Слоевое или камерное сжигание ТБО

Горение ТБО - непростой хим процесс, состоящий из простых хим реакций окислительно-восстановительного нрава. Окислительно-восстановительные реакции процесса горения ТБО и термические эффекты, их сопровождающие, приведены в таблице 4.3, при всем этом термические эффекты с положительным знаком свидетельствуют о протекании экзотермической реакции, а с минусом – о протекании эндотермической реакции [4,7].

Таблица 4.3 - Окислительно-восстановительные Слоевое или камерное сжигание ТБО реакции процесса горения ТБО и термические эффекты, их сопровождающие

Реакция Термические эффекты
кДж/кмоль кДж/кг кДж/м3
С + O2 = CO2 -
С + 1/2O2 = CO -
С + CO2 = 2CO - 175500 - 14610 -
С + H2O = CO + H2 - 130500 - 10860 -
С + 2H2O = CO2 + 2H2 - 132000 - 10990 -
С + 2H2 = СН4 - 74900 - 6240 -
СO + 1/2O2 = 2CO2 / -
H2 +1/2O2 = Н2О (жидкость) -
H2 +1/2O 2 = Н Слоевое или камерное сжигание ТБО 2О (пар) -
СН4 + 2O2 = СО2 + 2Н2О (пар) -
СО + H2O = СO2 + Н2 -
C2 H 4 + 3O2 = 2СО2 + 2Н2О -
H2S +1,5 O2 = Н2О + SO2 -
Н2 + 2С1 = 2НС1 -
Н2 + 2F = 2HF -

Черта простого состава ТБО может быть отнесена к рабочей, сухой и горючей массам (набросок 4.7) [4]:

СР + НР Слоевое или камерное сжигание ТБО + NР + ОР + SР + АР + WР = 100 %,

Сс + Нс + Nc + Ос + Sc + Ас = 100 %,

Сг + Hг + Nг + Ог + Sг = 100 %,

где СР, НР, NР ОР, SР, АР, WР — содержание соответственно углеро­да, водорода, азота, кислорода, серы, золы и воды в рабочей мас­се отходов, а Сс... и Сг... соответственных частей в сухой и го­рючей Слоевое или камерное сжигание ТБО массе отходов, %.

Набросок 4.7 – Схема элементного состава и твердого горючего

Для пересчета одних частей массы отходов в другие употребляют множители (см. таблицу 4.4).

Таблица 4.4 – Множители для пересчета отдельных компонент массы отходов [4]

Масса Множитель пересчета на массу
рабочую сухую горючую
Рабочая 100/(100- WР) 100/(100- WР-АР)
Сухая (100-WР)/100 100/(100-Ас)
Горючая (100-WР-АР)/100 (100- Ас)/100

Зная морфологический состав Слоевое или камерное сжигание ТБО отходов и элементар­ный состав отдельных компонент, можно найти простый состав для всей массы рассматриваемых отходов.

Сжигание ТБО в топочных устройствах котлов-агрегатов является более всераспространенным во всех странах мира методом тепловой переработки бытового мусора. Более нужным с технологической точки зрения является слоевое сжигание бытового мусора Слоевое или камерное сжигание ТБО в котлах, оборудованных топками с колосниковыми решетками. Данный способ сжигания обладает последующими 3-мя основными преимуществами [7,8]:

- возможностью сжигания высоко мокроватых жестких бытовых отходов без их подготовительной сушки;

- высочайшей стабильностью процесса горения в нужном спектре температур;

- возможностью рекуперации термический энергии сжигания ТБО.

Все четыре расположенные на местности Украины мусоросжигательные фабрики (МСЗ Слоевое или камерное сжигание ТБО) по крупномасштабному слоевому сжиганию ТБО оборудованы мусоросжигательными котлами с топкой на валковых колосниковых решётках, производства завода Дукла (Чехия) мощностью 15 т/ч по сжиганию ТБО и 40 т/ч по пару. Изношенность оборудования и отсутствие действенных систем чистки отходящих дымовых газов (они не были куплены вкупе с установками) привело к тому, что сейчас размеренно Слоевое или камерное сжигание ТБО работает мусоросжигательный завод «Энергия» (г. Киев). Температура в топочном пространстве поддерживается на уровне 800-1000 °С. Производственная мощность завода - 350 тыс. т/год, но загружен он только на 40-50 % мощности [1,7,8].

