Термическое обезвреживание отходов: теория и практика, мифы и легенды — 2

Термическое обезвреживание отходов: теория и практика, мифы и легенды

В продолжение статьи, опубликованной в предыдущем номере, мы предлагаем посмотреть на отходы как на восполняемый источник энергии для нужд общества (рис. 1). В нашей стране основным препятствием для продвижения любой технологии термической переработки отходов с рекуперацией выделяемой при этом тепловой энергии, по нашему мнению, является отсутствие информированности населения о новых технологиях, действующих или разрабатываемых для этой области. Исполнительные органы, ответственные за государственную политику в данной сфере, не формируют общественное мнение по отношению к данной проблеме, да и сами они стоят перед выбором — депонировать и лихорадочно заниматься бесконечным поиском очередного места для полигона или цивилизованно сжигать отходы и получать дополнительные энергетические ресурсы.

Часть 1

На данном этапе развития мировой индустрии переработки отходов появился «запрет на захоронение тех отходов, которые можно сжечь, и на сжигание тех отходов, которые можно переработать». К отходам, которые можно переработать термически, относится прежде всего большая часть твердых бытовых отходов (ТБО), а к отходам, для которых термическая переработка является единственным способом их обезвреживания, — медицинские и биологические отходы (МБО).

Для ознакомления с автотермическим процессом переработки отходов с рекуперацией тепловой энергии предварительно рассмотрим поэлементно все составляющие этого относительно малораспространенного когерентного производства.

ТБО и МБО как восполняемый источник энергии

ТБО и МБО как восполняемый источник энергии

Важно заметить, что объемы ТБО и МБО в нашей стране различаются на порядок. Создание небольших предприятий по переработке отходов термическим методом с использованием теплоты не привело к устойчивым экономическим результатам. Предварительные расчеты показывают, что автотермическая переработка отходов с одновременным производством электроэнергии и теплоты наиболее экономически эффективна при тепловой мощности предприятия около 25 МВт. Причем эффективность такого предприятия зависит как от стоимости отходов и производимой энергии, так и от затрат на транспортные расходы по доставке отходов. Масса отходов, сжигаемых на предприятии мощностью 25 МВт (на входе), в зависимости от их удельной теплоты сгорания может изменяться от 40 до 100 тыс. т/год (5–13 т/ч). Это относительно небольшое предприятие для переработки ТБО, однако для сжигания только МБО оно слишком велико даже в случае обслуживания такого города, как Москва. Например, для уничтожения МБО г. Владивостока и области на введенном в строй в 2007 г. предприятии эксплуатируются всего три печи (инсинератора): две производительностью по 150 кг/ч, одна — 1000 кг/ч (общая масса перерабатываемых отходов — около 10 тыс. т/год). Очевидно, экономически эффективное сжигание МБО с использованием теплоты возможно только на предприятиях с одновременной переработкой и ТБО.

В то же время из-за совершенно несовместимых нормативов по доставке, разгрузке, хранению ТБО и МБО, практически исключающих совместное одновременное сжигание этих отходов в одних и тех же установках, предприятие по переработке отходов и утилизации вырабатываемой тепловой энергии должно располагать соответствующими печами и технологиями их использования.

Экологически чистая термическая переработка отходов является весьма дорогостоящим процессом. Затраты на сжигание 1 т ТБО в Москве оцениваются в 3 тыс. руб. Стоимость оборудования предприятия по переработке отходов с одновременным производством энергии составляет порядка 30 тыс. руб./кВт электрической мощности, то есть при электрической мощности турбины 7,5 МВт, соответствующей 25 МВт химической энергии поступающих отходов, составит 225 млн руб. Стоимость природного газа, сжигаемого на обычной ТЭЦ той же мощности, составила бы не менее 65 млн руб./год. Эксплуатационные затраты по сжиганию соответствующего количества ТБО оцениваются в 150 млн руб./год, плата за утилизацию таких отходов — в среднем 250 руб./т, 17,5 млн руб./ год. Стоимость выработанной электроэнергии для внешнего потребителя составит 180 млн руб./год. О преимуществах автотермического метода переработки отходов можно судить по основным экономическим показателям, которые сведены в таблицу 1.

