Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 3 (1044950), страница 106
Текст из файла (страница 106)
Барабанные печи используют в технологии «Пироксэл», реализующей трехстадийную термическую об- Часть ИП. Технологические решения по утилизации твердых отходов Рис. 9.9. Схема переработки отходов по технологии «Пироксэль: 1 — загрузочное устройство; 2, 4 — барабанныс лечи; 3 — промежуточная камера; 3 — электро- печь для плавки шлака; б — камера дожигания отходяших газов; 7, 8 — рсагентная очистка газов; р — реагентная станция; 10 — котел-утилизатор; 11 — рукавный фильтр; 12 — дымовая труба; 13 — дымосос; 14 — вентилятор подачи первичного дутья В практике мусоросжигания барабанные печи ранее часто использовали с целью дожигания продуктов сжигания ТБО на колосниковых решетках. Такие барабаны используют более чем на 70 заводах по сжиганию ТБО.
На этих заводах вращающиеся со скоростью 12 об/мин. барабанные печи установлены за каскадами на- клонно переталкивающих колосниковых решеток. Помимо дожигания несгоревшей части ТБО, в барабанных печах происходит дробление образующегося при сжигании ТБО шлака, который с помощью системы шлакоудалсния подают на пластинчатый конвейер и далее направляют в шлаковое отделение. 457 работку отходов: сушку до содержания влаги 20%; сжигание (либо пиролиз+сжигание) при температуре 900 'С и электрошлаковую обработку остатков сжигания при 1400 — 1500 С. Данная технология, названная пиролизно-металлургической переработкой, прошла достаточно длительные испытания на крупномасштабной опытной установке. Согласно одному из вариантов этой технологии ее первые две стадии осуществляют во вращающихся барабанах (рис.
9.9). В зону сушки подают горячие дымовые газы после их рсагентной очистки, а в зону горения — подогретый до 400 С дутьевой воздух. Образующийся шлак и дымовые газы поступают в электро- плавильную печь. Существенными недостатками данной технологии являются практически полная потеря металлов (выделяемый в ванне электропечи в виде донной фазы металлосодержащий продукт неизвестного состава получают после периодического слива струи расплава на поверхность вращающегося барабана в форме тонкого скрапа, не имеет сколь-либо значительных рынков сбыта), повышенный переход в газовую фазу при 1500 С опасных металлов (цинка, кадмия, ртути, свинца, олова и других) вследствие поступления в электропечь всех металлов, содержащихся в не подвергнутых предварительной сортировке псходных ТБО, а также высокие эксплуатационные расходы.
Глава 9. Утилизация твердых бытовых отходов Сжигание в печах кипящего свои. Сжигание в кипящем слое осуществляют за счет создания двухфазной псевдогомогенной системы «твердое— газ» путем превращения слоя отходов в «псевдожидкость» под действием динамического напора восходящего потока газа, достаточного для поддержания твердых частиц во взвешенном состоянии. Слой напоминает кипящую жидкость, и его поведение подчиняется законам гидростатики. Технология сжигания ТБО в кипящем слое впервые реализована в начале 80-х годов в Японии.
К середине 90-х годов этот метод получил достаточно широкое распространение (например, в Японии на его полю приходится около 25% ТБО, подвергаемых термической переработке). Считают, что сжигание в кипящем слое по экологоэкономическим параметрам в ряде случаев превосходит традиционное слоевое сжигание. Развитие этого метода в Японии прогнозируют и в будущем, в гом числе за счет модернизации усгаревших заводов. Печи для сжигания ТБО в кипящем слое обеспечивают наилучший режим теплопередачи и перемешивания обрабатываемого материала и по этим характеристикам превосходят котлоагрегаты с переталкивающими решетками.
Кроме того, аппараты кипящего слоя не имеют движущихся частей или механизмов. Однако необкодимость обеспечения режима псевпоожижения обрабатываемого материала накладывает ограничение на его гранулометрический и морфологический состав, а также на теплотворную способность, в связи с чем в ряде случаев процесс сжигания в кипящем слое (особенно в циркулирующем ки- 458 пящем слое) оказывается более дорогим, чем слоевое сжигание. Производительность печей для сжигания ТБО в кипящем слое составляет от 3 до 25 т/час. Преобладающие температуры сжигания — 850— 920 'С. В связи с более низкой (на 50— 100 С) температурой сжигания ТБО в кипящем слое по сравнению со слоевым сжиганием заметно снижается возможность образования оксидов азота за счет окисления азота воздуха, в результате чего снижаются выбросы ИО„с отходящими газами.
