Сжигание и пиролиз твердых бытовых отходов. Утилизируем отходы, а получаем… энергоресурсы. Эффективные методы переработки мусора Сжигание бытовых отходов

СЖИГАНИЕ ОТХОДОВ - обезвреживание отходов путем сжигания на специальных установках (мусоросжигательных заводах).[ ...]

Отходы, представляющие опасность. Опасными считаются отходы, содержащие патологические, взрывчатые, радиоактивные или ядовитые вещества. Остатки из печи для сжигания отходов или зола в бытовых отходах могут воспламениться в установках для сбора или захоронения отходов. Отходы жидких й твердых материалов, представляющие опасность, в некоторых случаях собирают в контейнеры и включают в общий поток твердых отходов. Бригада сборщиков отходов должна идентифицировать все отходы, представляющие опасность. Опасные отходы обрабатывают отдельно от остальных с принятием соответствующих мер безопасности. Обычные и специальные машины для сбора отходов необходимо снабжать средствами тушения огня и защитной одеждой, используемой при обработке опасных материалов.[ ...]

Сжигание отходов растворителей должно проводиться либо в специальной установке на территории предприятия, либо, по согласованию с местными органами санитарного и пожарного надзора, на специально отведенных полигонах.[ ...]

Сжигание отходов в установке производительностью 40-45 т/сут усугубляет экологическую ситуацию, поскольку в составе шлама присутствуют соединения хлора и органики. Их сжигание при температуре 750°С неизбежно приводит к образованию диоксинов, попадающих в атмосферу.[ ...]

Сжигание отходов пластмасс - наименее эффективный способ их удаления и обезвреживания, так как при этом полностью разрушается дорогостоящий полимер и другие компоненты пластика. Оно применяется при переработке отходов пластмасс только в тех случаях, когда другие способы по техническим или экономическим причинам не могут быть использованы. В частности, сжигание отходов пластмасс используют, когда их выделение из смеси других отходов невозможно или слишком дорого.[ ...]

Сжигание отходов в мусоросжигательных печах сокращает объем мусора на 70 - 90 %, в зависимости от состава. Густонаселенные и наиболее значимые города мира активно внедряли экспериментальные печи. Тепло, выделяемое при сжигании мусора, стали использовать для получения электрической энергии, но не везде эти проекты смогли оправдать затраты. Большие затраты на них были бы уместны, если не было бы дешевого способа захоронения. Многие города, которые применили эти печи, вскоре отказались от них из-за ухудшения состава воздуха. Захоронение отходов осталось в числе наиболее популярных методов решения данной проблемы.[ ...]

Сжигание отходов. Первая печь для. сжигания отходов, рассматривавшаяся как установка, предназначенная для сжигания мусора, была построена в Англии в 1874 г. Развитие промышленной революции в Великобритании привело к появлению отходов, имеющих сравнительно высокую теплотворную способность. Эпидемия холеры в 1892 г. ускорила создание первой в Европе печи для сжигания отходов (Гамбурге, Германии, 1983 г.). Эта установка действовала до 1924 г. В том же городе в 1912 и 1913 гг. были построены две другие печи для сжигания отходов. В Англии же к 1914 г. уже имелось 200 печей для сжигания отходов (причем 65 из них использовались для получения энергии от установленных там же парогенераторов) в 160 городах .[ ...]

Сжигание отработанных масел можно реализовать с использованием турбобарботажного способа. Процесс включает следующие стадии: подачу отходов, дробление, испарение, смешение топлива с воздухом, воспламенение и горение. Принцип действия здесь состоит в том, что через слой сжигаемых отходов масел пропускают воздух, интенсивно перемешивающий слой жидких отходов. Одновременно в камеру сгорания тангенциально вводится ещё один воздушный поток. Общее количество вводимого воздуха должно быть достаточным для полного сжигания отходов. Турбобарботажный метод сжигания реализован в нескольких вариантах установки «Вихрь». Однако при этом необходимо проводить предварительное обезвоживание горючих отходов. Турбобарботажный способ относится к бесфорсуночному типу топочных процессов, а в топках этого типа функции распыляющего устройства выполняет пенный слой.[ ...]

Сжигание отходов на мусоросжигающих заводах. В развитых странах часть ТБО уничтожается в специальных мусоросжигательных установках. При этом в одних случаях вырабатывается электроэнергия, в других - пар, которым отапливаются близлежащие предприятия или жилые кварталы. В России этот метод мало распространен, главным образом потому, что используемые на этих заводах зарубежные технологии не справляются с неотсортированными российскими отходами.[ ...]

При сжигании отходов в барабанных печах в принципе можно достичь и более высоких температур горения, но высокотемпературное сжигание ТБО приводит к быстрому износу достаточно тонкой футеровки в печах этого типа (раз в полгода требуется замена внутренней футеровки печи - операция трудоемкая, сложная и дорогая, ее стоимость составляет около 10 % стоимости самой печи). Для повышения долговечности печи иногда вместо футеровки применяют водяное охлаждение стенки барабана или устраивают охлаждение футеровки печи. Производительность барабанных печей составляет до 10 т/час (чаще 1-5 т/час).[ ...]

Режим сжигания отходов (температура, продолжительность, расход дутьевого воздуха) не может быть произвольным и должен обеспечивать разложение образующихся из некоторых пластмасс весьма опасных органических веществ - дибензодиоксинов и дибензофуранов до безвредных соединений. Многочисленные исследования и практика эксплуатации зарубежных заводов показывают, что эти весьма опасные для здоровья человека вещества на 99,9% разлагаются при температуре 900 - 1000°С. В то же время на большинстве отечественных заводов температура сжигания не превышает 800°С (прежде всего, из-за неподготовленности отходов к сжиганию).[ ...]

Открытое сжигание отходов на свалках или в печах, расположенных во дворах, является самым примитивным способом сжигания, и в настоящее время в связи с опасностью загрязнения воздуха оно в США запрещено.[ ...]

Ликвидация отходов. Одним из наиболее простых способов ликвидации пластмассовых отходов является их сжигание. Разработаны и продолжают совершенствоваться различные конструкции печей сжигания: подовых, ротационные, форсуночных с кипящим слоем и др. Предварительное тонкое измельчение и распыление отходов обеспечивают при достаточно высокой температуре практически полное их превращение в С02 и НгО-Однако сжигание некоторых видов полимеров сопровождается образованием токсичных газов: хлорида водорода, оксидов азота, аммиака, цианистых соединений и др., что вызывает необходимость мероприятий по защите атмосферного воздуха. Кроме того, несмотря на значительную тепловую энергию сжигания пластмасс, экономическая эффективность этого процесса является наименьшей по сравнению с другими процессами утилизации пластмассовых отходов. Тем не менее, сравнительная простота организации сжигания определяет довольно широкое распространение этого процесса на практике. Типичная технологическая схема сжигания отходов с использованием трубча-’гой печи представлена на рис.[ ...]

Продуктами сжигания отходов являются нетоксичная зол и дымовые газы, для очистки которых применяется типовое оборудование. При этом выброс вредных веществ не превыша! ет установленное значение предельно допустимых концентраций.[ ...]

Расходы при сжигании отходов сильно изменились за период с 1965 по 1975 г. по ряду причин.[ ...]

Однако перед сжиганием отходы необходимо очищать от нежелательных компонентов, а после сжигания - тщательно обезвреживать отходящие газы. Мировая практика накопила значительный опыт обезвреживания отходов сжиганием. Главным тормозом для широкого распространения этого метода является сложность и высокая стоимость систем очистки отходящих газов.[ ...]

Проект печи для сжигания отходов типа "Волунд". Кран поднимает отходы и через воронкообразный желоб забрасывает в печь. Первая секция печи состоит из решетки-сушилки, на которой материал подвергается воздействию излучающегося от стенок печи тепла. При этом процессе образуются пар и некоторые газы. Скорость, с которой продвигаются отходы, контролируется таким образом, что отходы хорошо высушиваются, прежде чем проходят в следующую камеру.[ ...]

