08.01.2003 10:01
ХРОНОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ КИПЯЩЕГО СЛОЯ
В 21-м веке, ожидаются коренные изменения в обращении с отходами. Технологии газификации и плавления, когда избыточное тепло от сжигания используется для деструкции диоксинов и расплавления золоостатков, получающихся при сжигании, должны стать основными при обращении с обычными отходами. Методы химического рециклинга должны использоваться для конверсии смеси отходов на основе пластмасс в химические ресурсы. Должен возрасти спрос на высокоэффективную выработку электроэнергии (КПД выше 30%) за счет избыточного тепла от сжигания отходов.
С другой стороны, будут реализовываться разработки по высокоэффективной выработке электроэнергии за счет сжигания угольного топлива с помощью технологии PFBC (сжигание в находящемся под давлением кипящим слое) и IGCC (комбинированный объединенный цикл газификации угля), причем будет повышена предельная эффективность технологии PFBC.
Следует ожидать прорыв в технологии кипящего слоя применительно к мусоросжиганию и сжиганию угольного топлива, предполагается неизбежная модернизация технологий барботирующего и циркулирующего кипящего слоя.
В течение 20-ти лет фирмой ⌠Эбара■ было разработано 4 вида технологий, а в области газификации за 4 года было разработано 3 вида технологий. Скорость разработки технологий возросла, и на этом фоне фирма "впервые обратилась к сущности технологии". "Отходы и угольное топливо" также рассматриваемые сферы при разработках технологии.
технологии кипящего слоя
1) SDP (установка стерильного размещения)
В 1974 г. Великобритания купила патент фирмы "Эбара", и с этого момента началась разработка технологии кипящего слоя. В настоящее время деятельность, главным образом, осуществляется на малогабаритных установках, 37 таких агрегатов эксплуатируется или находится в стадии строительства.
2) TIF (двойной внутренний вращающийся кипящий слой)
Обычно при сжигании отходов в устройствах с кипящим слоем их необходимо измельчать, но разработка данной технологии была проведена с целью того, чтобы не приходилось проводить измельчение отходов.
При работе мусоросжигательного устройства отраженный от стенок песок собирается в средней части, а затем оседает вниз, распространяясь по всему объему. При движении песка сбоку от него можно подавать отходы. Эта технология представлена немецкой фирмой "Лурги" в Италии в г. Макома (производительность 72 т/сутки), в столице Испании Мадриде (производительность 660 т/сутки), в Берлине (производительность 200 т/сутки), во Франции в г. Жуан (производительность 240 т/сутки), где установки уже работают; в Москве (производительность 990 т/сутки) и во Франции в Марселе (560 т/сутки) они находятся в стадии строительства.
3) ICFB (котел с внутренним циркулирующим кипящим слоем)
Обычно котел с барботирующнм кипящим слоем соединяется теплопроводящей трубой с камерой сгорания, в связи с чем затруднено регулирование при изменении нагрузки и возможна проблема износа теплопроводящей трубы. В данном случае камера сгорания работает по технологии двойного внутреннего вращающегося кипящего слоя, происходит управление общим коэффициентом теплопередачи, поэтому стало возможно по своему усмотрению использовать в качестве топлива и муниципальные отходы и уголь, и даже оказалось возможным свободно осуществлять регулирование температуры слоя.
Особенностью системы является высокая теплотворная способность отходов и угля. 18 установок находится в эксплуатации или в стадии строительства.
4) PICFB (котел с внутренним циркулирующим кипящим слоем под давлением).
Данная технология является модификацией предыдущей технологии ICFB. Новшеством является то, что устройство работает под давлением, и стало возможно при сжигании угольного топлива вырабатывать электроэнергию.
Позднее на базе этой технологии была разработана новая технология PICFG (газификатор с внутренним циркулирующим кипящим слоем под давлением).
Технологии кипящего слоя и газификация
1) TIFG (газификатор с двойным внутренним кипящим слоем).
Эта технология является полной копией технологии двойного внутреннего кипящего слоя, приспособленной для использования агрегата в качестве газификатора отходов, а тепло образующихся дымовых газов используется в следующем технологическом процессе плавильной печи с высокой температурой, когда одновременно происходит деструкция диоксинов и расплавление золоостатков.
Эта технология представлена швейцарской фирмой "ABB Enertech" (в ноябре 1998 г.). В 1999 г. эта технология получила престижную премию.
