Оптимальное проведение процесса сжигания зависит от соблюдения технологических параметров: температуры в огневом реакторе, удельной нагрузки, рабочего объема реактора, дисперсности распыления, аэродинамической структуры и степени турбулентности газового потока в реакторе и др.
Сжигание производят в печах различной конструкции, основным элементом которых является колосниковая решетка, на которой собственно и протекает процесс. Пространство внутри печи разделено на несколько зон, где последовательно протекают процессы, в результате которых происходит сжигание отходов.
Процесс сжигания состоит из пяти стадий, которые, как правило, протекают последовательно, но могут проходить и одновременно. Это -- сушка, газификация, воспламенение, горение и дожигание.
В зоне сушки влага, содержащаяся в отходах, превращается в пар. Общая потребность в энергии на этой стадии состоит из двух составляющих: энергии, необходимой для повышения температуры до 100°С при атмосферном давлении (для подъема температуры воды с 20 до 100 °С необходимо 334 кДж/кг), и энергии, необходимой для превращения воды в пар (2260 кДж/кг). Температура других компонентов отходов не может превышать 100°С до тех пор, пока вода не превратится в пар.
На следующей стадии в зоне газификации происходит превращение горючих веществ в летучие компоненты.
Летучие газы, проходя по топке, попадают в зону воспламенения и загораются при 250°С. Распространение горения увеличивается при росте плотности и объема газового потока. После воспламенения летучие компоненты сгорают, причем дополнительный подвод тепла уже не требуется. Важно, чтобы "постель" (слой) сжигаемого материала была равномерной и имела нужную высоту. Учитывая, что отходы обычно засыпают в устройство для сжигания слоями высотой 100--120 см и что их объем сразу же уменьшается, нужно так проводить засыпку, чтобы всегда обеспечивалась равномерная плотность и необходимая высота слоя отходов, предназначенных для сжигания.
В зоне сгорания повышается температура отходов. Для полного их сгорания и охлаждения колосников в этой зоне необходим подвод достаточного количества воздуха, причем необходимо, чтобы отходы долго находились в зоне высоких температур. Если утилизируются сырые необработанные отходы, то период их полного сгорания составляет не менее 3 ч.
В зоне дожигания происходит охлаждение раскаленного шлака воздухом или водой до 250--350 °С.
В процессе сгорания 1 т твердых отходов в среднем образуется до 4000 м3 газообразных продуктов (в пересчете на 0 °С), в которых содержится от 20 до 100 кг летучей золы.
Промышленные отходы перед сжиганием должны пройти ряд подготовительных операций: дробление, гомогенизацию, дегидратацию и др.
На рисунке 4 представлена промышленная установка сжигания токсичных отходов, предназначенная для одновременного сжигания как жидких, так и твердых отходов предприятий машиностроения, химической и лакокрасочной промышленности, в технологических циклах которых используются различные токсичные вещества, эмульсии, растворители и нефтепродукты. А также очистка металлической тары и металлолома от остатков красок, смол и клеевых материалов.
Преимущества данной установки состоят в следующем:
Ш Сжигание различного вида отходов в четырехкамерной печи особой конструкции;
Ш Оптимальное ведение процесса путем регулирования параметров теплообразования и сжигания;
Ш Полное сжигание отходов с различной теплотворной способностью до стерильной золы;
Ш Сокращение объема отходов в 50-100 раз;
Ш Возможность переработки жидких негорючих отходов;
Ш Особенности технологического процесса и конструкция установки обеспечивают отсутствие в сбросных газах вредных веществ;
Ш Наличие эффективной системы газоочистки обеспечивает соблюдение предельно допустимых выбросов в атмосферу;
Ш Безопасная эксплуатация оборудования с помощью системы блокировок и контроля процессов сжигания и газоочистки;
Ш Использование тепла от сжигаемых отходов для нагрева воды или пара.
Рис 4. Установка для сжигания токсичных отходов
А1 - камера прокалки металлической тары; А2 - камера сжигания твердых отходов; A3 - камера сжигания жидких отходов; А4 - камера дожигания дымовых газов; Б1 - Б5 - баки; H1 - Н6 - насосы; С1 - скруббер; AT1 - АТ2 - теплообменники; В1 - вентилятор; К1 - узел загрузки; Т1 - тележка; Р1 - рекуператор; Ф1 - фильтр рукавный.
- сжатый воздух
- масла и нефтешламы
- техническая вода
- дымовые газы
Централизованный сбор, транспортировка, обезвреживание и захоронение неутилизируемых токсичных промышленных отходов обеспечивают эффективную санитарную очистку городов. Количество и разнообразие токсичных промышленных отходов в настоящее время так велико, что обезвреживание этих отходов на самих предприятиях экономически нецелесообразно. Все эти отходы из-за химических и физических свойств не могут быть обезврежены и уничтожены с соблюдением мер безопасности и охраны окружающей среды совместно с бытовыми отходами методом сжигания или складирования на полигонах, поэтому появилась необходимость создания региональных полигонов по обезвреживанию и захоронению неутилизируемых токсичных промышленных отходов
Полигоны для захоронения отходов являются природоохранными сооружениями, предназначенными для регулярного централизованного сбора, удаления, обезвреживания и хранения неутилизируемых отходов. Количество и мощность полигонов для каждого региона обосновывается технико-экономическими расчетами.