Таблица 1. Основные экономические показатели переработки отходов с применением различных видов топлива
Показатели Предприятие по автотермической переработке отходов 70 тыс. т/год Предприятие по термической переработке отходов с применением природного газа 70 тыс. т/год
Эксплуатационные расходы 150 млн руб./год 150 млн руб./год
Платежи за размещение отходов 17,5 млн руб./год 17,5 млн руб./год
Стоимость выработанной электроэнергии 180 млн руб./год 180 млн руб./год
Стоимость используемого природного газа 65 млн руб./год

В указанной таблице мы не учитываем совместную термическую переработку ТБО и МБО, которая существенно улучшает экономические показатели. Таким образом, предприятие по сжиганию отходов мощностью 25 МВт с утилизацией теплоты будет экономически рентабельным. При указанном тарифе за переработку, который для ТБО устанавливает муниципалитет города, срок окупаемости предприятия составит около 5 лет, при повышении платы за переработку отходов до 500 руб./т, то есть в два раза, он снизится до 3,5 лет, что уже является приемлемым для современного экономического уровня страны и населения. Очевидно, что перерабатывающие ТБО предприятия без утилизации теплоты не могут быть рентабельными, что и подтверждается практикой работы таких заводов, которые без достаточной поддержки городских муниципалитетов вынуждены закрываться.

Для повышения рентабельности использования отходов в последние десятилетия получило распространение сопутствующее сжигание, например, отходов автомобильных шин в цементных вращающихся печах, позволяющее существенно уменьшить расходы природного топлива. Так, при производстве 1 т цемента в Японии, одной из наименее энергозатратных стран, утилизируется до 350 кг отходов. При этом одновременно решаются проблемы зольных и шлаковых отходов, которые переходят в состав цемента. Исследования теплотехнического использования измельченных и жидких отходов (пластик, отработанное масло, тротил из списанных снарядов и пр.), подаваемых в горн доменных печей, дали положительные результаты. Однако сопутствующее использование горючих отходов позволяет переработать лишь относительно небольшую часть отходов.

Цена за обезвреживание МБО, принятая авторами в данной статье, не привязана к рыночной (т. к. является существенно заниженной) и взята равной 10 тыс. руб./т для простоты и наглядности расчетов. Переработка МБО совместно с ТБО существенно повышает рентабельность предприятия и уменьшает срок его окупаемости.

Остановимся последовательно на теплотехнических характеристиках отходов, на обосновании выбора печей, особенностях их эксплуатации, позволяющих обеспечить экологически эффективную и высокотемпературную бестопливную переработку отходов с утилизацией теплоты.

Для дальнейших расчетов мы рассматриваем использование отходов с низшей теплотой сгорания на рабочую массу 0,25–0,5 кг условного топлива на кг отходов (далее кг у. т./кг). Бытовые отходы, из которых отобраны негорючие компоненты, по различным сведениям, обладают теплотой сгорания от 0,42 до 0,61 кг у. т./ кг. Колебание теплоты сгорания МБО относительно невелико, и она в среднем составляет около 0,5 кг у. т./кг. Теплота сгорания отходов автомобильных шин — от 1 до 1,3 кг у. т./ кг.

Теплота сгорания отходов определяется химическим составом их горючей составляющей, долей твердых негорючих компонентов и содержанием влаги. Важнейшей теплотехнической характеристикой отходов, подвергаемых тепловой переработке, является жаропроизводительность (tмакс) — максимальная температура, развиваемая при полном их сгорании в теоретически необходимом объеме воздуха при температуре отходов и воздуха 0°С. Например, для сухих ТБО с QHP (теплота сгорания) = 0,6 кг у. т./кг жаропроизводительность составляет около 2050°С; для тех же ТБО с влажностью W = 50% теплота сгорания снижается до QHP = 0,28 кг у. т./кг, а жаропроизводительность до tмакс = 1480°С. Важно заметить, что в рассмотренном примере с увеличением влажности ТБО от 0 до 50% теплота сгорания снизилась на 56%, а жаропроизводительность — только на 28%. Очевидно, повышение влажности рассмотренных ТБО до 50% не является препятствием для их эффективной высокотемпературной переработки в печах с хорошей теплоизоляцией без применения дополнительного топлива. Это косвенно подтверждается целым рядом источников [2, 3].