Более положительным примером может служить опыт работы Столичного мусоросжигательного завода № 2 (ММСЗ № 2) на Алтуфьевском шоссе (см. набросок 4.8), где успешно решены как Слоевое или камерное сжигание ТБО технологические, так и экологические трудности сжигания ТБО [8].

Завод реконструирован в 1996-1999 г.г. французской компанией «КNIМ».

Подлежащие сжиганию несортированные твердые бытовые отходы больше­грузными мусоровозами (10-тонные, на базе КАМАЗов) привозят на завод и разгружают в большой приемный бункер (при всем этом обеспечивается трехсуточный припас сырья), откуда грейфером они подаются в печь.

I Слоевое или камерное сжигание ТБО - пар; II - вода; III - воздух; IV - шлак.

1 - мостовой грейферный кран; 2,3 - мусорный и шлаковый бункеры; 4 - вентилятор первичного воздуха; 5 - станция гидро­привода; 6 - паровые калориферы - воздухоподогреватели; 7 - шнек-шлакоизвлекателъ; 8 - транспортеры; 9 - дымосос; 10 - дымовая труба; 11 - электрофильтр; 12 - котел-утилизатор; 13 - вентилятор вторичного воздуха; 14 - загрузочный бункер; 15 - растопочная горелка; 16 - колосниковая решетка

Набросок 4.8 - Схема Столичного мусоросжигательного завода № 2

В приемном отделении под Слоевое или камерное сжигание ТБО­держивается разрежение за счет забора из него дутьевого воздуха для горения, что содействует предотвращению выброса неприят­ных запахов и пыли за границы отделения.

Печь оборудована ступенчато расположенными подвижными коло­сниками, под которые воздуходувкой подается воздух, необхо­димый для процесса горения. По мере надобности подается не­большое количество природного Слоевое или камерное сжигание ТБО газа (для «подсветки»). Произво­дительность котла «на входе» - 8,3 т/ч ТБО. Температура сгорания в котле поддерживается близкой к 950 °С, что, с одной стороны, препятствует окислению азота воздуха и повышению со­держания в дымовых газах оксидов азота, а, с другой - приводит к частичному выгоранию диоксинов. Более полное выгорание последних происходит Слоевое или камерное сжигание ТБО выше 1200 °С, но при этой температуре начинает ак­тивно окисляться до оксида азота (II) азот воздуха [8].

Процесс горения в мусоросжигательном котле происходит в слое ТБО на колосниковой решетке либо в топочной камере. Интенсивность сжигания на колосниковой решетке (производительность установки) в значимой степени находится в зависимости от ее конструкции и параметров отходов Слоевое или камерное сжигание ТБО. Подвижные колосники осуществ­ляют назад переталкивающее движение, что позволяет подавать 15 - 30 % пылающей массы отходов навстречу передвигающемуся слою отходов, создавая очаги нижнего зажигания. Через 15 мин после запуска уста­новки образуются очаги горения, что позволяет отключить пусковые газовые горелки. Остальная масса отходов (70 - 85 %) за счет шурующего эффекта отлично перемешивается, что предутверждает Слоевое или камерное сжигание ТБО от прогаров и оголения отдельных участков полотна колосниковой решетки и ее термический перегрузки. Скорость перемещения колосни­ковой решетки регулируют в согласовании с топливной характерис­тикой поступающих жестких бытовых отходов [4].

При устройстве топочной камеры мусоросжигательных заводов обычно механизированы три операции: подача ТБО в топку; шуровка (смешивание) слоя для предотвращения Слоевое или камерное сжигание ТБО его шлакования и наилучшей аэрации; удаление жестких остатков (золы, шлака) после сжигания ТБО. Температура уходящих газов после топочной камеры составляет около 800 оС. Для использования тягодутьевых и пылеулавливающих устройств необходимо понизить температуру уходящих газов до 250 - 300 °С. На современных мусоросжигательных заводах это условие производится методом термообмена в парогенераторе. Для этого употребляют котлы-утилизаторы Слоевое или камерное сжигание ТБО, применение которых позволяет решить три задачи [4,7,8]:

- понизить температуру дымовых газов с 800-1000 до 250-350 оС;

- предохранить внутреннюю футеровку топочных камер от воздействия больших температур;

- утилизировать тепло дымовых газов.