Для уничтожения отходов нефтехимических производств используются и печи сложной конструкции, и очень простые устройства. К последним относится открытая вертикальная шахта сечением 2,4x2,4 м с полом, покрытым черепицей, на котором происходит сжигание отходов . Воздушное дутье подается в верхнюю часть одной из стенок шахты через специальные насадки диаметром 50 и 75 мм. Мощность вентиля -тора - 77,5 м /мин на 1 пог. м дутьевой магистрали при давлении 250-375 мм вод, ст. В установках такого типа успешно сжигаются многие твердые и жидкие отходы, В топке остается зола, которая периодически выгружается.[ ...]

Как показали опыты по сжиганию водных растворов некоторых органических веществ и кубовых остатков ряда производств, достаточно устойчивое и полное их сгорание в камерах с небольшими потерями тепла в окружающую среду (¿/о.с 5%) наблюдается при 1300 °С, причем эта температура необходима и достаточна для самостоятельного горения отходов. В камерах сгорания с большими отводами тепла через стенки дополнительным условием устойчивого и полного горения отхода без применения дополнительно топлива является обеспечение необходимой температуры отходящих из огневого реактора газов. Так, при сжигании отходов, содержащих низкомолекулярные окисленные углеводороды, эта температура должна быть ¿о.г 950 °С. Рекомендации по выбору ¿0.г для других горючих веществ приведены в гл. 5.[ ...]

Специалисты считают, что сжигание хлорорганических отходов при определенных, специально созданных условиях является наиболее надежным и экономичным способом их обезвреживания. В технологии утилизации отходов хлорорганических производств определенное распространение получили различные схемы сжигания отходов с последующим улавливанием хлористого водорода и выпуском товарной соляной кислоты.[ ...]

Основным полезным продуктом сжигания отходов является обычно тепло отходящих газов, используемых как ВЭР для выработки пара, электроэнергии, горячей воды для производственных и бытовых нужд.[ ...]

Прокаливание представляет собой сжигание отходов, осуществляемое с целью уменьшения объема и массы реагирующих компонентов. Однако в процессе прокаливания образуются отходы (зола и шлак, дымовые газы, летучая зола и сточные воды, образующиеся при обработке золы и очистке дымовых газов), которые вредно воздействуют на окружающую среду. Поэтому прокаливание не является лучшим способом ликвидации твердых органических отходов.[ ...]

Принцип турбобарботажного способа сжигания состоит в том, что через слой сжигаемых маслоотходов пропускают так называемый первичный воздух, интенсивно перемешивающий слой жидких отходов масел. Одновременно в камеру сгорания тангенциально подают вторичный воздух. Общее количество вводимого воздуха должно быть достаточным для полного сжигания отходов.[ ...]

В Японском патенте описана печь для сжигания отходов производства нефтепродуктов, которая состоит из нескольких поточных камер. Объем камер постепенно уменьшается. Отходы поступают в первую, самую большую топочную камеру, приспособленную для сжигания, далее остаток последо -вательно переходит в последующие камеры для дожигания. Дымовые газы очищаются струей воды и фильтруются, а отработанная вода с примесями также фильтруется и удаляется через трубопровод в нижней части печи.[ ...]

Из производственных цехов в отделение сжигания отходы подаются как по трубопроводам, так и в контейнерах. Отделения имеют рабочие, переливные и резервные емкости для хранения и подготовки отходов. Некоторые из емкостей оборудованы устройствами для подогрева и перемешивания отходов. Каждая емкость снабжена уровнемером, показания которого выведены на щит управления. Температура и расход подаваемых в печь отходов не всегда измерялись, хотя проектом эти замеры предусмотрены.[ ...]

Опыт показывает, что промышленные и бытовые отходы могут оказаться чрезвычайно опасными для человека и природы, в особенности те из них, которые содержат суперэкотоксиканты 155-58]. Проблемы возникают не только при складировании отходов или их захоронении, но и при сжигании. Долгое время считалось, что термические технологии позволяют эффективно обезвреживать токсичные отходы с образованием нетоксичных веществ. Между тем, данные последних 10-15 лет свидетельствуют, что сжигание отходов - это источник постоянного поступления суперэкотоксикантов, например диоксинов, в окружающую среду 59-61 .[ ...]

Следующим по эффективности способом является сжигание мусора. В печах сжигания новых типов образуются отходы, которые являются отличным материалом для складирования, причем получаемое тепло можно использовать для образования пара (обогрев зданий) или получения электроэнергии. Однако этот способ имеет существенные недостатки. Население настроено против этого метода (как и против санитарных земляных засыпок). Остаток от сжигания отходов также может быть источником загрязнения, так как продукты его выщелачивания могут поступать в грунтовые или поверхностные воды. Недавно выпущенные стандарты на контроль за загрязнением воздушной среды сильно увеличили стоимость сжигания мусора.[ ...]

В основу классификации топочных устройств для сжигания отходов положены признаки аэродинамического характера как наиболее важные, так как ими определяется подвод окислителя к реагирующей поверхности, что в наибольшей мере влияет на удельную теплопроизводительность и экономичность топочного процесса. В этой связи различают топки слоевые -- для сжигания кускового топлива, например неиз-мельченных твердых бытовых отходов (ТБО), и камерные --для сжигания газообразных и жидких отходов, а также твердых отходов в пылевидном (или мелкодробленом) состоянии. Комбинированный способ сжигания реализуется в факельнослоевых топках. Особое место в этой классификации занимают барботажные и турбобарботажные топки для сжигания жидких отходов. Барботажные устройства иногда по традиции называют горелками.[ ...]

Жизнь в условиях цивилизации создает горы твердых отходов, избавиться от которых совсем непросто. Первый шаг - это сжигание отходов. Большинство органических отходов при горении окисляется в СС>2 и воду. После сжигания объем отходов значительно уменьшается; ценные элементы, такие, как хром, молибден и свинец, могут быть восстановлены из остатков относительно легко, и тепло, выделяемое при сжигании, может найти полезное применение. Конечные продукты, состоящие в основном из соединений кремния и алюминия, не представляют большой ценности. Приблизительно 25,7% всех минеральных веществ состоит из кремния и 7,4% - из алюминия. Железо также имеется в изобилии и представляет собой четвертый по распространению элемент. Некоторое количество конечных продуктов можно использовать при строительстве зданий, дорог и шоссе, если температура сгорания достаточно высока. Далее некоторое количество можно использовать на земляных работах, таких, как сооружение дамб, набережных и для улучшения почв. Остатки (не более 10% первоначального объема) можно только выбросить и зарыть, следовательно, надо подумать, где лучше это сделать.[ ...]

6.19

Источниками суперэкотоксикантов являются установки по сжиганию токсичных отходов. Только в США общее количество опасных отходов, подвергшихся сжиганию, составляет более 4 млн. т в год . Однако несмотря на широкое распространение установок по сжиганию отходов (в частности, с использованием печей цементных заводов), ни одна из технологий не соответствует требованиям экологической безопасности . Главный аргумент против технологий сжигания - загрязнение атмосферного воздуха токсичными веществами и создание новых, потенциально опасных отходов (летучая зола, шламы), требующих, в свою очередь, удаления на свалки. Многие специалисты считают, что печи для сжигания опасных отходов - это те же свалки, но представляющие еще большую экологическую угрозу.[ ...]

По данным Ч. Мантелла , выбросы в атмосферу частиц пыли от сжигания отходов колеблются от 4 до 27 кг на 1 т. Для хороших печей эти выбросы составляют 1 % от количества сжигаемых отходов. Но даже и при этом крупные станции выбрасывают в атмосферу тысячи тонн вредной пыли и газов в сутки. Если еще учесть нерентабельность получения тепловой энергии, получаемой при сжигании отходов, то этот способ ликвидации осадков скорее свидетельствует о неудовлетворительном решении этой важной проблемы. Поэтому совершенно справедливым является общепризнанное мнение о возможности применения способа сжигания осадков лишь в том случае, когда ни один другой более эффективный способ использования осадков невозможен.[ ...]

В нашей стране регламентируется в составе отходящих газов от сжигания отходов содержание только четырех вредных компонентов: твердых частиц (пыль), оксидов серы, углерода и азота. В то же время за рубежом, в первую очередь, нормируются наиболее опасные, характерные именно для отходов, вредные выбросы: тяжелые металлы (суммарно и по отдельности - цинк, кадмий, свинец, медь и ртуть), органические вещества (дибензодиоиксины и дибензофураны), а также хлористый и фтористый водород.[ ...]