Отмечается также, что если принять низшую теплоту сгорания на горючую массу ТБО в пределах 0,65— 0,72 кг у. т./кг, отходы (Wp (влажность) = 50%, Ар (зольность) = 25%, С (содержание углерода) = 25%) могут самостоятельно гореть при снижении теплоты сгорания вплоть до QHP = 0,12–0,14 кг у. т./кг. Однако жаропроизводительность в этом случае не превысит 1000°С, что полностью исключает бестопливное сжигание отходов, отвечающее современным энергоэкологическим требованиям, то есть сжигание с достижением температуры газов 1250— 1300°С и выше.

В подавляющем большинстве случаев ТБО перед сжиганием должны подвергаться сортировке, прежде всего — удалению из них металлов, а также измельчению и в определенных случаях сушке. Измельчение играет важную роль при загрузке отходов в печь, а также, благодаря увеличению поверхности сжигаемого материала, эффективно влияет на процессы горения и теплообмена. Измельчение до так называемых чипсов (10–50 мм) и гранулята (1–0 мм), а тем более порошка (меньше 1 мм) — весьма энергоемкий процесс. Энергозатраты при измельчении до чипсов и гранулята достигают 50 кВт ч/т. Очевидно, что такие затраты на измельчение отходов не всегда оправданны. Измельчение до чипсов технологически требуется при самогерметизирующейся загрузке МБО в печь с помощью шнека, при загрузке ТБО с использованием толкателя достаточно измельчения до кусков размером 50–200 мм.

При сжигании на мусороперерабатывающем предприятии ТБО, поступающих в городских контейнерах с сортированным бытовым мусором, из которого извлечены металлические предметы, батарейки и аккумуляторы, стекло и другие негорючие материалы, а также пластик, какаялибо дополнительная подготовка отходов может быть полностью исключена. Однако в России такой подход к сбору бытового мусора пока не нашел распространения, и до тех пор, пока не сложится правильная организация раздельного сбора, на предприятиях по переработке необходимо проводить все операции по подготовке отходов к сжиганию. С этой целью могут использоваться: системы магнитной и индуктивной сепарации, ручного отбора пластика и неметаллических негорючих отходов — кирпича, стекла, штукатурки, аккумуляторов, батареек и пр. Поступающие отходы предварительно выгружаются в крытые приемные стационарные или передвижные бункеры-накопители, оборудованные затворами и питателями для регулирования выпуска из них отходов. Измельчение ТБО должно производиться вслед за их сортировкой. После измельчения размеры кусков ТБО могут составлять 50–200 мм. В завершающей стадии отходы при необходимости сушатся, например, на крытом конвейере с использованием горячего воздуха, вырабатываемого самим же предприятием.

Особый случай — подготовка и загрузка МБО. Эти отходы должны поступать в закрытых контейнерах, загружаться в печь без сортировки прямо из контейнеров.

Все печи, наиболее пригодные для термической переработки отходов и производства энергии для утилизационной ТЭЦ, можно условно разбить на три группы:

  • высокопроизводительные высокотемпературные плавильные печи с сопутствующим получением товарной продукции;
  • высокопроизводительные вращающиеся печи;
  • камерные высокотемпературные печи относительно небольшой производительности.

Первые две группы печей прежде всего предназначены для переработки ТБО, последняя — для переработки МБО и ТБО.

Первая группа печей, несмотря на положительные результаты испытаний на нескольких пилотных установках, пока не нашла промышленного распространения. Так, объединенным инс тит у том высоких температур РАН и АОЗТ «Резонант» был разработан способ переработки отходов в высокотемпературной шахте. Испытания провели на небольшой рекоструированной доменной печи с подачей горячего воздуха на уровне жидкой шлаковой ванны. В США (фирма «Андко-Торекс», г. Буффало) в течение 6 лет работала реконструированная доменная печь производительностью 2,8 т отходов/ч (24 тыс. т/год). Ее экологические показатели соответствовали современным требованиям. В печь через горн дополнительно загружали пластмассу, отходы шин и другие отходы. Отмечена была невозможность эксплуатации печи в автотермическом режиме, то есть без добавки в шихту до 100 кг угля на 1 т перерабатываемых отходов. Кроме того, без добавки угля в шихту она часто зависала («козлилась»), что приводило к остановке печи. В шихту также вводили определенное количество известняка, и это способствовало поглощению шлаками серы и галогенов. Шлаки использовались для производства облицовочных плит.

