<<
>>

Сжигание в топке с подвижной колосниковой решеткой. 

  Комплексное сжигание неподготовленных ТБО в общепринятой мировой практике осуществляется в топках специализированных мусоросжигательных заводов на колосниковой решетке, совершающей возвратнопоступательные движения.
Продвижение материала от загрузочного до разгрузочного конца с определенной скоростью достигается переталкиванием материала подвижными элементами колосниковой решетки. Каждая секция решетки имеет источник подачи воздуха через колосники, кроме того, осуществляется подача вторичного воздуха в объем топочного пространства, где установлена горелка дожигания отходящих газов. Температура горения ТКО на колосниковой решетке составляет 1 000 °С, температура дожигания в топочном пространстве - 1 000-1 200 °С. Стенки топки экранированы испарительными поверхностями - вертикальными рядами труб, по которым циркулируют вода и пар.

Топка соединена с котлом, в котором горячие газы отдают тепло. В газоходах котла последовательно устанавливаются состоящий из стальных труб пароперегреватель (элемент парового котла, повышающий температуру пара сверх температуры насыщения) и экономайзер (теплообменник) для предварительного подогрева питательной воды за счет тепла отходящих газов. Перед выбросом в окружающую среду отходящие газы направляются в систему многоступенчатой газоочистки.

Полученный при утилизации тепла пар может использоваться в системе городского отопления, а может направляться в паровую турбину с производством электроэнергии. КПД при производстве пара на мусоросжигательном заводе (МСЗ) - 40 %, при производстве электроэнергии - 20-25 %.

При теплотворной способности отходов 8,5-9 МДж/кг возможно достичь стабильного автогенного процесса сжигания (без дополнительного топлива, природный газ подается только в зону дожигания дымовых газов).

Технология сжигания на подвижных колосниковых решетках МСЗ является превалирующей технологией сжигания ТКО и практически единственной из серийно выпускаемых.

По данным на 2006 г., в Европейском союзе работало более 350 таких предприятий. Только в Германии за последние 10 лет были построены МСЗ на 5 млн. т/год; суммарная производительность немецких МСЗ на сегодня составляет более 20 млн. т/год.

Для наших коммунальных отходов прекрасно подходят технологии мусоросжигания таких мировых производителей, как Martin, Babcock amp; Wilcox, Von Roll.

Ввиду развивающейся энергетической стратегии утилизации отходов в мировой практике накоплен успешный опыт в обеспечении экологической безопасности при мусоросжигании. Современные заводы снабжены совершенными системами контроля и газоочистки; состав дымовых газов от МСЗ постоянно отслеживается и поддерживается на безопасном уровне. Зола и шлак, образующиеся при мусоросжигании, не токсичнее исходных ТБО и на Западе даже используются для дорожного строительства после переработки.

Заявление о том, что мусоросжигательные заводы опасны для здоровья населения, не имеет под собой основания: по материалам Росстата, в общей структуре промышленных выбросов выбросы мусоросжигательных заводов (в числе выбросов предприятий ЖКХ) не достигают даже 1 %. Исследования влияния различных объектов мусоропереработки на здоровье населения (SPPPI, ЕРА) показали, что ухудшения здоровья населения в результате деятельности МСЗ достоверно не зафиксировано. Между тем в Лондоне, Вене, Гетеборге и других городах Европы крупные заводы находятся в центре мегаполисов, и мониторинг здоровья населения производится регулярно. А вот проживание в районе свалок, связанное с загрязнением грунтовых вод, выделением в атмосферу продуктов разложения ТБО и выбросами от стихийного горения мусора, повышает заболеваемость населения в разы.

Следует также вспомнить, что метан, образующийся при разложении ТКО на полигоне, обладает парниковым эффектом в 20 раз большим, чем углекислый газ, образовавшийся при сжигании эквивалентного количества мусора.

Отдельного внимания заслуживает вопрос образования диоксинов и фуранов (рис.

3.12). Разберемся объективно, при каких условиях образуются диоксины и можно ли их избежать при мусоросжигании.