В течение уже многих лет практикуется извлечение энергии при сжигании специализированных отходов, особенно древесной стружки. Особенно большой интерес эта проблема вызывает в странах с более дорогим, чем в США, топливом, особенно в Западной Европе и Японии. Вследствие нехватки нефти и газа для бытовых нужд и увеличения при этом стоимости энергии проблема ее выделения из твердых отходов становится все более актуальной и в США. Для того чтобы оценить в перспективе возможность получения такой энергии, следует отметить, что доступная энергия во всех коммунальных твердых отходах США составляет примерно 1,69-1015 кДж в год, или меньше 3% общей потребности США в энергии. Можно сделать вывод о том, что сжигание твердых отходов может стать существенным источником энергии, однако само по себе не обеспечит разрешения энергетического кризиса. Можно также отметить, что при сжигании отходов углерод возвращается в атмосферу быстрее, чем при их захоронении в землю, что позволяет ускорить природный процесс кругооборота углерода за счет фотосинтеза (хотя вклад сжигания в кругооборот углерода является несущественным).[ ...]

На рис. 9.8 представлен общий вид завода, на котором реализовано слоевое сжигание отходов в барабанной вращающейся печи.[ ...]

Одним яз наиболее распространенных и эффективных методов обезвреживания отходов является их сжигазие. При этом органические отходы полностью газифицируются; при наличии неорганических примесей образуется также зола. Образовавшиеся газы содержат, в оовоевом, даоксид углерода в воду, а также азот воздуха. При полвом сжигании отходов, состоящих из углеводородов я кислородсодержащих соеданевий, дымовые газы непосредственно поступают в атмосферу. Если в отходах содержатся в заметных количествах гетероатомные соединения, содержащие серу, галогены, азот и металлы, газообразные продукты сжигания перед выброоом в атмосферу должны подвергаться вторичной обработке для приведения содержания вредных компонентов до норм ПДК. После чего газы выбрасываются в атмосферу, а образовавшееся небольшое количество твердых отходов идет на складирование.[ ...]

Очистка дымовых газов от оксидов азота. Для уменьшения эмиссий оксидов азота из топливных агрегатов и установок для сжигания отходов применяют различные технологические процессы. Первичные мероприятия, позволяющие в ограниченной степени уменьшить образование оксидов азота, относятся к оформлению топочного пространства и процессов горения. При вторичных мероприятиях используется возможность снижения выбросов оксидов азота на пути движения дымовых газов между экономайзером и воздухоподогревателем или между электрофильтром и дымовой трубой.[ ...]

В НПО «Алгон» (г Москва) разработан и внедряется процесс высокотемпературной переработки твердых бытовых и промышленных отходов (рис. 17). Основным агрегатом является барботажная печь, в жидкой шлаковой ванне которой происходят интенсивное перемешивание (с помощью газовой струи, обогащенной кислородом) и сжигание отходов при 1400-1600 °С. Здесь не требуется проводить предварительную подготовку отходов и их сортировку. При сжигании происходит полное разложение вредных соединений, полное окисление горючих компонентов. В процессе сжигания отходов минеральная их часть переходит в шлаковый расплав, пригодный для производства экологически безопасных стройматериалов: каменного литья, щебня, минерального волокна и наполнителей для бетона. В металлургическом производстве процесс позволяет получать чугун непосредственно из неподготовленной руды и любых железосодержащих материалов (стружка, окатыши, отходы и т. д.) с использованием любого угля, что значительно снижает материальные затраты. Технология переработки бытовых отходов отработана на Рязанском опытном заводе Гинцветмета .[ ...]

Мусор городских отбросов также может загрязнять атмосферу. Эго зависит от методов его уничтожения. Во многих городах переработку отходов проводят централизованным порядком, но практикуется и открытое сжигание мусора на воздухе, что значительно загрязняет его. Даже при сжигании отходов в закрытых топках образуется большое количество летучей золы, окислов азота и серы, выбрасываемых в атмосферу.[ ...]

Метод термической обработки с целью обезвоживания шлама находит широкое применение за рубежом. В 1995 г. около 85% твердых токсических отходов на химических заводах фирмы «Юнион Карбайд» (Union Carbide), США, для уменьшения их объема и токсичности были либо утилизированы, либо сожжены или обработаны. В Швейцарии, Дании и Японии доминирующей технологией (70%) является сжигание отходов.[ ...]

Производительность установки составляет 1,3-3,0 т/ч нефтяных шламов, что в 2-4 раза превышает производительность описанной выше установки с печью кипящего слоя. Сжигание отходов на современном нефтехимическом комбинате оптимальной мощности может обеспечить работу силовой станции мощностью 1 млн. кВт.[ ...]

Приведенные данные из мировой практики показывают, что основными методами обезвреживания и уничтожения твердых промотходов является химическое обезвреживание и сжигание. Метод сжигания отходов ввиду наибольшей радикальности получил самое широкое распространение. Однако рассматривать сжигание отходов как единственный метод их ликвидации и обезвреживания, нельзя, так как помимо негативных сторон процесса (сложность оборудования, наличие дымовых газов и т.п.) происходит потеря отхода как сырьевого ресурса. Поэтому в последние годы в мировой практике все большее значение придается переработке отходов всех видов в целях получения различных продуктов.[ ...]

В СССР проектирование полигонов для централизованной обработки ПО регламентируется санитарными правилами ’’Порядок накопления, транспортирования, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов”, утвержденными Главным государственным санитарным врачом СССР 29 декабря 1984 г. N 3183-84. Требования этих правил распространяются на проектирование, строительство и эксплуатацию полигонов только для захоронения и сжигания отходов производства, для которых еще не разработаны методы утилизации .[ ...]

Введение более строгих экологических стандартов на Западе, а также противодействие общественности привели к тому, что многие компании направились в страны Восточной Европы в г поисках новых рынков для размещения отходов.[ ...]

Основным узлом указанной системы является установка для сжигания отходов в псевдоожиженном слое при температуре 730 С, Отходящие дымовые газы этой установки перед выбросом в атмосферу очищаются в орошаемом водой скруббере и практически не содержат копоти и каких бы то ни было дурно пахнущих примесей.[ ...]

Хлористый водород иногда присутствует в воздухе на рабочих местах при использовании соляной кислоты в качестве травильного и чистящего вещества для металлических и керамических поверхностей. В химической промышленности хлористый водород чаще всего является отходом или побочным продуктом широко применяемого хлорирования органических соединений в производстве пластмасс и инсектицидов. Однако НС1 почти не встречается в выбросах промышленных предприятий, так как легко вымывается из отходящих газов и используется в виде соляной кислоты, из которой в последнее время путем электролиза получают хлор. Во все возрастающих количествах хлористый водород образуется при сжигании отходов хлорсодержащих пластмасс (особенно поливинилхлорида), что вызывает необходимость контроля.[ ...]

В саду, каким бы маленьким он ни был, всегда нужна лестница, даже две - обыкновенная приставная и стремянка меньшего размера. Необходимы скамейка для отдыха, скамеечки для работы сидя, на грядке, тележка или тачка, набор садового инструмента, половину которого можно сделать самому. Полезна небольшая печурка для сжигания отходов и мусора.

Завод по сжиганию мусора – это предприятие, которое в своей работе использует принцип термического разложения. В печах для сжигания отходов производится сжигание ТБО под воздействием очень высоких температур.

Уничтожение мусора на таких заводах помогает уменьшить объем складируемых , что способствует уменьшению количества площадей, занятых мусорными свалками. Огромное количество бытовых отходов и проблема их размещения на сегодняшний день стоит достаточно остро, одним из способов решения её является строительство и ввод в эксплуатацию мусоросжигательных заводов. Уничтожения мусора на данных заводах имеет ещё плюсы. Например, энергия, полученная при сгорании отходов, может использоваться, как энергия для теплоснабжения и электроснабжения. На сегодняшний день все способы переработки мусора на таких заводах являются безопасными для экологии, но только при условии использования новейших методов газоочистки, так как при сгорании мусора выделяется огромное количество дыма и вредных веществ.

Так какие же технологии переработки мусора сегодня используются на мусоросжигательных заводах:

1. Слоевое сжигание отходов в печи происходит с помощью подачи раскаленных потоков воздуха на мусор находящийся на колосниковой решетке. Слоевое сжигание также делится разновидности. Данный способ утилизации бытового мусора подразумевает под собой хорошую систему газоочистки, которая позволит очистить большие объемы выделяемого при сгорании газа от вредных веществ.