Институтами «Гинцветмет» и МГИСиС совместно с другими российскими организациями была разработана технология утилизации ТБО и промышленных отходов на основе их сжигания в барботируемом расплаве шлака (принцип Ванюкова) [5]. Разработаны установки производительностью от 30 до 240 тыс. т отходов/год. Пилотная установка была построена и испытана при переработке ТБО в г. Рязани. Отмечается отсутствие (!) в отходящих газах диоксинов и фуранов, остальные микропримеси улавливались в типовой для заводов цветной металлургии пылегазоочистной системе. Авторы установки уверены, что предложенная система может эффективно эксплуатироваться в автогенном режиме без проведения предварительной сортировки отходов и окупится при оптимальной производительности и утилизации теплоты с выработкой электроэнергии за 4–5 лет.

Важно подчеркнуть, что установки на основе доменных печей или барботажных реакторов рентабельны только при относительно больших объемах производства — от 100 тыс. т/год. Их эффективное автотермическое использование предполагает наличие кислорода. Производство кислорода на небольших кислородных станциях — очень энергозатратный процесс. Так, например, на крупных кислородных станциях (35–70 тыс. м3/ч) металлургических комбинатов только прямые текущие энергозатраты производства 1 м3 кислорода составляют 0,5 кВт/ч. В то же время на установках на порядок меньшей мощности, которые можно считать характерными для предприятий по автотермической переработке отходов в доменных печах и барботируемом расплаве, они составляют 2–5 кВт*ч/м3. Энергозатраты на производство кислорода и его применение в установках переработки отходов по энергетическим показателям равны затратам на применение равного с ним по объему природного газа. Таким образом, производство кислорода становится экономически нецелесообразным. Значительное же укрупнение перерабатывающих предприятий, безусловно, удаляет их от мест образования отходов и значительно увеличивает транспортные расходы.

В целом можно заключить, что пока первая группа печей находится в стадии разработки и поиска оптимальных условий их эксплуатации. Нельзя отрицать положительную сторону их работы — возможность сопутствующего получения товарной продукции и решения проблем утилизации шлаковых отходов: при сжигании несортированных ТБО в шлак может переходить до 30% массы отходов.

Трубчатые (барабанные) вращающиеся печи обычно применяют для переработки ТБО с нагрузкой от 1 т/ч. Такие печи производительностью до 6 т/ч (50 тыс. т/год) и более достаточно широко используются в Западной Европе. В России вращающиеся печи для переработки отходов пока распространения не получили [2].

Вращающиеся высокопроизводительные и механизированные печи особенно широкое применение нашли в цементной и огнеупорной промышленностях. Обычно движение в таких печах противоточное. Подвергающийся обжигу материал движется навстречу потоку газов, которые образуются при сгорании топлива, подаваемого через горелку в разгрузочной части печи. В условиях мокрого способа производства цемента, шамота и др. для интенсификации процесса в начальных зонах движения сырьевого материала устанавливают теплообменные устройства — цепные завесы, ячейковые или лопастные теплообменники. Отношение длины к среднему диаметру таких печей достигает 40. Для сухих способов производства цемента и шамота это отношение не превышает 17. При переработке ТБО в таких печах важнейшей проблемой является их размягчение (плавление) отходов, налипание на футеровку печи и образование колец. Вслед за началом налипания и образованием кольца происходит лавинообразное увеличение его толщины и нарушение движения газов и материала. Для удаления колец печь приходится останавливать.

Во вращающихся печах для переработки ТБО движение газов и материалов чаще прямоточное. Это влияет на условия воспламенения и горения отходов. Автотермическое сжигание отходов при таком режиме движения полностью исключается. В торец загрузочной головки барабана при прямоточном движении подводится воздух и топливо (пылеугольное, газ или мазут). За счет сжигания топлива осуществляется подсушка отходов и их воспламенение. За зоной воспламенения происходит трудноконтролируемый процесс сжигания, и, учитывая неопределенность состава отходов, избежать налипания отходов практически невозможно. Остановка же такой печи в системе с котлом и турбогенератором без дублирования ее работы аналогичной другой печью или перевода утилизационного режима работы котла в режим со сжиганием ископаемого топлива недопустима.