2) PTIFG (TIFG под давлением).
Эта система в идеале предназначена для конверсии смешанных органических отходов в химическое сырье, и полагают, что в 21-м веке она станет основной технологией. Фирма планирует проведение химического рециклинга при использовании кипящего слоя и газификации при высокой температуре (2-х ступенчатая система плавления и газификации под давлением), из отходов предполагается утилизация химического сырья в виде водорода и аммиака. Эта технология станет новым источником промышленного получения энергии (NEDO) "разработка технологии рециклинга отходов пластмасс" в качестве основного выбора.
3) PICFG (газификатор с внутренним циркулирующим кипящим слоем под давлением).
Эта технология является плодом разработки технологии PICFD. PICFG - это процесс с одной печью, в которой происходит газификация со сжиганием древесного угля при регулировании температуры слоя, т. е. это печь с тремя функциями PICFB. Данная технология предназначена для подавления выбросов диоксида углерода на ранней стадии.
PICFG характеризуется КПД выработки электроэнергии выше 51% при КПД передачи электроэнергии выше 48%, что существенно выше, чем у существующих угольных электростанций, при сокращении концентрации СО2 в дымовых газах на 30%, и кроме того удается эффективно сэкономить химическое топливо.
В будущем ожидается сочетание и применение трех технологий. 21-й век станет эпохой, когда спрос на эти технологии возрастет.
РАЗРАБОТКА СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПО ПРЕДСКАЗЫВАЮЩЕЙ МОДЕЛИ И С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗМЫТЫХ ФУНКЦИЙ
В последнее время, принимая во внимание экологические аспекты и повышение КПД выработки электроэнергии при сжигании муниципальных отходов в устройствах с кипящим слоем, все больший акцент делается на необходимости обеспечения устойчивости сжигания и поддержания различных технологических характеристик устройства. С точки зрения регулирования, признается, что оно должно обеспечивать высокую надежность, и наряду с использованием традиционного ПИД-регулирования (пропорционально-интегрально-дифференциального) по литературным данным известно, что появляются новые системы регулирования с использованием размытых функций и нейронных сетей.
Фирмой "Эбара" разработаны системы регулирования с использованием предсказывающей модели для давления пара за котлом-утилизатором и для количества сжигаемых муниципальных отходов с использованием размытых функций.
1. Регулирование давления пара за котлом-утилизатором по предсказывающей модели
Целью систем регулирования по предсказывающей модели (МРС) с использованием размытых функций является создание условий устойчивой работы при совместной работе с традиционной ПИД системой регулирования процесса сжигания муниципальных отходов путем создания так называемой каскадной структуры. Система регулирования по предсказывающей модели предназначена для стабилизации давления пара за котлом-утилизатором, а система регулирования с использованием размытых функций предназначена для стабилизации расхода пара за котлом-утилизатором.
Основой системы управления является существующая самостоятельная система регулирования с возможностью присоединения дополнительных блоков. Кроме того, для каждого мусоросжигательного устройства осуществляется регулирование по предсказывающей модели с использованием размытых функций с применением одного персонального компьютера.
При работе котла-утилизатора за мусоросжигательным устройством одной из проблем, которую приходится решать, является изменение приходящей в котел тепловой энергии вследствие неравномерной подачи отходов. Например, обычно при сжигании муниципальных отходов в мусоросжигательных устройствах с кипящим слоем в условиях стабильной работы в течение 20 минут происходит изменение давления и расхода пара за котлом-утилизатором. Такое изменение связано с тем, что при забрасывании краном отходов в мусоросжигательное устройство вследствие изменения их плотности меняется их теплотворная способность.
В связи с этим, предлагаемая система регулирования имеет цель в ответ на изменение давления пара за котлом-утилизатором в течение 20 минут взять за основу в соответствии с предсказываемой моделью о запаздывании регулируемого параметра по отношению к заданному значению производить коррекцию с тем, чтобы не происходило запаздывание и еще больше не снижалось бы давление пара. Кроме того, при регулировании числа оборотов питателя отходов оказывается непосредственное воздействие на количество вырабатываемого тепла за котлом-утилизатором и одновременно снижается величина изменения расхода пара, что приводит к повышению устойчивости сжигания отходов и выработке электроэнергии, т. е. следует ожидать повышения надежности мусоросжигательного устройства.