2. Технология кипящего слоя - отходы делят на гомогенные фракции, которые в установках для сжигания отходов сгорают с использованием абсорбента, имеющего высокую тепло проводимость, например, песок. При данном способе уничтожения мусора совокупное количество вредных веществ в выделяемом газе значительно меньше.

3. Пиролиз и газификация - бытовые отходы нагревают при высоком давлении и при полном отсутствии кислорода, в результате воздействия температур образуются жидкости и газы. Выделенный газ можно использовать как источник энергии. Этот способ на сегодняшний день является считается самым безопасным для экологии.

Сегодня в России ведут свою деятельность всего 7 мусоросжигательных заводов, из них 4 находится на территории Москвы и Московской области. Первый завод по сжиганию мусора был построен в Москве в 1975 году (Спецзавод №2). В неизменном виде он просуществовал до 1995 года, когда был закрыт для замены технического оборудования, в связи с изменением норм по сжиганию твердых бытовых отходов и качеству очистки выделяемых газов, которым ранее действующее оборудование и используемые технологии уже не соответствовали. В 2000 году Мусоросжигательный завод № 2 возобновил свою работу с уже полностью обновленным оборудованием. Новые линии по переработке отходов и современная система газоочистки при наличии автоматизированной системы мониторинга делают утилизацию мусора безопасной для окружающей среды. На сегодняшний день этот мусоросжигательный завод соответствует как Российским, так и Европейским нормам по количеству попадающих в атмосферу вредных веществ.

Заводские способы утилизации отходов можно разделить на мусоросжигание (более точно -- термические способы утилизации) и мусоропереработку. Термические методы обезвреживания твердых отходов, в свою очередь, условно можно разделить на две группы: термодеструкцию (пиролиз) отходов с получением твердых, жидких и газообразных продуктов и огневой метод (сжигание), приводящий к образованию газообразных продуктов и золы.

В зависимости от состава и подготовки твердых отходов существует слоевое сжигание исходных (неподготовленных) отходов в мусоросжигательных котлоагрегатах, слоевое или камерное сжигание подготовленных отходов (свободных от балластных фракций) и сжигание в кипящем слое для ликвидации промышленных отходов. При слоевом сжигании в топке мусоросжигательного котла в первой зоне (слое) происходит выход летучих продуктов, по мере увеличения температуры происходит газификация отходов и далее идет слой горящего кокса. Сжигание должно проходить при температуре 800--1000 °С.

Сжигание исходных отходов хотя и является простым и универсальным методом утилизации отходов, но имеет массу недостатков, главный из которых, как уже отмечалось, большой остаток шлака, высокий уровень образования диоксинов и кислых газов, которые выделяются на стадии газификации и ведут к загрязнению атмосферы из-за большой влажности при большой доле (выше 40%) пищевых отходов. По этим причинам на практике температура в топке не превышает 550 °С. Более современный способ сжигания -- это сжигание в псевдоожиженном слое. Принцип работы реакторов с псевдоожиженым слоем состоит в подаче горючих газов (воздуха) через слой инертного материала (песок с размерами частиц 1--5 мм), поддерживаемого колосниковой решеткой. При критической скорости потока газа инертный слой переходит во взвешенное состояние, напоминающее кипящую жидкость. Поступившие в реактор отходы интенсивно перемешиваются с инертным слоем, при этом существенно интенсифицируется теплообмен. Температура в реакторе колеблется от 800 до 990 °С в зависимости от материала инертного слоя, т.к. процессы в псевдоожиженном слое проводят при температурах, не приводящих к расплавлению или спеканию реагирующих материалов. Бернардер М.Н., Щуригин А.П. Огневая переработка и обезвреживание отходов. - М., 1990

К основным достоинствам способа относятся: интенсивное перемешивание твердой фазы, приводящее практически к полному выравниванию температур, небольшое гидравлическое сопротивление слоя; отсутствие движущихся и вращающихся частей; возможность автоматизации процесса обезвреживания; возможность сжигания отходов с повышенной влажностью.

Для несортированного мусора РФ требуемую полноту сгорания выдержать не удается. Часто температура сгорания падает в 2 -- 2,5 раза по отношению к расчетной и доля шлака увеличивается до 40 -- 50% по массе, вместо 7 -- 10% по расчету. Вместо сгорания на этих режимах происходит деструкция ТБО с обильным выделением вредных веществ, включая диоксины. Проблема усугубляется недостаточной очисткой дымовых газов (обычно только в механическом и электрическом фильтрах). На таких режимах работы МСЗ уменьшает массу отходов лишь в 1,5 -- 2 раза (объем при этом уменьшается в 8 -- 10 раз -- легкие фракции сгорают) и существенно загрязняют окружающую среду. На ряде заводов делались попытки повысить полноту сгорания за счет увеличения времени пребывания ТБО на колосниках (до 1,5 часов вместо 10 -- 15 минут) или добавлением топлива (газа). Но, как и увеличение подачи газа для дожигания, это приведет к росту цены сжигания. Выход из положения -- в сортировке ТБО на местах сбора населением. Только выделение пищеотходов позволит повысить полноту сгорания. Останется проблема высочайших вредностей -- диоксинов и отделения хлорсодержащих материалов. Из-за этого были закрыты многие МСЗ в США. Но ведь даже сейчас во Франции действует более 300 заводов, в Германии -- более 400. Это связано с тем, что сам состав отходов, поступающих ка МСЗ за рубежом, более благоприятный из-за частичной сортировки населением. Кроме того, эти заводы оснащены системой регулирования и поддержания температуры сгорания, многоступенчатой системой очистки выходящих газов, стоимость которой составляет до 30% капитальных вложений в МСЗ. Бернардер М.Н., Щуригин А.П. Огневая переработка и обезвреживание отходов. - М., 1990

Несколько лучше обстоит дело с обезвреживанием подготовленных отходов. Подготовленными отходами будем называть ТБО и ТПрО, прошедшие сортировку или измельчение, или и то, и другое. Для их обезвреживания применяется пиролиз или сжигание в специальных печах.

Пиролиз позволяет ликвидировать твердые и пастообразные отходы без их предварительной подготовки. Очень важно и то, что этот метод позволяет ликвидировать отходы с повышенной влажностью, отходы «неудобные» для сжигания. В их числе -- различные углеводородные материалы, автомобильные шины и т.п. Другое преимущество особенно высокотемпературного пиролиза -- это получение горючего -- газа, который может использоваться как топливо.

Заводы с пиролизными установками различаются по температурному режиму обработки отходов, методам предварительной подготовки, получаемым продуктам. Но все они позволяют утилизировать значительную часть отходов и в большей степени отвечают требованиям к охране окружающей среды по сравнению с мусоросжиганием.

Но и для этих производств существует диоксиновая опасность. В России систематические определения зараженности диоксинами не проводились. В последние годы выборочные проверки показали, что вблизи химзаводов с производством на основе хлорсодержащих материалов имеет место повышенное содержание диоксинов не только в почве (0,9...40 мкг/кг), но и в шламонакопителях (150 мкг/кг), питьевой воде (10...20 мкг/кг). И даже в продукции этих заводов (г.г. Уфа, Чапаевск, Ногинск, Дзержинск) содержится 10...140 мкг/кг диоксинов (норматив США -- 5 мкг/кг).

Одним из основных источников диоксинов являются свалки и сжигание твердых отходов. Но все же МСЗ остаются, наряду с химическими предприятиями, основными поставщиками диоксинов в окружающую среду. Особенно для несортированного мусора, когда пластик, резина, линолеум, изоляционная лента, пакеты и пленки, пропитанные синтетическими смолами и клеями древесные материалы, лакокрасочные составы и т.п. подаются в камеру сгорания вместе с влажными пищеотходами.