При противоточном режиме сжигания ТБО во вращающихся печах избежать налипания отходов на кладку и остановок печи также невозможно. Причем в этом случае они территориально плохо компонуются с системами подготовки отходов и котлом ТЭЦ, значительная часть продуктов газификации выносится из печи. Лучшее же внутреннее использование теплоты образующихся продуктов горения при работе с ТЭЦ нельзя отнести к значительным достоинствам этого режима движения. Независимо от режима движения (прямоточного или противоточного), вращающиеся печи характеризуются низкой удельной тепловой и массовой нагрузкой топочного объема, высокими капитальными и эксплуатационными расходами. Из-за больших механических и термических нагрузок футеровка таких печей часто выходит из строя.

В целом можно констатировать, что в печах первой и второй групп нельзя организовать устойчивую термическую переработку отходов и работу систем утилизации теплоты без использования ископаемого топлива или кислорода. Оценочный средний расход топлива составляет не менее 30% химической энергии отходов, расход же топлива при остановках печей — 100%. В то же время при соответствующем решении возникающих при их эксплуатации технологических, экономических и экологических проблем эти печи являются наиболее универсальными для сжигания бытовых и промышленных отходов на крупнейших централизованных предприятиях с утилизацией теплоты. К основным нетехнологическим проблемам создания таких предприятий можно отнести высокие транспортные расходы по доставке к ним отходов и высокую концентрацию мусоросжигательных печей и полигонов для накопления отходов в одном месте.

Компоновка завода по автотермической переработке отходов

Компоновка завода по автотермической переработке отходов

При термической переработке отходов в целях не только их уничтожения, но и производства энергии практически без использования ископаемого топлива возникают особые требования, выполнение которых является обязательным условием пр от е к ания ког ер ентног о процесса — согласованного и стабильного сжигания отходов для производства энергии. Причем поскольку печи для сжигания отходов могут эксплуатироваться без ремонтных остановок существенно меньшее время по сравнению с продолжительностью гарантированной эксплуатации основного оборудования ТЭЦ, целесообразно одновременное использование такого количества печей, при котором остановка на ремонт любой из них не нарушит когерентной работы всей системы. С другой стороны, как уже отмечалось, для переработки ТБО и МБО на одном предприятии необходимо использовать печи с разными условиями предварительной подготовки и загрузки отходов.

При выбранной расчетной мощности ТЭЦ 25 МВт предлагаемым условиям отвечает одновременная работа от шести до восьми печей.

В соответствии с принятой общей мощностью ТЭЦ и количеством печей мощность одной печи по химической энергии поступающих на сжигание отходов принимается равной 500 кг у. т./ч, или 4,0 МВт. В зависимости от теплоты сгорания отходов такая мощность будет обеспечена при их расходе от 0,7 до 2,0 т/ч. Для ТЭЦ расход газов, поступающих в паровой утилизационный котел, при температуре 1250°С должен составить: (1,15—1,2)×25/(0,00156 ×1250) = 14,74–15,38 м3/с, или 53 000–55 400 м3/ч.

Поперечный разрез завода по автотермической переработке отходов

Поперечный разрез завода по автотермической переработке отходов

Принимаем средний расход газов (при нормальных условиях) 55 тыс. м3/ч. При сжигании отходов с коэффициентом расхода воздуха 1,3–1,5 этот объем будет образовываться при расходе перерабатываемых отходов, в зависимости от теплоты их сгорания, от 5 до 13 т/ч, что примерно соответствует 40–100 тыс. т/год, в среднем 70 тыс. т/год.

Агрегатная нагрузка камерных печей и топок со слоевым режимом сжигания твердых топлив и отходов обычно не превышает 1–2 т/ч [2, 4]. Максимальная проектная мощность подобных печей кратковременно достигает 5–8 т/ч, например, печь австрийской разработки «Шистл ГмбХ».