Рис. 3.12. Исследование выбросов диоксинов в регионе Прованс - Альпы - Лазурный берег

(по данным Permanent Monitoring Organization for the Prevention of Industrial Pollution (SPPPI))

Несмотря на участие кислорода в реакции образования диоксинов, условием для их синтеза является недостаток кислорода (в том числе пиролитические условия). Способствуют образованию диоксинов плохое перемешивание, щелочная среда и наличие соединений меди как катализаторов.

Центрами образования и сорбции диоксинов являются частицы пыли и сажи, поэтому эмиссия диоксинов существенно связана с качеством очистки отходящих газов от пыли и золы.

Образование диоксинов, как отмечалось выше, в значительной мере зависит от режима сжигания отходов. Диоксины начинают активно синтезироваться в интервале температур от 250 °С, причем максимум образования приходится на 300-350 °С. Это как раз условия, возникающие при неконтролируемом сжигании мусора или при пожаре на полигонах. Дальнейшее повышение температуры приводит к разрушению диоксиноподобных веществ. В настоящее время надежно установлено, что эффективное разрушение ПХДД происходит в интервале температур 1 200-1 300 °С при выдерживании газов в течение минимум 2 с при избытке кислорода и перемешивании. Этот принцип заложен в основу современных технологий сжигания ТКО; его соблюдение как поставщиками технологий, так и самими МСЗ жестко регламентируется международными требованиями Директивы ЕС 2000/76.

Если не были соблюдены условия необратимого разрушения диоксинов, при охлаждении в области 450 °С они синтезируются вновь. Для предотвращения этого процесса используются схемы быстрого охлаждения отходящих газов до 180 °С.

Контролируя влияние перечисленных факторов, современные процессы мусоросжигания позволяют добиться снижения выброса диоксинов до ничтожного уровня независимо от содержания галогенов в ТКО.

Итак, основные технологические пути данного направления: обеспечение эффективного перемешивания на колосниковой решетке без повышенного образования пыли; управление температурным режимом дожигания газообразных продуктов сгорания с интенсивным перемешиванием и нагревом газовой фазы не ниже 1 200 °С в течение минимум 2 с; обеспечение достаточного количества кислорода в зоне горения; предотвращение повторного синтеза диоксинов за счет быстрого охлаждения дымовых газов; эффективное улавливание пыли, сажи и летучих соединений в замкнутом цикле химической очистки с использованием активированного угля.

Изменение требований к технологиям мусоросжигания позволило практически избавиться от проблемы выброса диоксинов: если в 1970-х гг. мусоросжигательные предприятия выбрасывали 50 нг/м , в 1990-х - 5 нг/м ,

л

то в отходящих газах современных МСЗ содержится менее 0,1 нг/м .

Ярким примером является Швеция (рис. 3.13).

Из представленной диаграммы видно, что при растущем количестве мусоросжигательных заводов суммарные выбросы диоксинов от них продолжают падать.

Технические усовершенствования, направленные на обеспечение наиболее полного сгорания твердой фазы ТКО, на дожигание отходящих газов и улавливание взвешенных частиц, снизили образование диоксинов на современных подвижных колосниковых решетках МСЗ практически до нуля. Жесткие международные нормативы регулируют содержание диоксинов в выбросах, обеспечивающее безопасность человека и окружающей среды. Выброс диоксинов на сегодняшних МСЗ в сотни раз ниже безопасного уровня. Это демонстрирует опыт работы новых мусоросжигательных заводов в Германии, Швеции, Великобритании, других европейских странах, где регулярный контроль содержания диоксиновой группы в выбросах подтверждает высокий уровень экологической безопасности


Рис 3.13. Динамика развития мусоросжигания и выбросов

диоксинов МСЗ в Швеции (www.waste-managemnt-world.com)

<< | >>
Источник: В.М. Малахов, А.Г. Гриценко, С.В. Дружинин. ИНЖЕНЕРНАЯ ЭКОЛОГИЯ МОНОГРАФИЯ В трех томах Том 1. 2012

Еще по теме Сжигание в топке с подвижной колосниковой решеткой. :

  1. Термический метод обезвреживания ТБО. Мусоросжигательные заводы
  2. Сжигание в топке с подвижной колосниковой решеткой.