Предсказываемая модель представляет собой одно целое с мусоросжигательной установкой и существующей системой регулирования, и по отношению к давлению пара за котлом-утилизатором она предсказывает величину выходного параметра для котла-утилизатора, которая представляет собой входную величину с заданным значением, которое вводится в систему числовой модели. Система регулирования по предсказываемой модели представляет собой сочетание модели ступенчатого реагирования и модели импульсного реагирования, и поэтому она может гарантировать высокую точность поддержания регулируемого параметра.
Для выявления реакции на изменение технологических параметров установки и качества сжигаемых отходов в зависимости от времени года была разработана числовая модель.
Данная система регулирования была применена на реальном мусоросжигательном устройстве. Для проведения оценки было произведено сравнение числовых данных параметров при изменении технологического режима установки. При применении данной системы регулирования собирались данные о параметрах, соответствующих и не соответствующих заданию, на протяжении 6 часов непрерывной работы, которые представлены в табл. 1 и 2. Согласно этому примеру, заданное значение давления пара с котла-утилизатора составляет 2,95 MПа, а заданное значение давления пара ≈ 23 тонны в час, а прочие заданные технологические параметры находились в допустимых пределах.
Таблица 1. Воздействие МРС на давление пара за котлом-утилизатором
Среднее значение давления пара PV
Реальное отклонение
Воздействие, %
Только при существующей системе регулирования
2,947
0,0287
Регулирование с использованием МРС
2,948
0,0212
26,13
Таблица 2. Воздействие МРС на расход пара
Средний расход пара
Реальное отклонение
Воздействие, %
Только при существующей системе регулирования
23,04
0,704
Регулирование с использованием МРС
23,01
0,514
27,0
При использовании предложенной системы регулирования осуществляется коррекция при отклонении параметра от заданного значения, причем в случае 20-ти минутного изменения технологических параметров отмечается тенденция к снижению отклонения. Просматривается тенденция к снижению отклонения и применительно к расходу пара.
2. Регулирование количества сжигаемых отходов с использованием размытых функций
Ранее при регулировании количества сжигаемых отходов обслуживающий персонал обычно вручную осуществлял регулирование заданной величины расхода пара за котлом-утилизатором. При этом в каждый момент времени необходимо было поддерживать соотношение между количеством сжигаемых отходов и технологическими параметрами мусоросжигательного устройства, и тогда результаты регулирования находились в зависимости от действий обслуживающего персонала. Поэтому цель работы данной системы регулирования при автоматизации процесса состоит в снижении нагрузки на обслуживающий персонал и повышении точности регулирования количества сжигаемых отходов изо дня в день.
В соответствии с указанной выше целью, в отличие от прежнего способа регулирования путем действий обслуживающего персонала предлагается способ регулирования с использованием размытых функций. В сжатом виде в систему в качестве переменных вводится четыре показателя по отношению к количеству сжигаемых отходов и концентрациям компонентов продуктов сгорания, которые составляют четкую логическую систему.
Были исследованы результаты использования данной системы на реальном мусоросжигательном устройстве. С течением времени наблюдается сходимость предсказанного количества сжигаемых отходов по отношению к целевому показателю. При больших расхождениях между предсказанным и целевым значением концентрация компонентов отходящих газов и показатель количества отходов регулируются таким образом, чтобы оказывалось воздействие на амплитуду изменения расхода пара за котлом-утилизатором для предотвращения перерегулирования, что в реальности приводит к повышению устойчивости работы.
Таким образом, к существующей системе регулирования мусоросжигательного устройства, добавлены системы регулирования давления пара по предсказывающей модели и количества сжигаемых отходов с использованием размытых функций.
Обе системы регулирования фирмы "Эбара" были внедрены в чистом центре восточного района города Кибо на мусоросжигательном устройстве с кипящим слоем (строительство завершено в марте 1998 г).
ВНЕДРЕНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ СИСТЕМЫ ГАЗООЧИСТКИ НА МУСОРОСЖИГАТЕЛЬНОМ УСТРОЙСТВЕ С КИПЯЩИМ СЛОЕМ В ГОРОДЕ ГИФУ
В чистом центре Тобу в г. Гифу введена в эксплуатацию турбина, работающая на перегретом паре, входящая в комплект оборудования мусоросжигательного устройства для сжигания муниципальных отходов, действующего по принципу кипящего слоя.
