<<
>>

Характеристика выбросов на мусоросжигательных уста­новках и меры их снижения

Выбросы с дымовыми газами

Отходящие из мусоросжигательных печей газы содержат пары минеральных кислот, оксиды азота и серы, хлорорганику Мелкоди­сперсная пыль содержит оксиды тяжелых цветных металлов (Cd, Zn, Pb, Hg, Со и др) В выбросах МСУ содержатся особо вредные веще­ства, такие как диоксины и фураны.

Наиболее опасным считается тетрахлордибензодиоксин (Seveso- яд) В 1991 году страны европейского сообщества предложили по диоксинам норму выбросов для МСУ в пределах ЕЭС 0,1 нг/м3 для формы 2,3,7,8-тетрахлордибензо-пара-диоксин.

Предложение было принято на конференции «Диоксин-90» в Германии.

Представления об условиях термического образования диоксинов и их распада претерпели значительную эволюцию Первоначально считалось, что необратимое разложение хлорорганических диокси­нов происходит при температурах несколько превышающих 750 °С, однако, в дальнейшем было показано, что и при 1200 °С их разложе­ние - процесс обратимый.

Только выдерживание в течение 4-7 секунд при температуре 1200 °С в присутствии свободного кислорода приводит к необратимо­му уничтожению диоксинов.

Можно считать надежно установленным, что при температурах 700-900 °С идет главным образом образование (2,3,7,8 ТХДД), тогда как его эффективное разрушение происходит лишь в температурном диапазоне 1200-1400 °С.

Термическая устойчивость также характерна для броморганиче- ских диоксинов, при 800 °С более эффективно их образование, а не разрушение

Пути накопления диоксинов выявлены не до конца Считают, что они образуются при переработке мусора при температурах сжигания в диапазоне 700-1000 °С или остаются не разрушенными при сгорании компонентов мусора, содержащих диоксины в следовых количествах.

По нашему мнению, для гарантированного уничтожения диокси­нов и предотвращения их возможной рекомбинации при охлаждении продуктов сжигания отходов необходимо полностью разрушить их основу - бензольное кольцо. Это можно обеспечить либо его термиче­ским разложением, для чего необходимо максимально повысить тем­пературу продуктов горения, либо путем полного окисления горючих компонентов отходов, чего при слоевом сжигании добиться практи­чески невозможно Отмечаемая в ряде исследований рекомбинация диоксинов и фуранов при охлаждении продуктов сжигания возможна только в том случае, если сжигание произведено не полностью и в продуктах сжигания присутствуют элементы бензольных колец. При полном окислении углерода и водорода рекомбинация диоксинов не­возможна

Эксплуатация мусоросжигающих заводов сопровождается выбро­сами и других загрязняющих веществ.

В таблице 17 5 показано ужесточение предельно допустимых кон­центраций вредных веществ в отходящих газах установок для сжига­ния отходов [10]

Для обеспечения все возрастающих требований по снижению вредных выбросов с дымовыми газами применяются различные способы.

Система очистки газов состоит из блоков очистки от пыли и от газообразных примесей Последние разделяются на сухие, полусухие и мокрые. Сухие способы очистки газов от газообразных примесей имеют главный недостаток - эффективность очистки не превышает 50-60%. Эффективность очистки можно увеличить, используя «по­лусухую» систему очистки В этом случае горячие газы орошаются суспензией реагентного раствора По мере движения капель раствора в аппарате происходит их взаимодействие с вредными примесями и одновременная подсушка дымовыми газами.

На дне аппарата осажда­ются сухие продукты реакций Данная схема более эффективна. Эф­фективность очистки возрастает до 70-80 %

Из высокоэффективных аппаратов очистки от пыли наиболее распространенными являются электрофильтры и рукавные филь-

тры. На работу электрофильтров значительное влияние оказывает состав дымовых газов и свойства пыли. При этом эффективность очистки изменяется. Работа рукавных фильтров от указанных па­раметров не зависит. Разработанные в последнее время иглопро­бивные фильтровальные материалы позволяют работать при тем­пературах до 300 °С.

Поэтому для улавливания пыли при переработке отходов часто ис­пользуют именно рукавные фильтры.

