Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 3 (1044950), страница 107
Текст из файла (страница 107)
:з« Выгрузка золы 461 гатов со стандартными решетками, снижению коррозионного действия хлора). Отсортированную и дробленую фракцию ТБО (топливо из отходов) загружают в переднюю часп печи. Охлаждаемые водой (защитная рубашка из труб) стенки печи выполнены из высоконикелистой стапи. Дутьевой воздух нагревают до 300 — 350 С и подают в печь в нескольких точках (на схеме показана одна).
Отходящие газы из печи направляют в циклон, где осаждают шлак. Температура в циклоне составпяет 750 — 800 'С, т.е. циклон частично выполняет функцию печи. Для рекуперации тепла в циклоне имеются грубы. Время пребывания отходящих газов в печи составляет около 4 сек. Печь характеризуется пониженным выходом шлака и летучей золы и является экологически наиболее чистым агрегатом из термического оборудования данного профиля. Энергетическое использование отходов при се эксппуатации характеризуется высокой эффективностью (615 кВт ч/т).
Сжигание-гази4икация в плотном слое кускового материала без его нри- Рис. 9.12. Реактор газификации в плотном слое кускового материала без принуди- тельного перемещиванвя и перемещения отходов нудительных неремешивания и перемещения. Разработан процесс газификации, характеризующийся высокой степенью использования энергетического потенциала сырья, подвергаемого термообработке (процесс назван сверхадиабатическим горением). Его осуществляют в реакторе (рис. 9.12) типа вертикальной шахтной печи с внутренним диаметром 1,6 м (внешний диаметр 2,5 м) и высотой 7,3 м, куда сверху загружают в соотношении 1: 0,4 отходы (преимущественная крупность — 200 мм) и инертный материал типа шамота (крупность от— 120 до +70 мм), а снизу подают газифицирующий агент — паро-воздушную смесь с температурой 60 — 80'С).
Шамот выполняет функцию теплоносителя и создает оптимальные условия для реакции газификации. Процесс проводят при относительно малых линейных скоростях потока и осуществляют в виде двух стадий: лзификации отходов (максимальная температура в реакторе составляет 1200 'С— в зоне несколько ниже середины реактора) и сжигания полученного синтез-газа (смесь водорода, оксида и диоксида углерода, азота и водя- Глава 9. Утилизация твердых бытовых отходов ного пара, в которой присутствуют углеводороды и аэрозоли пиролизных смол) в паровом котле с топкой при избытке вторичного воздуха. Продукты газификации (газ и шлак) выводят из реактора при температуре менее 150 'С, что характеризует весьма высокий тепловой КПД реактора.
Теплотворная способность синтез-газа при газификации обогащенной фракции ТБО составляет около 5000 кДж/м'. Перегретый пар из котла является питанием паровой машины с электрогенератором. Поскольку процесс паро-воздушной газификации проводят в плотном слое кускового материала при относительно малых линейных скоростях потока, в синтез-газе, который выводят из реактора сверху, практически отсутствует золоунос. Перемещение твердого материала в реакторе происходит под действием силы тяжести. Перемещаясь сверху вниз, магериал последовательно проходит зоны подогрева, сушки, пиролиза и газификации.
Получаемый в резульгате процесса шлак практически не содержит недожога. После выгрузки из реактора его подвергают грохочению для отделения от инертного материала, используемого в качестве оборотного. По массе исходных ТБО произвопительность одного реактора составляет 1,8 т/час, в случае газификации обогащенной фракции ТБО она возрастает до 2,7 т/час. В процессе газификации обогащенной фракции ТБО удельный расход дутьевого воздуха составляет около 5000 м'/т (в том чиспе первичное дутье — 1000 м'/т, вторичное дутье — около 4000 м'/т), вопяного пара — около 300 м'/т, элек- 462 троэнергии — около 40 кВт ч/т. Объем отходяших газов — около 5000 м'/т. По расчетам, производство электроэнергии составляет 330 кВт.ч/т газифицируемых отходов.