Здесь работает три линии мусоросжигания, а сжигание отходов проводится эффективно, с соблюдением гигиенических требований, важным моментом является то, что безопасной и устойчивой работе способствует система кипящего слоя. Кроме того, способ сжигания отходов в кипящем слое дает возможность контролировать в продуктах сгорания концентрацию диоксинов с соблюдением стандартов по этому виду выбросов. Это достигается с помощью использования как низкотемпературного активного катализатора, так и активированного углерода для эффективного подавления диоксинов. Выявлено, что выбросы диоксинов находятся ниже уровня 0,1 нг-экв/нм3. В целом система характеризуется высоким уровнем надежности.
При этом следует отметить, что тепло продуктов сгорания муниципальных отходов используется для выработки перегретого пара, который эффективно преобразуется в электроэнергию с помощью турбины мощностью до 7000 кВт. Эта электроэнергия частично используется для собственных нужд завода, а избыток продается в энергосистему города.
Проектная производительность оборудования составляет около 300 т по отходам в сутки. В отходящих газах производится непрерывный мониторинг каждого загрязняющего компонента (пыль, SOx, NOx, HCl), благодаря чему эффективно поддерживается благоприятное состояние окружающей среды в городе.
В обычном эксплуатационном режиме на одной технологической линии вырабатывается 22 тонны пара в час, генерируемая электрическая мощность составляет 4000 кВт, из которых собственное потребление составляет 1500 кВт, в среднем за полгода выработка электроэнергии составляет 1100 тыс. кВт/час.
Одновременно на указанном мусоросжигательном оборудовании установлена система рециклинга, с помощью которой можно использовать вторичные ресурсы, которые содержатся, например, в таких видах муниципальных отходов как брошенные автомобили, проводить переработку крупногабаритных отходов, извлекая из них такие ценные компоненты, как черные металлы и алюминий, перед тем как подвергаемые сжиганию отходы попадут в приемное отделение мусоросжигательного устройства.
ВНЕДРЕНИЕ МУСОРОСЖИГАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА С КИПЯЩИМ СЛОЕМ ДЛЯ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОТХОДОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ МАТЕРИАЛОВ ОТХОДОВ В ЦЕНТРЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ГОРОДА КОСАЙ
Мусоросжигательная система с кипящим слоем фирмы "Эбара" и оборудование для рециклинга материалов отходов было использовано на заводе для сжигания муниципальных отходов в центре города Косай.
Система мусоросжигания включает в себя два мусоросжигательных устройства, каждое из которых имеет производительность по сжигаемым отходам, равную 60 тоннам в сутки. Это первое устройство в Японии, оснащенное противоточной абсорбционной колонкой, в которой используется активированный кокс для абсорбции диоксинов. Для всех элементов этой системы используются самые передовые технологии.
Оборудование для утилизации материалов отходов способно утилизировать 30 тонн материалов (металлы, пластики и стекло) в сутки и включает в себя различные устройства для рециклинга и переработки негорючих материалов, а также складские помещения для хранения утилизированных материалов.
Образующийся в котле-утилизаторе пар используется на заводе в качестве источника тепла для подогрева воздуха на горение, предотвращения образования белого дыма, деаэрации, для обогрева и подогрева на самом заводе и в качестве источника тепла для внешних потребителей.
Как система мусоросжигания, так и оборудование для утилизации материалов отходов запроектированы таким образом, чтобы оказывалось минимальное воздействие на окружающую среду.
Меры по предотвращению образования загрязнителей
Система предотвращения образования загрязнителей включает в себя впрыск в печь аммиачной воды для борьбы с оксидами азота и вдувание в печь негашеной извести для борьбы с хлористым водородом. Для предотвращения образования оксида углерода поддерживается надлежащая температура горения, за счет циркуляции воздуха для горения, вдуваемого в горючие газы происходит их перемешивание, смешение, поддерживается надлежащее время пребывания, и, кроме того, с помощью автономной системы автоматического регулирования процесса горения (EFOC) осуществляется оптимальное регулирования сжигания отходов. Важное место имеет четкое регулирование подачи отходов для сжигания. За счет перечисленных мероприятий, как показано в табл. 3, обеспечивается устойчивое поддержание при эксплуатации печи концентрации загрязнителей ниже стандартных значений.