Диоксиновая опасность заставила Правительство РФ в 1995 г. принять специальную целевую программу «Защита окружающей природной среды от диоксинов и диоксиноподобных токсикантов», в которой предусматриваются не только мероприятия по контрольному мониторингу, правовые и организационные меры, но и предложения по предотвращению опасных загрязнений. Предусмотрена разработка лечебных препаратов и средств, препятствующих всасыванию яда в организм. Но самое главное -- не допустить накопления диоксинов в природе. По возможности следует избегать применения хлорсодержащих материалов в быту. Избегать сжигания несортированного мусора, горения свалок и уличного смета (в т.ч. листьев). Если все же МСЗ работает на несортированном мусоре (результат сбора навальных отходов из мусоропроводов), то необходимо:

1. Обеспечивать горение при температуре не ниже 920 СС с небольшим коэффициентом избытка воздуха (до 1,6). Иметь систему регулирования этих параметров.

Тщательно перемешивать ТБО в камере сгорания и сохранять их в основной зоне горения с наибольшей температурой, как минимум, несколько секунд.

Исключить вынос и неконтролируемое использование шлака и золы после сжигания. Их складировать с наибольшими предосторожностями.

4. Обеспечить максимально возможную очистку продуктов сгорания от газообразных органических веществ.

Диоксиновая опасность остается основным препятствием для сжигания отходов. В последнее время к этому добавились экономические препятствия и международные соглашения по уменьшению парниковых (трех и более атомных) газов. Планируемое в РФ введение платы за выбросы ранее считавшейся безвредной двуокиси углерода может привести к закрытию даже действующих МСЗ. На конференции ООН в Киото (Япония) в декабре 1997 г. подтвержден ранее установленный барьер для выбросов парниковых газов; сокращение для всех стран к 2008 году должно быть не менее, чем на 5 процентов. И это барьер для сжигания. Причем барьером для сжигания являются не только диоксины, но к все продукты неполного сгорания. К ним, кроме полихлорированных дибензодиоксинов (ПХДД) и полихлорированных дибензофуранов (ПХДФ), о которых шла речь выше, относятся также полихлорированные би-фенилы (ПХБ) и полиароматические углеводороды (ПАУ). При всем различии между ними (ПАУ, типичным представителем которых является бенз(а)пирен, в отличие от диоксинов и ПХБ, не содержат хлора) общим для всех этих соединений является их высочайшая токсичность. Кроме того, если отбросить специальные химические и металлургические производства, то основным условием появления всех этих веществ является неполное сгорание. Ряд исследователей обоснованно относит МСЗ к наиболее опасным источникам загрязнения среды этими токсикантами. Анализ последних работ, выполненных по заданию Всемирной организации здравоохранения ООН и других авторитетных органов, позволил доктору химических наук С.С. Юфиту назвать МСЗ «помойкой на небе». Сравнивая выбросы европейских ТЭЦ на угле и МСЗ на начало 80-х годов, он приходит к выводу, что по целому ряду опаснейших соединений МСЗ на порядок хуже (по свинцу, например, выбросы МСЗ составляют 20 г на кг против 2,1 г на кг летучей золы, по цинку -- 48, против 2,8 г и т.п.). Бернардер М.Н., Щуригин А.П. Огневая переработка и обезвреживание отходов. - М., 1990

Означает ли все сказанное выше, что МСЗ не имеют права на существование? Конечно, нет. Но эти заводы требуют особого внимания к очистке выбросов, сбросов и утилизации шлакозольных смесей. А значит, и очень существенных затрат -- капитальных, эксплуатационных. То, что успех на этом пути возможен, показывает опыт Нидерландов, которые после принятия государственного плана по снижению опасности МСЗ («Директива по сжиганию, 1989») сумели ценой кардинальной модернизации двух третей МСЗ и закрытия остальных (это потребовало вложения по 200 -- 250 млн долларов ежегодно) существенно снизить вред от сжигания частично сортированного населением ТБО.

Термические методы переработки отходов

Термические методы переработки и утилизации ТБО разделяют на три способа:

слоевое сжигание неподготовленных отходов в мусоросжигательных установках;

слоевое и камерное сжигание специально подготовленных отходов в виде гранулированного топлива (освобожденного от балластных составляющих и имеющего постоянный фракционный состав) в топках энергетических котлов или цементных печах;

пиролиз отходов, прошедших предварительную подготовку или без нее.

Все термические методы переработки и утилизации отходов помимо их обезвоживания направлены на получение энергии, а также твердого, жидкого или газообразного топлива при их пиролизе.

Сжигание предварительно не подготовленных отходов

Методы слоевого сжигания неподготовленных отходов в мусоросжигательных установках наиболее распространен и изучен. В этом случае помимо выполнения санитарно-гигиенических мероприятий можно получить тепловую или электрическую энергию, сократить до минимума расстояние между местом сбора отходов и мусоросжигательным заводом (МСЗ), значительно экономить земельные площади.

Однако при сжигании отходов выделяются твердые и газообразные отравляющие вещества, поэтому все современные МСЗ должны быть оборудованы высокоэффективными газоочистными устройствами, стоимость которых достигает 50 % общих капиталовложений на строительство МСЗ.

Технологическая схема термообезвреживания отходов на мусоросжигательном заводе приведена на рис. 4.

Рис. 4. Технологическая схема переработки отходов на мусоросжигательных заводах

1 - мостовой грейферный кран; 2 и З - мусорный и шлаковый отсеки бункера-накопителя; 4 - вентилятор первичного дутьевого воздуха; 5- станция гидропривода; 6- паровые калориферы-воздухоподогреватели; 7- шлакоизвлекатель; 8 - ленточные транспортеры для удаления шлака и золы; 9- дымосос; 10 - дымовая труба; 11- электростатический фильтр; 12- котел-угилизатор; 13- вентилятор вторичного воздуха; 14- загрузочный бункер; 15- растопочная горелка; 16 - колосниковая решетка; I - пар; II- вода; III- воздух; IV- шлак.

При поступлении на завод мусоровозы взвешивают на платформенных автоматических весах. Затем по эстакаде мусоровозы поступают для разгрузки в приемное помещение, оборудованное в виде холла с воротами. Несколько пунктов разгрузки предусматривают гравитационную выгрузку одновременно нескольких мусоровозов в бункер-накопитель. Мусор из бункера-накопителя частями забирает мостовой кран, оборудованный грейферным ковшом типа «Полип» вместимостью 5м 3 с гидроэлектрической системой управления. В приемном отделении поддерживается некоторое разряжение воздуха за счет забора из него дутьевого воздуха для поддержания процесса горения ТБО в котлоагрегатах, что предотвращает выброс неприятных запахов и пыли за пределы отделения. Мусор из приемного бункера подают в загрузочный желоб питателя печи котлоагрегата до определенной высоты. Емкость желоба образует буферный резерв питания печи. Образуемая таким образом колонна мусора обеспечивает герметичность между камерой горения и загрузочным бункером. Нижняя часть желоба защищена водяной рубашкой от перегрева в случае подъема пламени. Питатель распределяет мусор по колосниковой решетке, на которой сжигают мусор. Она является основным элементом печи (рис. 5).

Рис. 5 . Схема процесса горения в топке мусоросжигательного котла

1 - исходный мусор; 2, 3, 4, 5 - зоны, соответственно, выхода летучих продуктов, газификации, горения кокса и образования шлака; 6 - колосниковые валки; 7 - подрешетный бункер для сбора золы и просоров.

Имеется несколько видов колосниковых решеток. Наибольшее применение получило топочное устройство, оборудованное обратно переталкивающей колосниковой решеткой системы «МАРТИН» (Германия), шириной 3 м и наклоненной под углом 26 0 в горизонтальной плоскости. По ширине решетка имеет одну или несколько секций, каждая из которых состоит из 13 рядов чередующихся подвижных и неподвижных колосников. Схема устройства колосниковой решетки распределение зон горения мусора на ней показаны на рисунке 3.2.

Каждый второй колосник приводится в возвратно-поступательное движение общим устройством управления. Амплитуда возвратно-поступательного движения в направлении решетки снизу вверх составляет около 400 мм, а число циклов может плавно изменяться от 0 до 60 в 1 ч.

Перемещение колосников решетки существенно влияет на процесс сжигания слоя мусора, который при каждом цикле медленно перемешивается и раскладывается по поверхности. Часть горящей массы перемещается ко входу решетки, давая запал для вновь поступающей массы мусора. Таким образом, уже в начале решетки образуется интенсивное пламя, при котором все стадии сжигания – сушка, возгорание и сжигание – происходят одновременно.

