживает установку один человек. Опыт эксплуатации установок показывает, что выброс в атмосферу вредных компонентов не превышает норм ПДК, принятых на территории РФ, а в силу того, что реализуется принцип маломасштабности и территориальной рассредоточенности установок, нет опасности заметного влияния выбросов от каждой отдельной установки на атмосферный фон данной территории, даже без применения дополнительных средств очистки дымовых газов, хотя, в особых случаях, при уничтожении отходов с высоким содержанием потенциально опасных компонентов, не исключается применение дополнительно известных способов доочистки дымовых газов (катализаторы, активный уголь, скруббер, фильтры и пр.). Эксплуатация рассматриваемых установок, помимо основной, позволяет решить и еще одну не менее актуальную проблему — теплоснабжение предприятия. Поскольку из одной тонны среднестатистического мусора может быть получено 8 Мдж энергии, одна установка ЭЧУТО-150.03 одновременно с уничтожением примерно 3,5 м3 отходов в сутки способна обеспечить производственные помещения предприятия теплом в количестве примерно 0,03 Гкал/ч, т. е. обогреть помещение площадью примерно 1000 м2. Тепло снимается воздушным или водяным жаротрубным теплообменником. Таким образом, используя установки в небольших поселениях (коттеджные застройки), в черте города, для предотвращения накапливания отходов на отдельных мелких предприятиях, в качестве передвижных для ликвидации локальных накоплений мусора и т. п., можно одновременно решить три задачи: экологически чисто уничтожать отходы, экономить средства, затрачиваемые обычно на их вывоз, и экономить затраты на энергоснабжение предприятия. Выпускаемые установки ЭЧУТО-150.03 работают в цикличном режиме, т. е. предусматривается периодическая полумеханизированная подзагрузка отходов в камеру термического разложения. Но если речь идет об уничтожении более или менее однородной массы отходов (например, отбросы с решеток станций аэрации, опилки, нефтешламы и т. п.), появляется возможность создания установок непрерывного действия с существенно большей производительностью. В развитие этих работ сделана предпроектная проработка опытной установки по переработке 20 т/сут твердых отходов, что в свете вышесказанного является, по нашему мнению, предельной мощностью одного модуля. Установка такой производительности позволит получать 50 Гкал тепла в сутки и может рассматриваться как прообраз и 1084 малой котельной, работающей на отходах. Экономическая эффективность использования установок ЭЧУТО при утилизации ТБО складывается из экономии транспортных расходов на в
ывоз отходов и платы за их депонирование и прибыли от использования тепловой энергии, а при уничтожении промышленных отходов еще и от стоимости их утилизации. Себестоимость утилизации зависит от приемной цены отходов и снижается при обслуживании одним рабочим двух установок. Предлагаемый подход к проблеме ликвидации отходов, не претендуя на ее решение в целом, может оказаться экономически перспективным для множества небольших производителей отходов, обеспечивая их собственным теплом и одновременно снижая нагрузку на окружающую среду за счет уменьшения общего количества вывозимых и депонируемых отходов.