Тепловое напряжение в топках со слоевым режимом сжигания изменяется в пределах 0,5–1,5 МВт/м2 площади пода. Оно зависит от химического состава материала, его влажности и зольности, величины удельной макро- и микроповерхностей, температуры, скорости газов и содержания в них кислорода. После заброса отходов в печь процесс горения начинается с нагрева, испарения влаги и пиролиза (при 200—600°С) значительной части отходов, за которым последовательно протекает горение образовавшихся летучих веществ и горение остатка. При температуре более 900°С горение остатка протекает во внешне диффузионном режиме, то есть определяется скоростью подвода кислорода к поверхности горящего остатка. Для древесного угля, например, увеличение скорости воздуха от 0,01 до 0,5 м/с (при нормальных условиях) приводит к увеличению скорости низкотемпературного горения в два раза, при изменении размера частиц с 10 до 80 мм и температуре 800—950°С скорость горения увеличивается в десять раз [5].

Известная история топок со слоевым режимом сжигания отходов начинается с 1870 г., в еще более древний период подобные печи использовали для сжигания дров, торфа и угля. По данным [1], в результате сжигания МБО остается 3% золы, ожидаемая величина золошлакового остатка сортированных ТБО — от 3 до 8%.

Общий расход воздуха на печь мощностью 4 МВт при коэффициенте его расхода 1,3 составит около 6500 м3/ч, при коэффициенте расхода 1,5 — соответственно 7500 м3/ч. Каждая печь может обслуживаться одним вентилятором с импульсночастотным регулированием числа оборотов двигателя. Часть воздуха в вентиляторы может поступать из систем загрузки отходов.

Расход продуктов горения на выходе из зоны горения (при нормальных условиях) — около 4 тыс. м3/ч, температура 1000—1100°С, скорость на входе в газоотводящий коллектор 15–17 м/с, температура 1250—1300°С, содержание свободного кислорода — не менее 3%. Движение продуктов горения через систему из нескольких печей, как показано на рис. 2 и 3, обеспечивается одним дымососом. Изменением числа оборотов двигателя дымососа во всех однотипных печах с одинаковым режимом работы на уровне окна загрузки должно поддерживаться разрежение в пределах 10–25 Па.

Предприятие, изображенное в разрезе (рис. 3) и в плане (рис. 2), рассчитано на сжигание как ТБО, так и МБО. Для печи, работающей в автотермическом режиме при использовании таких разных отходов, изменяются лишь системы их загрузки. Теплотехнические возможности автотермических печей были протестированы на установке в г. Гагарине, являющейся полноценным представителем всего модельного ряда рассматриваемых камерных печей со слоевым режимом сжигания отходов. Подробные результаты испытаний печи мощностью 0,4 МВт будут изложены авторами в отдельной статье. Главный и безусловный вывод из результатов испытаний: в печи при автотермическом сжигании МБО и ТБО устойчиво может поддерживаться температура не менее 1250— 1300°С. При концентрации кислорода в отходящих газах 3% и более содержание СО не превышало 50 ppm, содержание NOх 100–250 ррm; сажа, летучие органические соединения (ЛОС) и другие органические соединения в продуктах сгорания полностью отсутствовали; концентрация диоксинов в эквиваленте 2, 3, 7, 8-ТХДД не превышала 0,1 нг/м3.

Таблица 1. Основные экономические показатели переработки отходов с применением различных видов топлива
Показатели Предприятие по автотермической переработке отходов 70 тыс. т/год Предприятие по термической переработке отходов с применением природного газа 70 тыс. т/год
Эксплуатационные расходы 150 млн руб./год 150 млн руб./год
Платежи за размещение отходов 17,5 млн руб./год 17,5 млн руб./год
Стоимость выработанной электроэнергии 180 млн руб./год 180 млн руб./год
Стоимость используемого природного газа 65 млн руб./год

Для лучшего понимания автотермической технологии мы рассматриваем возможную компоновку основного оборудования для предприятия по переработке ТБО и МБО с утилизационной мини-ТЭЦ мощностью 25 МВт.