Благодаря наличию сильного пламени в начале решетки газы, выделяющиеся на стадии сушки, смешиваются с очень горячими газами горения и сжигания.

Мусор, сжигаемый на решетке, постепенно перемещается вниз, постоянно перемешиваясь. Сжигание мусора завершается приблизительно на 2/3 длины решетки, а на оставшейся части мусор, превратившейся в шлак, постепенно охлаждается под действием подаваемого в топку воздуха.

В горящем слое на решетке системы «МАРТИН» не образуется «кратеров», что обеспечивает почти полное сгорание отходов.

Конструкция колосниковой решетки позволяет сжигать отходы с различной теплотой сгорания (3,5-10,5 МДж/кг) и большим (до 50 %) содержанием золы при высокой (более 400 кг/м 2 * ч) удельной производительности. Площадь колосниковой решетки каждого агрегата 20м 2 , номинальная производительность 8,33 т/ч при теплоте сгорания ТБО 6,3 МДж/кг. Гарантийный срок работы колосниковой решетки около 30 тыс.ч. Температура в топочном пространстве регулируется автоматически и составляет 800-1000 0 С, что обеспечивает выгорание твердых и газообразных горючих составляющих отходов.

Для обеспечения требуемого качества сжигания, т.е. для получения хорошо перегоревшего шлака, необходимо удалять его одновременно. Шлак составляет около 25 % по массе (4-5 т/ч) от общего количества сжигаемых отходов.

Для этого колосниковую решетку оснащают барабаном удаления шлака с регулируемой скоростью вращения, что позволяет и сглаживать толщину слоя мусора и шлака на решетке, а также удалять шлак в буккер шлакового экстрактора.

Горячий шлак падает в бункер, а затем в бак с водой, в котором охлаждается до 80…90 0 С. Из бака шлак удаляется толкателем, который проталкивает его в желоб, установленный с обратным уклоном. Конструкция желоба позволяет, с одной стороны, уплотнять удаляемый материал без риска закупорки рабочего сечения желоба, а с другой – стекать избыточной влаге. Таким образом, потери воды на гашение сводятся к минимуму, т.е. на испарение и на поглощение ее шлаком.

Далее охлажденный шлак по системе ленточных транспортеров проходит через виброполотно, с которого из шлака удаляют металлические частицы, для чего над ленточным транспортером устанавливают магнитный сепаратор, оборудованный мощным электромагнитом. Куски металла удаляют в специальные емкости, а освобожденный от металла шлак поступает по ленте в шлаковый отсек бункера-накопителя. Зола из под воздушного короба и из бункеров котла удаляется вместе со шлаком.

Для обеспечения процесса горения отходов подают воздух, нагнетаемый вентилятором первичного дутья через короб, установленный под решеткой и состоящий из нескольких отсеков или зон. Каждая зона подачи воздуха под решетку обеспечивает впуск определенного количества воздуха под решетку и в слой мусора для обеспечения горения; сбор и удаление мелких частиц, просеивающихся под решетку.

В нижней части в подрешеточной зоне установлены воронки асимметричной формы, которые предназначены для сбора и удаления просева.

Дополнительно воздух подается вентилятором вторичного дутья под высоким давлением через сопла, расположенные на передней и задней стенках камеры горения, для завершения окисления и полного сжигания газов в нижней части камеры сжигания.

Рассмотренная технология слоевого сжигания отходов направлена на санитарно-гигиеническое (огневое) обезвреживание ТБО с получением тепловой энергии, которую утилизируют через котел, установленный над колосниковой решеткой.

Возможно различное использование энергии: городское отопление; пар для промышленных установок; выработка электроэнергии для собственных нужд или для сбора в единую систему, а также их сочетание, например городское отопление плюс производство электроэнергии.

Выбор технологии обезвреживания и переработка ТБО методом сжигания предшествует детальное технико-экономическое обоснование схемы сбыта получаемой тепловой энергии, так как строительство МСЗ требует больших капиталовложений. Следует отметить, что строительство современных ТЭЦ (котельных) равноценной мощности (по производимой энергии) в 8-10 раз дешевле.

Оптимальная схема сбыта вырабатываемой энергии – на нужды централизованного теплоснабжения. В это случае пар, вырабатываемый МСЗ, можно использовать для подогрева сетевой воды в специальном дополнительном подогревателе, установленном после основных подогревателей. В теплое время года пар от МСЗ частично вытесняет пар теплофикационных отборов, а в холодное время года, когда нагрузка районов превышает мощность теплофикационных отборов, восполняет часть пиковой нагрузки. Возможно также параллельное (по воде) включение тепловых магистралей ТЭЦ и МСЗ, когда подогреватели компонуют на МСЗ. В этом случае температурные графики ТЭЦ и завода совпадают. По другим схемам подогреватель МСЗ включен последовательно с основным и пиковыми подогревателями ТЭЦ, что применимо в условиях, когда МСЗ расположен вблизи транзитной магистрали ТЭЦ. Наиболее простая схема включения тепловых сетей МСЗ – установка подогревателя последовательно на обратной линии теплосетей ТЭЦ.

Пиролиз отходов

Как показывает практика переработки ТБО на МСЗ, наиболее перспективен способ обезвреживания ТБО в две ступени: аэробное биотермическое компостирование органической части ТБО (биотермический метод) с получением компоста – ценного органического удобрения, или биотоплива; пиролиз некомпостируемой части бытовых отходов (НБО), включающих резину, кожу, пластмассы, дерево и т.д.

Под пиролизом понимают процесс термического разложения отходов без доступа кислорода, в результате которого образуются пиролизный газ и твердый углеродистый остаток. Количество и состав продуктов пиролиза зависит от состава отходов и температуры разложения.

Пиролиз НБО способствует созданию безотходных и малоотходных технологий и рациональному использованию природных ресурсов.

Пиролизные установки в зависимости от температурного режима процесса разделяют:

на низкотемпературные (450…500 0 С), характеризующиеся минимальным выходом газа, максимальным количеством смол, масел и твердых остатков;

среднетемпературные (до 800 0 С), характеризующиеся увеличенным выходом газа с уменьшенным количеством смол и масел;

высокотемпературные (свыше 800 0 С), характеризующиеся максимальным выходом газов и минимальным количеством смолообразных продуктов.

Процесс пиролиза НБО состоит: из пиролиза НБО в печи с внешним обогревом; дожига пиролизных газов; утилизации тепла отходящих газов в котле-утилизаторе с получением пара; очистки дымовых газов от пыли и химических примесей в пенном абсорбере; сушки абсорбционных растворов в распылительной сушилке; охлаждения пирокарбона в барабане-холодильнике; сепарации черного и цветного металла из пирокарбона; сепарации камней из пирокарбона; измельчения пирокарбона в конусной инерционной дробилке; фасовки пирокарбона в мешки и складирования.

Основной узел пиролизной установки - реактор, представляющий собой шахтную печь со встроенной швельшахтой и системой эвакуации газов, предотвращающей смешивание пиролизных и дымовых газов (рис. 6)

Рис. 6. Схема установки высокотемпературного пиролиза:

1 - приемная воронка; 2 - затворы; 3 - конденсатор жидких продуктов; 4 - дроссельные заслонки; 5 - вентилятор; 6 - газоанализатор; 7- дымосос; 8 - система газоочистки; 9- сопло подачи подогретого воздуха; 10 - воздухоподогреватель; 11 - водяная ванна: 12- швельшахта; I, II и III- направления движения соответственно конденсата, охлажденного воздуха и отходящих газов.

Из сортировочного отдела НБО по системе конвейерных транспортеров попадают в приемный бункер пиролизной установки, обеспечивающей двухсуточный запас хранения отходов для бесперебойной ее работы. Из бункера отходы забирают грейферным ковшом, смонтированным на подъемном кране грузоподъемностью 5 т. Кран подает отходы в промежуточный бункер, днищем которого служит пластинчатый питатель шириной 1,2 м и длиной 4 м, предназначенный для загрузки отходов в верхнюю часть реактора, оборудованную тремя затворами шиберного типа.

В печи пиролизной установки при температуре 500-550 0 С без доступа воздуха происходит термическая деструкция (пиролиз) НБО. В результате образуется парогазовая смесь, содержащая в своем составе летучие вещества, пары смолы и твердый углесодержащий продукт – пирокарбонат.