В составе полигона следует предусматривать:
Ш завод по обезвреживанию токсичных промышленных отходов;
Ш участок захоронения токсичных промышленных отходов;
Ш гараж специализированного автотранспорта, предназначенного для перевозки токсичных промышленных отходов.
Завод по обезвреживанию токсичных промышленных отходов предназначен для сжигания и физико-химической переработки отходов с целью их обезвреживания или понижения токсичности (класса опасности), перевода их в нерастворимые формы обезвоживания и сокращения объема отходов, подлежащих захоронению.
Участок захоронения токсичных промышленных отходов представляет собой территорию, предназначенную для размещения специально оборудо-ванных карт(котлованов), в которые складируются токсичные твердые отходы различных классов опасности, а также вспомогательных зданий и сооружений.
В соответствии с современными требованиями захоронение отходов должно быть оборудовано следующими отдельными инженерными сооружениями:
Ш уплотненным основанием из минеральных слоев в комбинации с искусственными материалами;
Ш проездами;
Ш сооружениями по сбору просачивающейся воды и ее очистке;
Ш сооружениями по сбору и утилизации вьщеляющегося газа;
Ш * сооружениями по защите ландшафта с помощью рекультивации земель.
Полигоны размещают в свободных от застройки, открытых, хорошо проветриваемых незатопляемых местах, на которых возможно выполнение необходимых инженерных работ. Вокруг полигона на расстоянии не менее 3000 м должна быть создана санитарно-защитная зона.
Полигон может располагаться на расстоянии не менее 200 м от сельскохозяйственных угодий и транзитных магистральных дорог и не менее 50 м от лесных массивов.
Место захоронения должно располагаться на незначительном удалении от главных транспортных магистралей и быть связано с ними дорогой хорошего качества.
Дефицит площади для захоронения отходов вблизи крупных городов можно уменьшить путем организации сети перегрузочных станций, где отходы должны сортироваться, измельчаться и накапливаться по видам. Это позволяет сократить их объем и использовать для захоронения более удаленные полигоны.
Полигоны размещаются на участках со слабо фильтрующими фунтами (глина, суглинок, сланцы и т. д.), имеющими коэффициент фильтрации не более 0,00001 см/с. Уровень фунтовых вод при их наибольшем подъеме должен составлять не менее 2 м от нижнего уровня захороняемых отходов (как правило, заглубленного на 7--15 м).
Главными конструктивными элементами участка захоронения отходов являются герметизирующая облицовка, защитный облицовочный слой, дренажный слой для фильтрата и верхнее покрытие. Для обеспечения герметичности применяют минеральные (глиняные) покрытия, полимерные пленочные материалы (например, полиэтилен высокого давления), покрытия из асфальтобетона, а также усиление почвы бентонитом.
Захоронение должно быть оборудовано надежной системой сбора и удаления фильтрата. Для обеспечения хорошего дренажа на все основание хранилища поверх герметизирующего покрытия укладывают высокопористый слой какого-либо материала, например щебня.
Приему на полигон не подлежат следующие виды отходов:
Ш отходы, для которых разработаны эффективные методы извлечения металлов или других веществ (отсутствие методов утилизации и переработки отходов в каждом конкретном случае должно быть подтверждено соответствующими министерствами);
Ш радиоактивные отходы;
Ш нефтепродукты, подлежащие регенерации
Технологическая схема работы полигона должна предусматривать следующие основные мероприятия, позволяющие регулярно и организованно, с соблюдением мер безопасности, удалять неутилизируемые токсичные промышленные отходы предприятий и организаций, обезвреживать их и надежно захоранивать, обеспечив защиту окружающей среды:
Ш организацию сбора неутилизируемых токсичных промышленных отходов на предприятиях-поставщиках;
Ш организацию транспортировки токсичных отходов на полигон;
Ш организацию приема, обезвреживания и захоронения токсичных отходов на полигоне.
При организации сбора токсичных промышленных отходов на предприятиях-поставщиках следует руководствоваться документом «Предельное количество накопления токсичных промышленных отходов на территории предприятия (организации)" и санитарными правилами «Порядок накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов".
Способ временного хранения отходов определяется их физическим состоянием и классом опасности веществ -- компонентов отходов. При наличии в составе отходов веществ различного класса опасности их следует относить к токсичным на основании нормативного материала
Временное хранение отходов необходимо осуществлять, как правило, в стационарных складах. Допускается временное хранение отходов на специальной площадке под навесом при соблюдении определенных условий.
Страницы: 1, 2, 3