Кроме того, при сжигании в кипящем слое значительно легче связать кислые соединения серы и хлора путем добавки в топочное пространство порошков соединений кальция. В зависимости от характера псевдоожижения различают три модификации кипящего слоя: стационарный, вихревой и циркулирующий кипящий слой. Роль теплоносителя в системах кипящего слоя обычно выполняет тонкозернистый песок, частицы которого создают большую по сравнению с традиционным колосниковым сжиганием поверхность нагрева.
После разогревания леска с помощью запальной горелки до 750— 800'С начинают подачу в кипящий слой отходов, где последние смешиваются с песком и в процессе движения истираются. В результате хорошей теплопроводности песка отходы начинают быстро гореть равномерно во всем объеме кипящего слоя.
Выделяющееся при этом тепло обеспечивает поддержание песка в горячем состоянии, что позволяет работать в автогенном режиме без подвода дополнительного топлива для обеспечения режима горения, Часть ПП. Технологические решения ло утилизаиии твердых отходов Рис. 9.10. Сжигание отходов в стационарном кипящем слое: 1 — питатсль отходов; 2 — рсшстка с отверстиями; Я вЂ” камсра сжигания; 4 — горелка; $ — лутьевоя вентилятор; б — циклон; 7 — элсктрофильтр; 8 — дымосос; 9 — дымовая труба 459 Для сжигания ТБО в стационарном кипящем слое печи оснащают цилиндрической или прямоугольной гопкой, ограниченной снизу газораспределительной решеткой, конструкция которой обычно предусматривает возможность удаления шлака.
Кипение слоя дробленых ТБО в камере :жигания обеспечивает поток подогретого первичного воздуха. Вторичное дутье подают поверх кипящего :лоя (для обеспечения дожигания). Шлак вместе с частью песка выгружают снизу и подвергают грохочению ". целью регенерации песка. На рис. 9.10 приведена схема завода, на котором реализовано сжигание ТБО в стационарном кипящем слое.
Как видно из рисунка, проектно-компоновочные решения такого завода заметно отличаются от таковых заводов, на которых производят елоевое сжигание ТБО. Различают одно- и двухвихревой кипящий слой. Роль направляющего устройства, определяющего характер кипящего слоя, выполняют пластины, фиксированные с наклоном по отношению к желобу системы шлакоудаления, Под действием потоков воздуха происходит принудительное эллиптическое движение кипящего слоя. Первичный воздух подают в топку через несколько воздуховодов, причем скорость потока воздуха возрастает по направлению к желобу шлакоудаления.
Эффективность процесса сжигания отходов в кипящем слое в значительной степени обеспечивают следующие особенности конструктивного выполнения камеры сжигания: — фурменное днище камеры состоит из нескольких секций, через которые вводится различное количество дутьевого воздуха, чтобы обеспечить ожижение и вихревое движение слоя загрузки. Скошенная форма фурменного днища облегчает выгрузку; Глава У. Утилизация твердых бытовых отходов ерегре- тели Загру отход одзер одые гоми истку Дуть еда доздух Рис. 9.11.
Печь для сжигания отходов в циркулирующем кипящем слое — дефлекторы в верхней части топочной камеры обеспечивают направление вихревого движения, определяют степень расширения кипящего слоя и предотвращают вынос песка из слоя, благодаря чему удается удерживать точные геометрические размеры слоя; — два вращающихся в противоположных направлениях потока эллиптической формы, соприкасающиеся в середине, обеспечивают оптимальное распределение и ворошение отходов, благодаря чему достигается более чем 99 %-ное сгорание отходов и предотвращение подпора при загрузке новых отходов. Чтобы достичь полного сгорания летучих компонентов, в зону высокой турбулизации подают вторичный воз- Эффективное сжигание в печи обеспечивают хорошим контактом топлива из отходов с горячим песком (печь заполняют песком на 1/3 объема).
Материал постоянно циркулирует в системе печь — циклон, и по дух, который интенсивно перемешивается с горючими газами и способствует их полному дожиганию в выше расположенном реакционном пространстве, в котором поддерживается температура 850 'С (время пребывания газов в этой зоне составляет 5 секунд). Для регулирования температуры периодически осуществляется рециркуляция дымового газа. На рис. 9.11 схематично представлена печь-с циркулирующим кипящим слоем.
Печь запроектирована для завода производительностью 500 тыс. т/год, где установлены две печи производительностью 25 т/час каждая. Крупность загружаемого в печь материала — 100 мм, минимальная теплотворная способность — около 10000 кДж/кг (- 2450 ккал/кг). всей высоте печи поддерживается равномерная температура 830 — 920 С (относительно низкая температура способствует снижению выбросов оксидов азота на 25 — 40 % по сравнению с использованием котлоагре- Часть ЛП. Технологические решения по утилизации твердых отходов Загрузка о О« 4«« «с «« Я.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