Для использования тепла горения углеводородов и перевода ряда химических веществ (меркаптан, сероводород, циановодород и т.д.) в безвредные элементы предусматривают их дожиг в специальной камере при температуре 100 0 С в потоке отходящих от печей пиролиза газов.

Камера дожига оборудована рубашкой, в которую поступает воздух, охлаждающий стенки камеры, в результате чего температура газов на выходе из камеры дожига снижается до 800 0 С. Воздух на горение и разбавление подают дутьевыми вентиляторами.

Дымовые газы из камеры дожига направляются в рубашку печи пиролиза, где тепло дымовых газов используется для обогрева печи. Из рубашки печи пиролиза дымовые газы температурой 600-700 0 С направляются для утилизации тепла в котел-утилизатор. В последнем в результате снижения температуры дымовых газов до 300-350 0 С получают пар, который в дальнейшем используют для нужд теплоснабжения производства. Затем дымовые газы температурой 300-350 0 С поступают на распылитель для сушки абсорбционных растворов, использованных в абсорберах, а оттуда с температурой 120 0 С - на абсорбцию и после очистки выбрасываются в атмосферу.

Полученный в печи пирокарбонат с температурой 450-450 0 С поступает в холодильный барабан, где охлаждается до 40-50 0 С, и по ленточному конвейеру подается на размол, предварительно пройдя электромагнитный сепаратор для извлечения остатков черного металла, и затем поступает на полигональное сито.

Проходя через полигональное сито, пирокарбонат освобождается от крупных камней, которые вывозят на свалку, и подается на мельницу, где измельчается до фракции 0,5мм и менее. После измельчения пирокарбонат вновь подают на сепарацию для извлечения цветных металлов, которые накапливают в контейнерах, а пирокарбонат направляют на расфасовку и затем на склад готового продукта.

Поступающие на установку отходы НБО более чем на 90 % состоят из органических веществ, в основной массе которых соотношение углерод: водород: кислород приблизительно соответствует их соотношению в целлюлозе.

Целлюлоза – высокомолекулярный полисахарид, эмпирическая формула которого (С 6 Н 10 О 5) n . Клетчатка – главная составная часть органической части отходов, например бумага почти на 100% состоит из целлюлозы; хлопчатобумажные и текстильные изделия – более чем на 90; древесина – примерно на 50% из целлюлозы.

При термической обработке целлюлозы (при отсутствии доступа кислорода) она разлагается, образуя большое количество различных продуктов.

Присутствующие в НБО кожа, пластмасса, резина и другие продукты разлагаются, образуя летучие вещества, которые помимо СО 2 и H 2 О, Сl, F, SO 2 содержат углеводороды (олефины, парафины и т.д.). Пиролизные газы подвергаются дальнейшему окислению в камере дожига при температуре 1100 0 С, превращаясь в менее опасные вещества. Тепло дымовых газов используется для проведения процесса пиролиза НБО, что уменьшает количество топлива, используемого со стороны.

К вредным составляющим НБО относят: серу, основным источником которой является резина; хлор, выделяющийся при сжигании полимерных материалов; оксиды азота; соединения фтора и т.д.

Для защиты окружающего атмосферного воздуха от загрязнений дымовые газы необходимо тщательно очищать как отзолы, так и от химических веществ. Наиболее высокие требования очистки дымовых газов предъявляют заводам, расположенным вблизи жилой застройки.

Директор ООО "Паритет" Гмызин Олег Геннадьевич 8 9039134717, 8 9618915050
уникальный продукт в области Охраны окружающей среды. Мусоросжигатель «Экофан 800» (стандартная комплектация 800 кВт выработки тепловой мощности)

Установка предназначена для сжигания твёрдых бытовых отходов (ТБО), медицинских отходов, горючих отходов производства, отходов животноводства, отходов тепличных хозяйств, жидких густых углеводородных масс, например нефтешламы, автомобильные шины. Позволяет сократить размеры мусорных полигонов.

Процесс сопровождается получением тепла для обогрева промышленных и хозяйственных объектов, а так же обеспечения горячего водоснабжения (ГВС). Таким образом, мы выигрываем дважды: Используя предельно простой, дешёвый и надежный технологический цикл сжигания отходов. Получаем возможность использовать тепло водяного контура для обогрева помещений и ГВС.

Принцип сжигания ТБО в установке основан на совершенно новой, уникальной, инновационной технологии. Это термохимическая реакция в самом котле и каталитическая реакция отходящих газов. В процессе этих реакций мы получаем высокую тепловую мощность установки в 2 раза больше чем при обычном сжигании и чистые отходящие газы на ее выходе. Эти газы состоят из смеси углекислого газа (СО2) и паров воды (Н2О).

Почему уникальный Мусоросжигатель «Экофан 800»? Потому что: Существующие аналоги требуют для утилизации мусора и отходов производства дополнительные затраты в виде: Требуют дожига отходящих газов природным газом 0,1-0,2 м3/ч (на 50 кг мусора) или дизельным топливом из расчета 0,12-0,17 л/кг мусора; Требуют затрат электроэнергии свыше 14 кВт/ч; Требуют использования адсорбентов и фильтрующих элементов (расходные материалы); Требуют использования химических компонентов и присадок, требующих точности дозировки и соблюдения четкого технологического цикла; Требуют использования дорогостоящих как в приобретении, так и в обслуживании - вычислительных систем управления технологическими процессами;

Перечисленные факторы сказываются на надёжности и отказоустойчивости установок переработки в целом, и повышают зависимость цикла от человеческого фактора. Эти факторы в совокупности, существенно увеличивают на затраты при эксплуатации и обслуживании установок, что приводит к удорожанию процесса утилизации отходов в разы, и сводит, зачастую, к нерентабельности весь проект.

Мусоросжигатель Экофан 800 лишен этих недостатков, в нем задействован новый принцип сжигания отходов. Это термохимическая и катализаторная реакция нейтрализации отходящих газов внутри печи (диоксины, пирены), а вместе с ней выработка большого количества тепловой энергии, и использование ее для нужд предприятия! На выходе мы получаем поток газа,

Задачи которые мы ставили перед собой при работе над этим проектом это: Экологичность (Экологическая безопасность); Тепловая эффективность; Надежность в эксплуатации, высокий срок службы;

1. Экологическая безопасность При сжигании ТБО (твердых бытовых отходов), различных масел (углеводородов), могут образовываться диоксины и пирены. Эти вещества очень опасны, они могут аккумулироваться (накапливаться) в организме человека и влиять на развитие организма, вызывая разные патологии и болезни. Поэтому основным упором при создании установки, был принцип экологической безопасности. Выброс вредных веществ установкой «Экофан 800» в атмосферу значительно ниже ПДК.

Установка прошла все испытания производственного цикла и замеры отходящих газов: Работы по замерам выбрасываемых в атмосферу газов проводились Саратовским Государственным университетом им. Н.Г. Чернышевского под руководство доктора химических наук профессора Кузьминой Р. И. Протокол анализа промвыбросов в атмосферу № 197 23 октября 2013 г. Филиал «ЦЛАТИ по Саратовской области». Экологический сертификат соответствия № 00002161 выдан Министерством природных ресурсов и экологии Российской Федерации.

2. Тепловая эффективность При сжигании отходов производства и ТБО в комплексе «Экофан 800» , как в камере сгорания, так и в термохимической камере происходит большое выделение тепла, которое мы отбираем водяным контуром и можем направить на отопление помещений и сооружений, и при горячем водоснабжении. При сжигании ТБО мы получаем тепло в камере сгорания порядка 2000 кКал/кг топлива, а затем при окислительном процессе газового потока в термохимической камере еще порядка 2000 кКал. По тепло эффективности это сравнимо со сжиганием эквивалентного количества каменного угля среднего качества. Данная установка в стандартной комплектации производит в среднем 800 кВт/ч тепла, что позволяет обогреть порядка 5000-7000 м2 площадей, при затратах на электроэнергию в рабочем режиме от 2 до 4 кВт. Затраты на электричество порядка 150 рублей в день при интенсивном сжигании мусора.

Используя нашу технологию сжигания, мусор - становится высокоэффективным топливом, дешевым топливом и позволяет приносить прибыль собственнику установки.