На поперечном разрезе компоновки (рис. 3) видно, что продукты горения из камерной печи поступают в сборный коллектор, из него в радиационно-конвективный котел-утилизатор, далее в систему газоочистки, дымосос, и наконец, в дымовую трубу. В нижней части коллектора установлена атмосферная инжекционная горелка на природном газе. Ее роль чисто профилактическая, и использование газа предусматривается лишь при непредвиденных обстоятельствах: временный срыв поставки отходов, сбои в эксплуатации печей и пр. Мощность систем для подвода этого топлива принята 10% от тепловой мощности котла, то есть около 2,5 МВт, или 250 м3/ч. Для обеспечения такого расхода природного газа, например, при давлении 70 кПа может быть установлена инжекционная горелка системы «Стальпроект» В235/15.1. В связи с предусматриваемым подводом газа на предприятие, аналогичные горелки, но только меньшего размера (например, В65/4,2 на 35 м3/ч), могут быть установлены и на печах. Их использование будет связано только с разогревом печей перед пуском. Для подачи газа мы считаем возможным использование автономного источника природного газа.

Мы исходим из того, что потребитель теплоты (электроэнергии) в регионе имеется. Но он будет иметь свои особенности, а взаимодействие с ним будет зависеть от места расположения рассматриваемого предприятия, поэтому возможны варианты, вплоть до использования теплоты в собственном оранжерейном или рыбном хозяйствах. Примерная площадь участка для такого предприятия составит не более 4800 м2. Для такого нетрадиционного подхода к предприятиям по переработке отходов можно выделить две причины. Главная — на данном предприятии всегда есть избыток низкопотенциальной теплоты (это теплота конденсата после сушила, теплота выгружаемых шлаков, теплота отходящих газов, теплота подогретого воздуха и пр.), вторая причина связана с желанием чисто эстетической привлекательности для населения предприятия по переработке мусора.

Таким образом, при создании современных экологически безопасных предприятий переработки отходов с использованием автотермической технологии могут быть решены важные задачи для региональных систем обращения с отходами в субъектах РФ:

  • сокращение потребности в землеотводе под полигоны ТБО;
  • повышение экологической безопасности региональных систем обращения с ТБО;
  • снижение затрат регионального бюджета на содержание системы обращения с ТБО;
  • экономия природных энергоресурсов (природного газа, мазута);
  • получение дополнительных энергоресурсов за счет генерации тепловой или электроэнергии.

Заканчивая рассмотрение различных технологий и анализ перспектив развития процессов когерентного сжигания отходов с использованием теплоты, резюмируем следующее. Мы считаем, что на соответствующих предприятиях с мини-ТЭЦ целесообразно применение камерных печей со слоевым сжиганием отходов. В статье показаны технологические особенности разного типа печей и степень эффективности использования таких печей в когерентных системах с производством энергии при автотермической переработке ТБО и МБО.

Литература

  1. Белозеров А. В., Лунева Г. И. Новые технологии управления комплексом по уничтожению биоотходов. — Рециклинг отходов, 2008, № 3.
  2. Бернадинер М. Н., Шурыгин А. П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. — М.: Химия, 1990.
  3. Глинков М. А. Прокатные и кузнечные печи. — Свердловск—Москва: ОНТИ, 1936.
  4. Охлопков Ю. А., Корнеев В. В. Отходы как альтернативный источник топлива в цементной промышленности. — Энергия: Экономика, Техника, Экология«, 2008, № 6.
  5. Усачев А. Б., Роменец В. А., Баласанов А. В. и др. Переработка промышленных и бытовых отходов в агрегатах с жидкой шлаковой ванной. —Экология и промышленность России, ноябрь 1998.
  6. Силин В. Е., Рыжков А. Ф. Особенности низкотемпературного горения древесного топлива в современных энергоустановках. — Промышленная энергетика, 2008.

А. Г. Ершов, член Комитета по природопользованию и экологии ТПП РФ, эксперт Технического комитета № 349 «Менеджмент отходов» федерального агентства по метрологии и стандартизации, эксперт Комитета по вопросам имущественных отношений, землепользования, природных ресурсов и экологии Мособлдумы;

В. Л. Шубников, к. м. н., генеральный директор ЗАО «Экология обращения отходов», эксперт Рабочей группы по разработке модульного ряда автотермических установок типа «IMA» для обезвреживания медицинских и биологических отходов

Л. А. Шульц, д. т. н., профессор, академик Международной академии наук экологии, безопасности человека и природы.


Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий