Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 3 (1044950), страница 104
Текст из файла (страница 104)
Слосвос сжигание с прину- дительным перемешиванием матс нала 1. Термические про- цессы прн темпера- турах ниже темпера- туры плавления шлака 2. Сжигание в кипящем слое 3. Сжигание-газификация в плотном слое кускового мате- риала без принудительного перемешивання и перемещения мате нала 2. Термические про- цессы при темпера- турах выше темпе- ратуры плавления шлака 1. Сжигание в слое шлакового расплава 2 Сжигание в плотном слое кускового материала и шлаковом расплаве без принудительного перемешивания и персмещения мат нала 3.
Комбинированные процессы Слоевое сжигание неподготовленных ТБО в топках мусоросжнгательньгх котлоагрегатов. При таком способе обезвреживания сжиганию подвергают все поступающие на завод отходы без какой-либо их предварительной подготовки или обработки. $48 — на переталкивающих решетках — на валковых решетках — во в ащающихся ба абанных печах — в стационарном кипящем слое — в вихревом кипящем слое — в цн ли щем кипящем слое Паровоздушная газификация (процесс института химической физики РАН в Чер- ноголовке) — с использованием обогащенного кислородом дутья (процесс Ванюкова) — с использованием в качестве дугья природного газа (фьюминг-процесс) — с использованием элсктрошлакового асилава Доменный процесс (с использованием подогретого до 100 'С воздуха) — процесс «Ьишепз» (пиролиз-сжигание пирогаза и отсепарированного углеродно- го остатка с использованием необогащен- ного дутья) — процесс «Хосй» (ииролиз-газификация: получение синтез-газа при совместной термообработке пирогаза, отсспарирован- ного от металлов углеродистого остатка и минеральных компонентов с использова- нием обогащенного кислородом дугья) — процесс «Тлсгшозе!ес1» (пиролиз- газификация: получение синтез-газа при совместной термообработке пирогазв, углеродистого остатка н минеральной фракции с использованием обогащенного кисло одом д ья Метод слоевого сжигания является наиболее распространенным и изученным.
Он позволяет значительно экономить земельные площади по сравнению с таковыми, отводимыми под полигоны. При этом методе помимо целей обезвреживания отходов Часть еШ. Технологические решения по утилизации твердых отходов возможно получение тепловой и электрической энергии, сокращение до минимума расстояния между местом сбора ТБО и мусоросжигательным заводом (МСЗ). Однако наряду с этими положительными показателями„ сжигание отходов сопровождается образованием дымов, содержащих различные загрязняющие атмосферу вещества.
В этой связи все современные МСЗ оборудованы высокоэффективными устройствами для очистки отходящих газов (дымов) от твердых и газообразных загрязняющих веществ со стоимостью, достигающей 30% общих капзатрат на строительство МСЗ. За рубежом в ряде стран, где лимит земельных площадей представляет особо острую проблему, мусоросжигание нашло самое широкое распространение.
Изучение процесса горения ТБО в мусоросжигательных котлоагрегатах показало, что он протекает в две стадии: в твердой фазе (на колосниковой решетке) и в объеме топочного пространства. Колосниковая решетка является одним из важнейших элементов мусоросжигающей камеры (МСК). Наряду с механизацией процесса сжигания большое значение имеет шурующая способность колосниковой решетки, которая обеспечивает расшлаковку спекающихся частей слоя горящих отходов и их аэрацию. К колосниковым решеткам МСК предъявляются требования надежной работы при загрузке неподготовленными отходами с постоянно меняющимся морфологическим и фракционным составами; возможности эксплуатации при температуре в топочном объеме выше 800'С, приводящей к тепловой деструкции наиболее трудно раз- лагаемых и горящих компонентов отходов, минимального содержания органических составляющих (недожога) в остатках сжигания и стерильности их после сжигания; обеспечения максимально возможного КПД топки, чтобы требуемая температура в ней достигалась без сжигания дополнительного топлива и обеспечивалась высокая эффективность всего агрегата (если на установке тепло уходящих газов утилизируется); поступления минимального количества летучей золы в уходящие дымовые газы; нечувствительности к легкоплавким металлическим составляющим (олово консервных банок, отходы из алюминия и т.п.); эффективности сушки отходов в первой зоне решетки; разделения топочного процесса на отдельные зоны (сушки, воспламенения, горения и дожигания) при необязательном конструктивном разделении колосниковой решетки на эти функциональные участки; исключения ручного труда (подача отходов в топку, шуровка, золоудаление и т.п), Для реализации перечисленных требований имеется несколько видов колосниковых решеток.
Конкурентоспособными являются три типа решеток: поступательно переталкивающие, обратно переталкивающие и решетки валкового типа. Переталкивающие решетки как с прямой, так и с обратной подачей материала представляют собой системы, состоящие из подвижных и неподвижных колосников для перемещения и перемешивания отходов. Колосниковые решетки с прямой подачей (поступательно-переталкивающие решетки) имеют малый угол наклона (б — 12,5') и переталкивают Глава 9. Утилизация твердых бытовых отходов материал в сторону выгрузки шлака (в направлении перемещения материала). Колосниковые решетки с обратной подачей (обратно-переталкивающие решетки) имеют большой угол наклона (обычно 21 — 25') и переталкивают материал (нижний слой отходов) в сторону, противоположную выгрузке шлака и перемещению отходов.
