28.11.2002 12:59
В.И. Горбачев, директор Отдела энергетического машиностроения АО "ТЭНМА"
В настоящее время одной из сложных проблем экологии городского коммунального хозяйства становится ликвидация и обезвреживание твердых бытовых отходов (ТБО), количество которых с каждым годом возрастает. В России ежегодно образуется более 27 млн. ТБО, вывоз которых на загородные полигоны.захоронения становится экономически невыгодным и экологически опасным.
Как показывает практика промышленно развитых стран, одним из наиболее распространенных вариантов ликвидации ТБО является их термическое обезвреживание (сжигание) в специальных котельных установках с получением тепловой и электрической энергии для городских коммунальных нужд.
Строительство в городах РФ мусоросжигательных заводов (МСЗ) различной мощности позволяет решать важнейшие социальные проблемы связанные с защитой окружающей среды и использованием территории под различные сельскохозяйственные культуры, а также проблемы экономии энергетического топлива, особенно в условиях резкого повышения стоимости энергоносителей.
Мы предлагаем проектирование типового ряда МСЗ с технологическими линиями производительностью 3, 5, 10 и 15 т/час ТБО, оснащенных отечественным оборудованием, обеспечивающим не только термическое обезвреживание ТБО, но и комплексную очистку продуктов сгорания от вредных выбросов в атмосферу пылевых и газообразных составляющих.
Администрации городов рекомендуется в качестве подготовительного этапа к созданию МСЗ разработать схему санитарной очистки города. В случае, если такая схема была разработана ранее 1990 г., провести ее пересмотр и переработку.
В соответствии с требованиями природоохранных стандартов ЕЭС содержание вредных веществ в газовых выбросах не должно превышать 10 мг/м3 пыли, SO2 . 50, HCL .10, HF . 1, CO . 50, NOx . 200, диоксинов . 0.1 нг/м3. Общее содержание тяжелых металлов (окислов) должно быть не более 3 мг/м3, в том числе кадмия 0.1, ртути . 0.1, свинца 0.1 мг/м3.
Следует обеспечивать выдержку газовых выбросов при температуре 850 градусов в течение 2 секунд и более.
Высота трубы определяется исходя из местных условий.
Следует предусмотреть раздельное удаление и переработку шлака и золы. Это позволит извлекать из несгораемых отходов металл, а также получать эолоцементные растворы и изделия.
В качестве топлива при запуске, а также регулировании сжигания применяется природный газ. Использование излишков тепла предусматривается по двум вариантам: питанию городской теплосети и электросети.
АО "ТЭНМА" обеспечивает комплектную поставку всех видов оборудования, составляющего котельную и турбинную установки, систему очистки дымовых газов, оборудование сортировки и подачи ТБО в котлы, оборудование водоподготовки, утилизации золы и шлака, средства КИП и автоматики и т.д.
За справками обращаться по адресу:
103906, Москва, К.9, Нижнекисловский пер., д.5.
Акционерное общество тяжелого и энергетического оборудования (АО "ТЭНМА").
тел. 291.89.49, 291.89.94,
факс 203.47.77.
Плазменная переработка бытовых и промышленных отходов
А.А.Симонов, Генеральный директор ЭНТЦ ИРМ "ЭНТРАМ"
1. Основные принципы технологии.
В отличие от широко принятого способа утилизации бытовых отходов путем их сжигания с последующим захоронением негорючих остатков или более современного процесса разделения (сепарации) с медленным неполным окислением и разложением органики для получения утилизируемого горючего газа (пиролиз), плазменный процесс дает возможность существенно повысить температуру в зоне неполного окисления и разложения органики и, тем самым, не только ускорить реакции окисления и разложения, но и перевести в расплав негорючие компоненты, разделив их на оксидную шлаковую и металлическую фазы, которые по мере наслоения периодически выпускаются из агрегата.
Плазменный нагрев относительно небольшого количества газов и управление их составом не приведет к разбавлению отходящих горючих газов СО, Н2, СН и др.) балластными продуктами окисления (СО2, Н2О) и снижению их теплотворной способности, что позволит использовать их тепло для выработки перегретого пара или электроэнергии, компенсировав энергозатраты на плазменный нагрев. Повышенная температура в печи дает возможность отгонять ценные, сравнительно летучие металлы (цинк, свинец, олово и др.) и их соединения с кислородом и галлоидами и собирать их в виде товарного продукта (возгонов).