Таблица 3. Характеристика результатов испытаний
Испытуемый параметр
Линия Л
Линия В
Гарантированные значения
Температура на выходе из шахты, ╟С
891
895
850 - 950
Потери при прокаливании, %
Остаток на дне печи 0,1; пыль 2,7
Остаток на дне печи 0,1; пыль 3,7
Остаток на дне ночи <1; пыль<5
Пыль г/нм3
<0,01
<0,01
<0,01 при 12% О2
Хлористый водород, НСl ррm
13
11
<50 при 12% O2
Оксиды серы, SOx, ррm
<5
<5
<50 при 12% О2
Оксиды азота, NOx, ррm
56
55
<100 при 12% О2
Оксид углерода СО, ррm
9
10
<30 при 12% O2; среднее за 4 часа
Диоксины нг-экв/нм3
0,021
0,013
<0,1
Меры по борьбе с диоксинами
Оборудование для борьбы с диоксинами вводится в соответствии с новым руководством (температура в верхней части печи поддерживается на уровне 850-950╟С, время пребывания >2 сек.), для поддержания требуемого уровня концентрации СО регулируется процесс сжигания, в целях предотвращения новосинтеза диоксинов в газоохладителе происходит закалка дымовых газов, а кроме того впервые в стране применен метод абсорбции с использованием противоточного абсорбера. Это оборудование приобретено по лицензии немецкой фирмы WKV.
Хранящийся в бункере в верхней части абсорбера свежий активированный кокс вступает в контакт с дымовыми газами в средней части реакционного слоя, а после прохождения реакции активированный кокс (отработанный кокс) выгружается из нижней части абсорбера в выгрузочный бункер, а в целом абсорбер по вертикали представляет собой двухслойную конструкцию. Накопительный и реакционный слои заполнены активированным коксом трубчатой формы (марки AG-400 X), дымовые газы вступают в реакцию с активированным коксом в нижней части реакционного слоя, вследствие чего происходит абсорбция и удаление из газов диоксинов. Кроме того, с помощью перемешивающего устройства дозированными порциями удаляется из нижней части абсорбера и пневмотранспортом подается в мусоросжигательное устройство. Следовательно, диоксины, абсорбированные активированным коксом, помимо термической деструкции в печи окончательно подавляются.
В ходе эксплуатации печи проводили экспериментальное определение концентрации диоксинов, а результаты приведены в табл. 1, которые свидетельствуют о том, что она находится ниже нормированного уровня в 0,1 нг-экв/нм3, что подтверждает высокие эксплуатационные качества.
Кроме этого данное оборудование, помимо диоксинов, позволяет абсорбировать и удалять ртуть и такой токсикант, как полихлорбифенилы.
Таким образом, в городе Косай в рамках концепции человеческого фактора, включающего в себя отдых, эстетику и мысль "создания надлежащего пространства, охватывающего воду, свет, зелень", "обеспечения комфортности в городе Косай" осуществляются соответствующие мероприятия. В 21-м веке в рамках центра окружающей среды предполагается использование избыточного тепла для обогрева, а также озеленение общественных парков и строительство муниципальных объектов, удовлетворяющих нужды населения.
МУСОРОСЖИГАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЕВОГО СЖИГАНИЯ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОТХОДОВ. ЦЕНТР САНИТАРНОЙ ОЧИСТКИ ГОРОДА СИСЮКУ
Система слоевого сжигания фирмы "Эбара" была установлена на мусоросжигательном заводе г. Сисюку в 1998 г. Для системы слоевого сжигания фирма применила систему контроля и регулирования (EFOC). Эта система, которая относится к печам периодического действия (30 тонн за 8 часов работы), является первой такого типа в Японии, в которой используются регулирующие устройства с размытыми функциями, а технологическим процессом управляет система автоматического сжигания (АСС). Ее пуск и остановка также производятся автоматически.
Отходящие газы подвергаются относительно простому процессу очистки: система охлаждения со впрыском воды -- подогреватель воздуха для горения -- система газоочистки от вредных газов сухого типа -- мешочный фильтр с температурой газов 200╟С. Несмотря на это, концентрация диоксинов в очищенных дымовых газах составляет 0,067-0,15 нг-экв/нм3, что существенно ниже допустимой концентрации в 5 нг-экв/нм3. Это свидетельствует о том, что полное сжигание отходов в мусоросжигательном устройстве является наиболее оптимальным для предотвращения выбросов диоксинов.
Основные данные испытаний работы мусоросжигательного оборудования представлены в табл. 4.
Таблица 4.