Крупность материала не более 200 мм (допускается крупность 250 мм для отдельных кусков бумаги и полимерной пленки) и его теплотворная способность не менее 1500 ккал/кг представляют основные требования к отходам, направляемым на газификацию. Эти требования обеспечивают на стадии обогащения ТБО введением в технологическую схему соответствующих операций, позволяющих также предотвратить попадание в процесс металлов, экологически опасных и некоторых других компонентов. Рассматриваемый процесс газификации по сравнению со слоевым сжиганием ТБО имеет следующие экологические преимушества: поскольку процесс проводят в плотном слое кускового материала при относительно малых линейных скоростях потока, в синтез-газе, выводимом из реактора сверху, практически отсутствует, как отмечено выше, золоунос (газы по пути своего движения проходят своеобразный фильтр). Учитывая, что на частицах летучей золы осаждается большая часть вредных примесей, в том числе тяжелых металлов (метаплы в виде изделий в термический процесс после сортировки не попадают, но в небольших количествах могут входить в состав макулатуры, синтетических и других материалов), предотвращение золоуноса с газами представляется важным преимуществом процесса газификации (по сравнению с охарактеризованными выше традиционными термическими технологиями).
Часть ИИ. Технопогические решения по утилизации твердых отходов Температура в зоне газификации составляет 1200 С, что обеспечивает полное разложение опасных органических соединений (в том числе диоксинов и фуранов) до безвредных и нейтральных. Необходимо отметить, что существует два основных пути образования дибензодиоксинов и дибензофуранов: первичное образование в термическом процессе при температурах 300 — 600 С и вторичное образование на стадии охлаждения дымовых газов при температурах от 250 до 450'С (реакции их образования происходят на поверхности частиц летучей золы в присутствии соединений хлора при катализе соединениями железа и меди).
Чтобы свести к минимуму вторичное образование диоксинов, в процессе газификации и в некоторых вариантах охарактеризованных выше технологий реализуют закалку отходящих газов (их быстрое охлаждение до 150'С). Учитывая малый золоунос, а также восстановительную атмосферу в реакторе (выше зоны газификации), можно констатировать, что вероятность'повторного образования диоксинов на поверхности частиц летучей золы после закалки очень мала. Одновременно восстановительная атмосфера предотвращает образование оксидов азота. 9.2.2.
Методы переработки ТБО при температурах выше телпературы плавления шлака Основными недостатками традиционных методов термической переработки ТБО являются большой объем отходящих газов (5000 — 6000 м' на 1 т отходов) и образование значительных количеств шлаков (около 25 % по массе или не менее 10% по объему), которые отличаются повышенным содержанием тяжелых металлов и по этой причине находят лишь ограниченное применение (в основном, в качестве пересыпного материала на свалках). Для использования в стройиндустрии эти шлаки должны быть обезврежены. Основным способом обезвреживания шлаков является их плавление (в электропечах, печах с газовыми или мазутными горелками и пр.) с последующим остекловыванием. В остеклованной форме токсичные вещества находятся в изолированном состоянии и нс вымываются из шлака после его измельчения.
Для снижения количества отходящих газов (и одновременно для улучшения их состава) и, как следствие, для сокращения затрат на весьма дорогостоящую газоочистку работы ведут в двух направлениях. В соответствии с одним из них с помощью сортировки сокращают по сравнению с общей массу ТБО, направляемых на термическую переработку, одновременно оптимизируя ее состав (с точки зрения гомогенизации, повышения и стабилизации теплотворной способности, снижения содержания вредных и балластных компонентов и по ряду других показателей).
По другому направлению совершенствуют собственно термический процесс (замена части дутьевого воздуха на кислород, оптимизация подачи дутья, применение комбинированных термических процессов «пиролиз-газификация» с использованием в качестве газифицирующего агента кислорода и энергетической утилизацией образующегося синтез-газа: температура в процессе газификации повышается до 1400 — 2000'С, что одно- 463 Глава У. Утилизация твердых бытовых отходов временно приводит к образованию расплава шлака). Для получения шлаковых расплавов непосредственно в процессе термической переработки ТБО необходимо обеспечить температуру выше температуры плавления шлаков(около 1300 С), что требует, как правило, либо использования кислорода, либо подвода дополнительной энергии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