Процесс является экологически чистым благодаря высоким температурам, реализуемым в зоне реактора. В газообразных продуктах отсутствуют смолы, фенолы, и сложные углеводороды, загрязняющие отходящие газы. Зола, удаляемая из реактора в жидком состоянии, безопасна при захоронении. Шлаковый расплав при выпуске можно гранулировать и направлять в строительство, а металлический расплав использовать для выпуска сплавов, лигатуры, рафинированного передела.
Процесс технологической переработки мусора должен осуществляться в шахтной печи с верхней загрузкой подготовленного сырья. Влажность подготовленного мусора не должна превышать определенной величины. Соотношение и количество остальных компонентов не имеет значения. Для обеспечения непрерывности загрузки размер кусков мусора должен быть в пределах 15.20 см. В шахтной печи отходы подвергаются последовательному нагреву при Т от 2000 до 4500 градусов для разрушения и разложения органических компонентов. Эти же температуры обеспечивают расплавление неорганических компонентов и перевод их в расплав шлака и металла. Обработка ведется в зоне действия плазменных сопл с добавкой необходимого количества кислорода, расход которого регулируется по анализу отходящих от печи газов на СО2 (предельное содержание задается на уровне 1.2%), а также в потоке смеси плазмообразующего и выделяющихся при пиролизе газов на поверхности расплава (при температуре 1500.1600 градусов). Оба потока газа и расплава перемещаются в одном направлении, затем разделяются с отсечкой не успевшего перейти в газ твердого углеродистого остатка . он остается на поверхности расплава.
Содержащиеся в отходах сера и фосфор при восстановительной атмосфере в верхних горизонтах печи должны находиться в основном в элементарном виде и могут быть сконденсированы в специальной камере на выходе из печи или окислены в топке котла утилизатора; частично могут переходить в шлаковый и металлический расплавы.
Все летучие вредные компоненты, не выделенные в сборнике возгонов и конденсаторе доокисляются в топочной камере котла.утилизатора, а при их содержании, превышающим допустимые нормы,удаляются из выбросных газов за утилизатором известным способом.
Газы подают в горячий циклон для очистки от грубодисперсной пыли, затем в теплообменник для снижения температуры до 200.250 градусов и на тонкую пылеочистку, с которой могут направляться потребителю. Часть газов возвращается на плазмотроны, часть может сжигаться в объеме плазменной печи для увеличения тепловой мощности и производительности.
Опытная эксплуатация подобных установок показала, что при переработке бытовых отходов концентрации двуокиси углерода, окислов азота, пыли в отходящих газах в 8.12 раз ниже, чем при других способах утилизации, причем отмечено отсутствие неполного разложения отходов. Поток отходящих от печи газов имеет запас тепловой и химической энергии в 3.3.5 раза превышающий затраты плазменной печи на его образование и при наличии электростанции весь комплекс печного и механического оборудования, включая предварительную сушку мусора, может быть обеспечен собственной электроэнергией, а часть вырабатывает для продажи при больших мощностях и объемах перерабатываемых отходов.
Предлагаемая схема является новой и в замкнутом цикле для переработки отходов не проверялась, хотя ряд ее элементов, в частности шахта с плазмотронами для переработки металлургических промотходов реализована в Швеции, во Франции на плазменное дутье переведена доменная печь, в нашей стране подобные установки используются для плавки металла и переработки хвостов обогатительных фабрик.
Принимая во внимание большие капитальные затраты на разработку и производство плазменной установки предлагаем для заинтересованных лиц принять участие:
в разработке опытной установки на 1 Мвт;
в разработке документации установки с производительностью до 30 т сухого мусора в сутки с приобретением права на производство одной установки;
в разработке и серийном изготовлении промышленных установок и комплексов по переработке отходов;
совместную реализацию плазменных установок в России и за рубежом.
Принимая во внимание большие капитальные затраты на разработку и производство плазменной установки предлагаем для заинтересованных лиц принять участие:
в разработке опытной установки на 1 Мвт;
в разработке документации установки с производительностью до 30 т сухого мусора в сутки с приобретением права на производство одной установки;
в разработке и серийном изготовлении промышленных установок и комплексов по переработке отходов;
совместную реализацию плазменных установок в России и за рубежом.