Испытуемый параметр
Нормированные и измеренные показатели
Предварительное значение
Окончательное значение
Производительность по отходам
30 тонн за 8 часов
31,44
31,16
Температура на. выходе из камеры сжигания
850-950╟С
910
930
Потери при прокаливании
<5%
1,3
2,9
Нормы на концентрацию в дымовых газах:
пыль
<0,05 г/нм3 (при расчетной концентрации О2 12%)
0,0007
<0,0001
оксиды серы
<100 ррm
6
20
хлористый водород
<200 ррm (при расчетной концентрации О2 12%)
118
39
оксиды азота
<200 ppm (при расчетной концентрации O2 12%)
129
148
Величина выщелачивания пыли
Pb<0,3 мг
Pb 0,02
Pb 0,05
Концентрация СО на выходе из дымовой трубы
<100 ррm (средняя за 4 часа при концентрации О2 12%)
28
20
Концентрация О2 на выходе из печи
<6%
11,3
11,7
Диоксины
5 нг-экв/нм3
0,067
0,15
Теплотворная способность отходов
низшая 1000 ккал/кг
средняя 1800 ккал/кг
высшая 2500 ккал/кг
1440
1475
При обработке летучей золы по расчету добавка комплексообразователя должна была составить 3% (расчетная величина), в реальности она, составила 2,5%, а после проведения испытаний была выбрана величина этой добавки, равная 2%.
Температура дымовых газов на входе в мешочный фильтр составляет 200╟С.
При способе сухой газоочистки были проведены испытания со впрыском негашеной извести, причем количество извести менялось в 2 раза. По результатам испытаний степень подавления хлористого водорода увеличилась с 70 до 90%, а степень подавления оксидов серы ≈ с 45 до 80%.
Концентрация диоксинов в дымовых газах составляла от 0,067 до 0,15 нг-экв/нм3 причем превалировала более низкая концентрация.
Таким образом, измерения показывают, что концентрация диоксинов в продуктах сгорания поддерживалась на низком уровне, что свидетельствует об очень высоких эксплуатационных характеристиках мусоросжигательного устройства. Результаты испытаний работы оборудования позволяют надеяться, что в будущем следует ожидать поддержания этих высоких характеристик.
МУСОРОСЖИГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ С КИПЯЩИМ СЛОЕМ. ВНЕДРЕНИЕ КОМБИНИРОВАННОГО МУСОРОСЖИГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ В МУНИЦИПАЛЬНОМ РАЙОНЕ УТО ≈ ЧИСТОГО ЦЕНТРА ГОРОДА ТОМИГО
Мусоросжигательная система с кипящим слоем фирмы ''Эбара" для сжигания муниципальных отходов находится в эксплуатации в чистом центре города Томиго, которая обеспечивает сжигание 26 тонн отходов при работе 8 часов в день. Эта система достигла превосходных результатов в работе. Система характеризуется легкостью обслуживания и тем, что оказывает чрезвычайно малое воздействие на окружающую среду.
Фирма "Эбара" установила печи периодического действия с кипящим слоем. Отличительной особенностью печей с кипящим слоем - короткое время транспортировки по ней сжигаемых отходов, что позволяет обеспечить устойчивую работу при возможности надежного сжигания. Кроме того, для подъема температуры в печи используется дополнительная горелка, что способствует сокращению цикла сжигания. Благодаря упомянутым особенностям данное оборудование гарантирует устойчивое сжигание отходов с обеспечением низкой концентрации в дымовых газах диоксинов, отвечающей действующему руководству, при одновременном поддержании низкой концентрации монооксида углерода.
Мешочный фильтр и оборудование газоочистки предназначены для улавливания образующейся при сжигании пыли при одновременном удалении содержащихся в дымовых газах хлористого водорода и оксидов серы. Мешочный фильтр, выполненный из тефлонового полотна, используется для сбора пыли, а оборудован и газоочистки включает в себя устройство для распыления негашеной извести, которая позволяет связать содержащиеся в дымовых газах хлористый водород и оксиды серы.
В прошлом при работе мешочных фильтров было необходимо регулирование температуры, причем требовалось поддержание низкой температуры с целью предотвращения коррозии, в связи с чем приходилось очень жестко регулировать процесс сжигания для того, чтобы он проходил в оптимальном области.