Температура в топочном пространстве регулируется автоматом и составляет 800 – 1000 °С, при которой обеспечивается выгорание жестких и газообразных горючих со­ставляющих отходов.

В Слоевое или камерное сжигание ТБО мусоросжигательную печь встроен паровой котел, пар из которого (30 т/ч) подается на турбину электрогенератора. После турбины пар дает оста­точное тепло в теплообменнике-утилизаторе.

В технологическую линию встроена многоступенчатая система чистки дымовых газов, состоящая из [8]:

а) реактора, в который подается «известковое молоко» и тонкоизмельченный активированный уголь. При всем этом Слоевое или камерное сжигание ТБО в объеме реактора при вы­соких температурах протекают каталитические реакции связы­вания ядовитых газов в твердые плохорастворимые соли:

Са(ОН)2 + 2НF = СаF2(тв) + 2Н2O

Са(ОН)2 + 2НС1 = СаСl2(тв) + 2Н2O

Са(ОН)2 + Н2 SO4 = СаSO4(тв) + 2Н2O.

Активированный уголь служит в качестве как катализатора вышеприведенных реакций, так и адсорбента других Слоевое или камерное сжигание ТБО ядовитых газов (оксида углерода, диоксинов, фуранов). Тут уместно отметить, что наи­более ядовитые диоксины, такие как 2, 3, 7, 8-тетрахлордибензо-фуран и др. отлично адсорбируются жесткими сорбентами типа активированного угля;

б) реактора-испарителя, в который подается 40 %-ный ра­створ карбамида для трансформации оксида азота:

2СО(NН2)2 + 4NО = 4N2 + 2СО2 + 2Н2O Слоевое или камерное сжигание ТБО.

Потом дымовые газы очищаются от жестких частиц в батарейном рукавном фильтре и дымососом выбрасываются в ат­мосферу через специальную «трехствольную» (для облегчения контроля за выбросами) дымовую трубу высотой 50 м. Для этого на ММСЗ № 2 установлена автоматическая система, которая управляет процессами горения и чистки при осу­ществлении полного экологического мониторинга.

Данная Слоевое или камерное сжигание ТБО система глубочайшей чистки обеспе­чивает характеристики по остаточному содержанию ядовитых газов и пыли в отходящих газах, надлежащие более жестким вышеуказанным ев­ропейским нормативам.

Так как твердые бытовые отходы перед сжиганием на ММСЗ № 2 не подвер­гаются сортировке, при их сжигании появляется до 25 % шлака от массы ТБО, который удаляется из печи шлаковыталкивателем Слоевое или камерное сжигание ТБО; к нему добавляется летучая зола из рукавного фильтра. Эта золошлаковая смесь реализуется заводам, производящим строй материалы.

ММСЗ № 2 имеет две вышеперечисленные технологические полосы. Их суммарные годичные характеристики [8]:

- масса сжигаемых ТБО - 130 тыс. т (5 % по­требностей г. Москвы);

- количество вырабатываемой электроэнергии - 19,5 млн. кВт;

- масса золошлаков - 29 тыс. т;

- экономия «условной» площади на полигоне Слоевое или камерное сжигание ТБО ТБО - 3,5 га.

Более проблемные характеристики ММСЗ № 2 - это эко­номические характеристики. Неувязка заключается в том, что себестои­мость сжигания 1 т ТБО на ММСЗ № 2 составляет $40, потому завод работает с учетом значимой дотации заводу от Правительства Москвы. Необходимо подчеркнуть, что сжигание 1 тонны ТБО, к примеру, в Германии обходится намного дороже - $130 при складировании этой Слоевое или камерное сжигание ТБО же тонны на полигоне - только $60.


slovar-biologicheskih-terminov.html
slovar-deskriptorov-stranica-12.html
slovar-deskriptorov-stranica-6.html