Комплекс по утилизации твердых бытовых и промышленных отходов с использованием процесса Ванюкова
В.Ф. Денисов, к.т.н., руководитель проблемы
Отечественная разработка базируется на термической переработке отходов в интенсивно барботируемом расплаве в печи Ванюкова при относительно высоких температурах (1250-1450.С). Способ проверен на крупномасштабной полупромышленной установке в г.Рязани при загрузке реальных бытовых (влажностью 55-58%) и промышленных отходов.
В результате плавки образуются газы, содержащие продукты сгорания и разложения ТБО, шлак, состоящий из силикатов оксидов металлов, в случае наличия в шихте большого количества отходов, содержащих медь и другие тяжелые цветные металлы возможно образование донной фазы. Данная фаза отливается в слитки и отправляется на переработку. Шлак поступает после охлаждения и грануляции на строительные предприятия. Газы направляются на охлаждение в котел - утилизатор с образованием энергетического пара, затем на очистку от пыли, возгонов, вредных примесей и очищенные сбрасываются в дымовую трубу. Система газоочистки обеспечивает снижение концентрации компонентов ниже предельно-допустимых концентраций.
Принципиальное отличие разработанной технологии от существующих термических методов переработки:
не требуются дорогостоящие стадии предварительной сортировки, сушки и прессовки отходов;
не образуются вторичные отходы и отпадает необходимость захоронения токсичных зол и шлаков;
в процессе плавки полностью разрушаются органические составляющие, в том числе и особо ядовитые диоксины и фураны;
отсутствуют токсичные вещества на выходе из печи.
Кроме того, технология имеет следующие преимущества:
процесс плавки бытовых отходов ведется в автогенном режиме (без добавки топлива) на воздушно-кислородном дутье;
способ позволяет проводить совместную переработку текущих бытовых и промышленных (содержащих цветные металлы) отходов и накопленных на полигонах "лежалых" отходов;
низкий пылевынос - менее 1% от загруженных отходов;
конечными продуктами плавки являются пригодные для дальнейшего использования сплавы цветных металлов и шлаки (силикатосодержащие материалы) для стройиндустрии;
вторичное сырье используется для получения пара и электроэнергии (покрываются собственные нужды завода);
аппаратурная схема обеспечена высокоэффективным пылегазоочистным оборудованием.
В целом технология характеризуется чистотой, безотходностью производства, комплексностью использования сырья.
Вместе с тем процесс экономичен, так как дополнительно и высокорентабельно используется побочно получаемый от кислородной станции жидкий азот для переработки отработанных авто- и авиашин, аккумуляторов и отходов приборостроительной промышленности, а также для получения из сбросных газов сухого льда.
Процесс разработан институтом "Гинцветмет" совместно с Московским институтом стали и сплавов и Академией коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова. Организации-исполнители: Рязанский опытный металлургический завод, ПСО "Цветметэкология", НПО "Центрэнергоцветмет", НПО "Гипрокислород", МП "Артис М".
Гипроцветметом выполнено технико-экономическое обоснование на строительство завода производительностью 240 тыс. т ТБО в год (две технологические нитки) для г. Подольска Московской обл. Сроки строительства завода по новой технологии - 2-3 года, окупаемость капитальных вложений - 1,5-2,5 года.
Получено положительное заключение Государственной экологической экспертизы. Процесс защищен патентами Российской Федерации и зарубежными.
ГНЦ "Гинцветмет" и "Гипроцветмет" предлагает выполнение следующих видов работ по проектированию и строительству заводов по переработке твердых бытовых и промышленных отходов с использованием процесса Ванюкова:
выполнение ТЭО, проекта и рабочей документации на строительство мусороперерабатывающего завода;
обеспечение стройки строительными материалами (включая поставку металлоконструкций);
выполнение строительно-монтажных работ в объеме каркаса, фундамента и внутренней планировки зданий и сооружений;
инжиниринговые услуги по обеспечению строящихся объектов основным и вспомогательным оборудованием, кабельными и другими изделиями;
пуско-наладочные работы;
установление хозяйственных связей и размещение заказов потребителей на поставку готовой продукции
На удалённых базах ВМС США мусор утилизируют с помощью пиролиза
добавить ресурс
.gif){kind=small}
Переработка мусора:
ТБО и другие проблемы современности:
© Дизайн Студии РОМАрт, 2004.