Оборудование для отверждения золы включает в себя бункеры для хранения золоостатков, образующихся в камере охлаждения дымовых газов и собранных в мешочном фильтре. После сбора золоостатков они подаются на дозирующее устройство, затем происходит их классификация по гранулометрическому составу, в них добавляют связующие и воду и проводят смешивание, что в итоге способствует предотвращению выщелачивания вредных соединений, содержащихся в золе, при их окончательном депонировании. Обработанные описанным образом золоостатки подаются на приемный конвейер, а затем и бункер, из которого они транспортируются на место окончательного депонирования.
Особенностями оборудования фирмы "Эбара" являются его компактность, низкие капитальные и эксплуатационные затраты при высокой технологичности и наличии одноступенчатого устройства для отверждения золоостатков. Новыми элементами являются вибрационное смесительное устройство, автоматизированное устройство для дозировання золоостатков.
В прошлом пыль, извлекаемая из бункера для хранения, в процессе хранения меняла свою плотность, что затрудняло проводить точную дозировку, и связи с чем требовалась установка двухступенчатого дозирующего устройства, что позволяло избежать влияния плотности при обработке золоостатков в устойчивом режиме.
Обработанные с помощью новой системы золоостатки удовлетворяют существующим нормам по выщелачиванию, причем полностью исчезли опасения, связанные с удовлетворением требований по вибрации и уровню шума.
Завод с данным оборудованием был запущен 20 марта 1998 г. и успешно работает до настоящего времени. С помощью этого оборудования обеспечиваются принятые в стране нормы по охране окружающей среды. Кроме того, благодаря присущим этому оборудованию характеристикам будут удовлетворены основные стандарты, которые предполагается выпустить в будущем.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СОВМЕСТНОГО СЖИГАНИЯ МНОГИХ ВИДОВ ОТХОДОВ
Фирма "Эбара" внедрила мусоросжигательное оборудование, способное сжигать много видов промышленных и бытовых отходов (производительность 86,96 т в сутки). Это оборудование, которое было пущено в эксплуатацию в ноябре 1995 г., продолжает успешно работать вплоть до настоящего времени. Система совместного сжигания многих видов отходов в кипящем слое фирмы "Эбара" обеспечивает устойчивое сжигание при равномерной температуре, давая возможность тщательного перемешивания псевдоожиженного слоя с помощью мусоросжигательного устройства с циркулирующим кипящим слоем независимо от колебаний теплотворной способности отходов.
Мусоросжигательное устройство и камера охлаждения дымовых газов размещены рядом, благодаря чему реализуется интегрированная структура, с помощью которой осуществляется равновесное сжигание многих видов отходов в одном мусоросжигательном устройстве. Ранее для каждого вида отходов требовалось самостоятельное оборудование.
В этом оборудовании осуществляется равновесное сжигание смол с высокой теплотворной способностью и других полимерных отходов, а также илов сточных вод, других жидких отходов, благодаря чему для устойчивого горения не требуется подачи дополнительного топлива.
В силу того, что мусоросжигательное оборудование работает без образования сточных вод, облегчается эксплуатация его, а для удаления вредных газов используется сочетание вдувания в кипящий слой доломита совместно с рукавным фильтром. Доломит содержит оксид магния и распыляется при сравнительно низкой температуре, способствуя прохождению процесса декарбоксилирования под воздействием негашеной извести, и при попадании в печь распыленной СаО выходящие из нее дымовые газы направляются в рукавный фильтр, на фильтровальной ткани которого происходит адсорбция кислых газов. Следовательно, такие вредные кислые газы, как SOx, HCl вступают в реакцию с СаО в рукавном фильтре, удаляясь из дымовых газов вместе с золоостатками. За счет применения в рукавном фильтре гашеной извести и активированного угля возможно удаление из дымовых газов вредных составляющих.
В связи с большим разнообразием сжигаемых отходов по их теплотворной способности проведение режима сжигания проводится различным образом для обеспечения устойчивого сжигания. Каждый из видов отходов подается в мусоросжигательное устройство раздельно. За счет этого удастся повысить надежность управления процессом в зависимости от подаваемых видов отходов и регулировать процесс сжигания каждого вида топлива. Следовательно, проводится раздельное управления технологическим процессом, что дает возможность изменять режим регулирования сжигания в зависимости от типа поступающих отходов.
Следует при этом отметить, что режим работы мусоросжигательного устройства сильно отличается при сжигании различных видов отходов, будь то твердые отходы, жидкие отходы щелочного происхождения или илы сточных вод, причем поставляемые в разных количествах. При изменении номенклатуры и количества отходов должен меняться температурный режим, который следует тщательно соблюдать.
