 |
|
Технологія спалювання відходів у вихровому «киплячому» шарі.
Ще однією поширеною технологією, яка дозволяє ефективно спалювати відходи та інше низькоякісне тверде або рідке паливо – це технологія спалювання в киплячому шарі. Суть цієї технології: в нижній частині реактора, де відбувається основне горіння відходів, за рахунок відповідної подачі повітря, форми решітки та конструкції реактора формуються парні вихрові зони – вихровий “киплячий” шар – сукупність дрібних частинок, які (під дією висхідного потоку повітря) інтенсивно рухаються в об’ємі реактора.
У киплячому шарі до всіх часток палива надходить достатня кількість повітря. Це інтенсифікує процес горіння і сприяє більш повному згоранню відходів. В результаті ККД установки збільшується до 80–85% порівняно з технологією шарового спалювання відходів, де ККД складає 60–70%.
На рис. 2 наведено схему енерготехнологічної установки для термічної переробки відходів, в якій використано технологію спалювання відходів у вихровому киплячому шарі.
Рис. 2. Схема енергетичної утилізації ТПВ за технологією спалювання відходів у вихровому киплячому шарі
1 – реактор з киплячим шаром; 2 – котел-утилізатор; 3 – циклони; 4 – розпилювальний абсорбер; 5 – вузол подачі реагентів; 6 – рукавний фільтр; 7, 8 – газові пальники; 9 – бункер піску; 10 – перепускний бункер; 11 – елеватор; 12 – шнеки вивантаження; 13 – вібросито; 14 – шлаковий транспортер; 15 ... 18 – бункери твердих залишків; 19, 20 – бункери реагентів; 21 – резервуар для приготування вапняного молока; 22 – димосос рециркуляції відпрацьованих газів; 23 – димосос; 24 ... 26 – вентилятори повітря; 27 – турбоагрегат; 28 – димова труба.
Основні недоліки цієї технології:
- вузький діапазон робочих температур (750°С - 950°С), що ускладнює регулювання продуктивності котла; (якщо температура шару опускається нижче 750°С, горіння стає нестійким. Якщо температура піднімається вище 950°С, в шарі починається утворення шлаку. Обидва варіанти можуть привести до зупинки котла);
- конструкція реакторів з киплячим шаром є більш складною, ніж печей для шарового спалювання відходів; (тому для їх роботи необхідно використовувати додаткове обладнання);
- необхідність використання складної автоматичної системи управління.
Піроліз відходів
Ще один спосіб термічної утилізації відходів – це піроліз, який, на відміну від спалювання, відбувається майже без доступу повітря. Піролізомназивають процес розпаду органічної речовини при нагріванні в інертному середовищі у місткості із зовнішнім нагрівом. На відміну від спалювання відходів (де основним продуктом фактично є теплова енергія), піроліз – це процес зрідження та газифікації відходів. У процесі піролізу із твердої органічної речовини, а також вуглецевмісної неорганічної речовини утворюються рідкі вуглеводні з більш низькою молекулярною масою (головним чином, смоли), горючі гази (метан, водень, оксид вуглецю), твердий залишок (пірокарбон). Склад продуктів піролізу залежить від складу відходів і температури розкладання.
Піролізні установки в залежності від температурного режиму процесу поділяють на:
– низькотемпературні (450 ... 500°С), що характеризуються мінімальним виходом газу, максимальною кількістю смол і твердих залишків;
– середньотемпературні (до 800°С), що характеризуються збільшеним виходом газу і зменшеною кількістю смол і масел;
– високотемпературні (900 … 1050°С), що характеризуються максимальним виходом газів і мінімальною кількістю смолоподібних продуктів.
На рис. 3 наведено принципову схему установки високотемпературного піролізу.
Рис. 3. Схема установки високотемпературного піролізу
1– приймальна воронка; 2 – затвори; 3 – конденсатор рідких продуктів; 4 – дросельні заслінки; 5 – вентилятор; 6 – газоаналізатор; 7 – димосос; 8 – система газоочищення; 9 – сопло подачі підігрітого повітря; 10 – підігрівач повітря; 11 – водяна ванна; 12 – швель-шахта; І, II і III, IV – напрямки руху відповідно конденсату, піролізного газу, димових газів і повітря
Отримані в результаті піролізу компоненти (газоподібні і рідкі продукти) можуть бути використані в якості низькоякісних енергоносіїв. Твердий залишок (пірокарбон) може використовуватись у будівельній промисловості.
Недоліки технології піролізу: хоча кількість забруднюючих речовин, що виділяються при піролізі, значно менша від тих, що виділяються при спалюванні відходів на ССЗ, проте утворені шкідливі речовини потребують спеціальних методів знешкодження; відбувається втрата ресурсоцінних компонентів; труднощі, які виникають при зберіганні і транспортуванні отриманого продукту, а також при регулюванні самого процесу; висока вартість обладнання та значні експлуатаційні витрати.