3. Рентабельность и самоокупаемость. Затраты: При обслуживание установки круглосуточно требуется, 4 человека, т.е. зарплата персонала в среднем 1000 руб. на каждого + затраты на электроэнергию 150 руб. в сутки. Итого 4150 рублей в сутки.

Прибыль: - от утилизации ТБО в среднем из расчета 500 рублей за 1 тонну, (так принимают полигоны) сколько мы можем утилизировать мусора, при среднем сжигании 500 кг/час установкой в стандартной комплектации: 0,5т*24ч=12тонн в сутки. Это 3 машины «Камаз» в сутки. Итого имеем 6000 рублей в сутки

- экономия на отопление при использования мусора. При пересчете на затраты природного газа при выработке эквивалентной тепловой энергии 800 кВт/час: 349,44 рублей в час: 800кВт/ч * 840кКалл/кВт = 672000кКалл/ч 672000кКалл/ч: 8500кКалл/куб.м = 79куб.м/ч природного газа 79куб.м/ч * 4,42руб/куб.м = 349,44 руб/ч Получаем 349,44 руб/ч * 24ч = 8386,56 руб в сутки. Итога прибыль от установки на 800 кВт составит. 6000+8400-4150 =10250 рублей в сутки В месяц 307500 рублей в месяц.

А если сжигать опасные отходы, шпалы, медицинские отходы, нефтешламы, то уровень прибыли многократно повышается.

Установка «Экофан» может поставляться в расширенной комплектации с мощностью в тепловом эквиваленте до 5 МВт. С камерой загрузки мусора до 7 м.куб. и средней скорость сжигания ТБО до 2500 кг/час. Использования таких модульных установок позволит решить многие вопросы как по теплоснабжению предприятий, жилых районов, так и вопросы с утилизацией мусора

Сегодня приблизительная стоимость вывоза городом мусора на полигон составляет 5 млн. рублей в сутки. Это из расчета вывоза в г.Томске 4000 тонн мусора в сутки. 1 тонна мусора обходится, по нашим расчетам, 1250 рублей (500руб /т - прием мусора на полигон, 1 000 рублей маш/час 1 камаза вместимостью 4 тонны). Установка позволяет сжигать от 200 до 800 кг ТБО в час в зависимости от режима сжигания и состава ТБО. Легко подсчитать, сколько мы можем утилизировать мусора, при среднем сжигании 500 кг/час установкой в стандартной комплектации: 0,5т*24ч=12тонн в сутки. Это 3 машины «Камаз» в сутки.

Применив 3 установки «Экофан» на5 МВт позволит принимать до 30 - 40 машины «Камаз» в сутки, прорабатывая в среднем 140 тонн мусора в сутки. Это 50400 тонн в год. Для сравнения, мусоросжигательный завод в Москве сжигает 150000 тонн в год, при стоимости переработки 2148 руб/т. Здесь же нам будут платить за утилизацию и за отопление, отсюда и прибыль.

Устройство и принцип действия комплекса «Экофан 800» . Комплекс по уничтожению ТБО является цельносварной металлической конструкцией, смонтированной из нескольких узлов, предельно простых, дешёвых и надежных, что позволяет обеспечить стабильный и устойчивый технологический цикл. Гарантийный срок службы установки 10 лет. Может служить и 20 лет. Она не требует регулярной замены покрытия стен печи благодаря наличию охлаждающего контура. Один раз в 5-10 лет меняется катализатор. Печь двух или многокамерная, что позволяет организовать непрерывный рабочий цикл.

1) Камера сгорания Первая ступень сжигания ТБО и нейтрализации вредных веществ. Представляет собой цилиндрическую камеру сгорания, перегороженную внутри щелевой решёткой по продольной оси на два равных отсека. Это позволяет вести непрерывный процесс горения в течении всего рабочего периода и обеспечивает более «чистое» сжигание отходов за счёт предварительного нагрева ТБО из той половины камеры, где уже идёт горение, поэтому розжиг проводится сначала в одной половине камеры, затем происходит загрузка второй половины камеры и получаемое тепло сушит отходы во второй половине, «выжимает» из него все вещества которые испаряются до температуры 340 0 С, это позволяет уничтожить до 75-80% всех компонентов, содержащихся в органических веществах, «организующих» грязный выброс в атмосферу, после чего происходит их самовозгорание. Т.е. мы производим «открытый» пиролиз вновь загружаемых отходов, используя уже полученную температуру в камере сгорания от уже горящих отходов. Такая конструкция камеры сгорания позволяет освобождать её от накопившейся золы, и проводить загрузку не останавливая работу аппарата. Кроме того, чистоте и полноте сгорания отходов способствует ещё и колосниковая система камеры сгорания. Она состоит из полых труб, по которым подаётся атмосферный воздух. Интенсивность его подачи регулируется с помощью частотного преобразователя, управляющим оборотами электродвигателя. Реализованная в комплексе система подачи воздуха позволяет производить очень точную регулировку кислорода в зависимости от фазы горения отходов, что в свою очередь способствует высокой степени чистоты сгорания отходов. Остаток золы после сгорания ТБО 1% - 3%. Атмосферный воздух, проходя через раскалённые слои углерода, образовавшиеся в результате горения, синтезируют генераторный газ и в небольших объёмах газ метан. Горение этих газов позволяет поднять температуру в камере сгорания выше 1200 0 С, а при таких температурах сгорают диоксины и пирены, это позволяет нам организовать даже на начальной стадии уничтожения отходов - сжигании, первый защитный барьёр на пути вредных веществ (диоксины, пирены) перед их выбросом в атмосферу.

2) Термохимическая камера Вторая ступень нейтрализации вредных веществ. Предназначена для обезвреживания отходящих газов путём проведения термохимических реакций. Представляет собой вертикально расположенный цельнометаллический цилиндр, сочленённый с камерой сгорания методом сварки. В колонну принудительно подаётся атмосферный воздух в систему для проведения термохимический реакций. В результате этого процесса нейтрализуется большой ассортимент вредных газов и взвешенных твёрдых частиц, выбрасываемых в атмосферу. В процессе проходящих термохимических реакций образуется большое количество тепла, которое можно использовать, что мы и делаем, используя в качестве теплоносителя воду, которую можно направить на обогрев производственных и социальных объектов или горячего водоснабжения.

3) Система сепарации отходящих газов Третья ступень нейтрализации вредных веществ в отходящих газах. Сепарирование отходящих газов производится батареей мультициклонов. В ней происходит осадок раскалённых твёрдых частиц сажи, которые являются чистейшим углеродом, и минеральных коксующихся остатков. Степень очистки газов в такой системе достигает 99,5 - 99,8%. Очистка отходящих газов от твёрдых примесей позволяет избавить газовый поток от диоксидов и пиренов. Полученный твёрдый осадок имеет очень высокую степень чистоты по углероду и может в дальнейшем использоваться как сырье на продажу - декоративная добавка в отделочных строительных смесях, в бетоне для расшивки швов, в лакокрасочной, парфюмерной промышленности и при производстве резины или как высококалорийное топливо, из которого можно изготавливать даже водоугольное топливо (ВУТ). Также его можно использовать для внесения в почву как удобрение, так как все растения состоят как минимум на 50% из углерода.

4) Катализатор Четвертая ступень нейтрализации вредных веществ в отходящих газах. Катализатор имеет специально обработанную керамическую основу с пористой высокоразвитой поверхностью, пропитанную особым каталитическим составом. Состав катализатора разработан на базе доступных дешевых металлов. Это позволило отказаться от драгоценных материалов, таких как золото, платина и иридий, при производстве катализаторов. Катализатор располагается в металлическом картридже на металлических подложках. Их вертикальное расположение образует ячеистые лабиринты, проходя через которые раскалённые потоки газов приобретают турбулентное движение, а большая протяжённость каналов, лабиринтов катализатора, позволяет до конца провести все окислительно-восстановительные реакции, проходящих через него газов и получить качественно очищенный газовый поток перед выбросом его в окружающую среду.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мусоросжигательные установки такого типа помогут решить всемирную проблему утилизации ТБО, промышленных горючих отходов, автомобильных покрышек. Использования выделенного тепла для своих нужд, нужд предприятия, нужд населения. При сжигании ТБО на выходе мы получаем поток газа, содержащий углекислый газ и пары воды - конечные продукты распада любого органического вещества.