При подаче в мусоросжигательное устройство таких различных отходов, как твердые и илы сточных вод, в условиях непрерывной работы да еще при наличии медицинских отходов и рулонов бумаги, которые не подвергаются измельчению, приходится жестко регламентировать график подачи отходов на сжигание. При дозированной периодической подаче отходов ухудшаются условия сжигания, в связи с чем приходится уделять особое внимание измельчению тех видов отходов, которые этому можно подвергнуть. Кроме того, по сигналу от датчика факела осуществляется синхронизация подачи вторичного воздуха со скоростью подачи измельченных отходов.
При этом следует отметить, что при всем разнообразии сжигаемых отходов мусоросжигательное устройство продолжает работать до сих пор. Результаты экспериментальных данных по анализу состава отходящих газов представлены в табл. 1.
Таблица 5. Данные анализа отходящих газов
Гарантированные значения
Измеренные значения
Примечания
Концентрация пыли (г/нм3)
0,15
0,016
Расчетная концентрация О2 12%
Оксиды азота NOх (ррm)
250
69
Расчетная концентрация О2 12%
Оксиды серы SOx (нм3/ч)
1,93
<0,15
Хлористый водород HCl (ppm)
430
290
Расчетная концентрация О2 12%
Промышленные отходы изо дня в день меняются по номенклатуре и по количеству. Поэтому резко усложняется задача сбора и переработки всей гаммы таких отходов. В связи с этим, данное оборудование фирмы ⌠ЭБАРА■ предназначенное для переработки (сжигания) большого разнообразия отходов, является удачным примером решения подобных сложных задач.
ВНЕДРЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СЖИГАНИЯ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОТХОДОВ НА МУСОРОСЖИГАТЕЛЬНОМ ЗАВОДЕ В ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ГОРОДА КУРАСИКИ
Система мусоросжигания в кипящем слое находится в эксплуатации на мусоросжигательном заводе в западной части г. Курасики с марта 1998 г., характеризуясь компьютеризированным контролем процесса сжигания и использованием системой газоочистки с высокими характеристиками.
Мусоросжигательный завод состоит из двух технологических линий, работающих 16 часов в сутки с использованием вращающегося кипящего слоя при производительности 60 тонн в день, оснащенных системой компьютерного управления процессом сжигания муниципальных отходов при высоких эксплуатационных характеристиках газоочистного оборудования. Система газоочистки эффективно подавляет диоксины и другие загрязнители, а дождевая вода утилизируется для использования в системе.
Тепло, образующееся при сжигании на мусоросжигательном оборудовании муниципальных отходов, утилизируется для нагрева воды до 80╟С, а затем используется для обогрева и отопления на самом заводе.
Система комплексного управления внедренная на заводе предназначена для регулирования всего технологического процесса, и, прежде всего, процесса сжигания муниципальных отходов с целью надежной эксплуатации оборудования, причем используется специализированная система контроля и регулирования сжиганием в кипящем слое (EFOC). Эта система характеризуется следующими особенностями:
используется специализированное программное обеспечение для контроля и регулирования процессом сжигания муниципальных отходов в кипящем слое, а кроме того для регулирования собственно процесса сжигания используется автономная система автоматического регулирования;
используется интерфейс "человек-машина". В данном интерфейсе используется окно с операционными функциями, которое фиксирует всю необходимую эксплуатационную информацию, что существенно облегчает проводить надзор за работой мусоросжигательного оборудования. Кроме того, разработаны специальные руководства, облегчающие управление технологическим процессом.
расширение высокоэффективного поддержания параметров.
Каждая из подсистем выполняет свои функции, обеспечивая полную регулируемость соответствующих технологических процессов. Система комплексного регулирования обеспечивает управление режимами работы обеих технологических линий, что дает возможность мгновенного реагирования на изменения внешних возмущающих воздействий и их компенсации. Кроме того, система комплексного управления, работающая в реальном масштабе времени, позволяет проводить надзор за работой всех технологических узлов.
Мусоросжигательный завод, построенный
США: компьютерная программа создаёт новые композитные материалы
добавить ресурс
.gif){kind=small}
Переработка мусора:
ТБО и другие проблемы современности:
© Дизайн Студии РОМАрт, 2004.