При этом часть горящего слоя отходов возвращается к началу решетки, что интенсифицирует процесс горения. Принципиальные схемы колосниковых решеток приведены на рис. 9.4. Переталки вающие колосниковые решетки обеспечивают движение ТБО вдоль решеток. На этой системе удается получить хороший эффект шуровки при интенсивном переворачивании отдельных частиц отходов, что предотвращает кратерное горение, несмотря на неоднородность отдельных фракций (различная интенсивность горения отдельных Фракций). В результате перемешивания быстро и медленно горящих частей отходов достигается сравнительно равномерное их выгорание. Этот эффект еще больше повышается пугем установки последовательно нескольких ступеней наклонно перегалкивающих решеток — каскада (рис.
9.4, а). Однако наряду с интенсификацией процесса сжигания отходов при их падении с одной решетки на другую возрастает вынос гвердых частиц, что приводит к увепичению уноса из топки, следовагельно, требует более эффективной системы газоочистки. Другим примером конструкции гопки с шурующим эффектом явля- $50 ется обратно переталкивающая колосниковая решетка (рис. 9.4, г), на которой сжигание происходит более интенсивно, чем на обычной переталкивающей решетке. Большая эффективность достигается за счет нижнего воспламенения отходов. Полотно колосниковой решетки имеет наклон в сторону выгрузки шлака, и отходы под действием силы тяжести сползают по ней вниз.
Решетка состоит из поочередно расположенных неподвижных и подвижных ступеней колосников. Движение подвижных ступеней происходит навстречу сползающему слою отходов, и горящие части отходов, попадая под слой отходов, создают очаги нижнего зажигания.
На установках малой и средней производительности применяют системы с опрокидывающими колосниками (рис. 9.4, б). Выполненные в виде сегментов колосники решетки объединены в группы, каждый второй ряд периодически опрокидывает горящие отходы, что создает весьма эффективную шуровку. Использование этой системы особенно оправдано при сжигании целлюлозосодержащих отходов (бумага, дрсвесина и т.д.). Подобная система создана в США (система Никольс), где содержание целлюлозосодержащих отходов в ТБО особенно велико.
К недостаткам перечисленных конструкций (переталкивающих, обратно переталкивающих, с опрокидывающими колосниками) относят сложность их кинематических схем, а также работу колосников в условиях высоких температур, что требует изготовления их из высоколегированных сталей или чугуна. Часть ИП. Технологические решения по утилизации твердых отходоо Рис. 9.4. Принципиальные схемы колосниковых решеток: а — каскад наклонно переталкиваюших решеток; б — опрокидываюшая; е — валковая; г— обратно переталкиваюшая; д — каскад цепных решеток; е — наклонно переталкиваюшая решет- ка с дожигаюшим барабаном К колосниковым решеткам с шурующим эффектом относятся также несколько последовательно включенных ступеней решеток, расположенных в виде каскада.
Успешная шуровка обеспечивается при падении материала с одной ступени на другую или при перемещении с одного валка на другой. Одним из вариантов каскадных колосниковых решеток является система цепных механических колосниковых решеток (рис. 9.4). Слой материала, находящийся на полотне решетки, с постоянной скоростью перемещается через топочное пространство. Отходы, имеющие разные свойства, сгорают неравномерно, создавая кратерное горение. Дутьевой воздух проходит через такие кратеры в больших количествах, в связи с чем на других участках полотна решетки, покрытых несгоревшими отходами, не хватает окислителя.
Это является основным недостатком системы из двух цепных решеток (наклонной и горизонтальной), а в странах Западной Европы — из 3 — 4 решеток (каскад). При пересыпании отходов с решетки на решетку слой отходов выравнивается. Однако каскадное расположение решеток при падении отходов с решетки на решетку приводит к повышенному пылению сжигаемых материалов, что увеличивает содержание твердых частиц (золы, недожога) в дымовых газах. На валковых колосниковых решетках отходы перемещаются за счет вращения отдельных валков, и в момент перехода их с одного валка на другой происходит шуровка отходов (рис.
9.4в). 451 Глава 9. Утилизаиил твердых бытовых отходов Колосниковые решетки устанавливают в топках, стенки которых экранированы испарительными поверхностями — вертикальными рядами труб, по которым циркулируют вода и пар (вода в трубах закипает, когда их обтекают восходящие горячие газы). Ряды труб в определенной степени являются дополнительным изоляционным слоем (наряду с шамотом), что оптимизирует рекуперацию тепла и несколько упрощает запуск оборудования после остановки.
Камеру сжигания и нижнюю часть первого хода котла обмуровывают набивной массой. Сопла подачи вторичного воздуха располагают у выхода из камеры сжигания. Интенсивной подачей через них воздуха обеспечивают качественное его перемешивание с топочными (дымовыми) газами и тем самым хорошее выгорание вредных газообразных веществ.
В газоходах котлоагрегата последовательно устанавливают состоящий из стальных труб пароперегреватель (элемент парового котла, повышающий гсмпературу пара сверх температуры насыщения) и экономайзер (теплообменник) для предварительного подогрева, питающей котел воды за счет гепла выходящих газов. В зависимости от конкретных условий проектируют котлоагрегаты (бойлеры) горизонтального или вертикального типа. Посаедние более компактны и занимают меньшую площадь. Поверхности конвективного нагрева располагают либо в вертикальном ходе дымовых газов (в этом случае для очистки горизонтально расположенных в нем пучков труб устанавливают обдувочные аппараты, что приводит к увеличению объема отходящих газов), либо в горизонтальном ходе (свободно висящие пучки $52 труб очищают с помощью ударного механизма).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