Одной из возможных схем очистки дымовых газов является сле­дующая. Комплексная система газоочистки включает в себя оборудо­вание для очистки от кислых газов, 1-й ступенью которого является рукавный фильтр с устройством для распыления гашеной извести (квазисухая очистка), а также оборудование сухой очистки с подачей порошковой гашеной извести Перед рукавным фильтром установле­но оборудование для охлаждения продуктов сгорания городского му­сора и реакционная колонка также с подачей гашеной извести, после рукавного фильтра установлено оборудование каталитической очист­ки для снижения содержания оксидов азота, а также система глубокой очистки от диоксинов и тяжелых металлов с помощью активирован­ного кокса (2-я ступень очистки). При такой схеме степень очистки от диоксинов составляет более 95%, причем после рукавного фильтра диоксиновый эквивалент не превышал 0,3 нг/м3. Степень очистки: от SOx колеблется от 40 до 80%, от тяжелых металлов близка к 99%, от НС1 и HF - более 95% [11].

На заводе Шпительау (Германия) используется селективное ка­талитическое восстановление в потоке отходящих газов с целью де­струкции NOx и ПХДЦ/ПХДФ.

Дымовые газы поступают в электрофильтр при температуре 180 °С и с пылесодержанием 5 г/нм3. С помощью электрофильтра пы- лесодержание дымовых газов снижается до 4 мг/нм3.

После электрофильтра имеется двухступенчатый скруббер, в кото­ром осаждаются HCL, S02, Hg и тяжелые металлы.

Для реализации очень высокой эффективности улавливания пыли установлена электродинамическая установка Вентури в дополнение к электрофильтру

Дымовые газы от обеих установок затем обрабатываются вместе в одной установке селективного каталитического восстановления (СКВ). Цель ее заключается в снижении содержания оксидов азота, а также ПХДД/ПХДФ. Поэтому дымовые газы нагреваются до 280°С с помощью теплообменника, который использует тепло чистых газов после СКВ, а также с помощью горелки

Аммиак инжектируется в передней части теплообменника, где температура достаточно низкая для того, чтобы NH, реагировал с S03 с образованием пылевидного сульфата аммония.

После системы подогрева дымовые газы обрабатываются в трех­слойном катализаторе (поток дымовых газов через катализатор явля­ется горизонтальным). Затем дымовые газы охлаждаются в теплооб­меннике, разделяются на два потока и поступают в дымовую трубу

Количество ПХДД/ПХДФ в потоке над СКВ составляет около 2 нг/нм3. Это было подтверждено измерениями в течение длительного времени. Средние значения составили 0,038 нг/нм3. Не было роста выбросов ПХДД/ПХДФ даже и после 36 тыс часов работы [12].

Твердые остатки от сжигания отходов.

Остатки от сжигания твердых отходов можно разделить на неле­тучую и летучую золу. Нелетучая зола - это недожженные остатки, остающиеся на колосниковой решетке. Летучая зола выносится из камеры сгорания с горячими газами, затем собирается в устройствах для улавливания пыли. При колосниковом сжигании нелетучая зола от колосниковых решеток составляет 75-90% от общего количества золоостатков и представляет собой неоднородную смесь минераль­ных материалов и металлов.

Обычно колосниковая зола после охлаждения в водяной ванне в сыром виде выгружается из установки. Применяется и сухая вы­грузка золы.

В таблице 17 6 представлено содержание тяжелых металлов в золе одной из установок по сжиганию мусора на колосниковых решетках

Таблица 17 6 Содержание тяжелых металлов в различных видах золы (мг/кг)

bgcolor=white>Си
Металл Нелетучая зола Летучая зола Осадок*
Cd 1,6 85 0,01
Сг 106 58 0,001
75 180 0,005
Ni 54 49 0,007
Pb 134 1000 0,03
Zn 231 5300 0,30

* - осадок состоит из твердых частиц, которые остаются в потоке отходящих газов после их обработки

Содержание в золоостатках достаточного большого количества вредных компонентов требует разработки и применения специальных методов их обработки.

В золоостатках содержатся тяжелые токсичные металлы - Pb, Mg, Cd, Sn, N1, Cr, Cu, Zn, которые обычно присутствуют в форме очень мобильных хлоридов или сульфатов, склонных к выщелачиванию, в связи с чем их депонирование является очень опасным для окружаю­щей среды Золоостатки от мусоросжигания относятся к отходам 1 класса опасности. В связи с этим в ЕС предписано проводить стаби­лизационную обработку золоостатков с целью предотвращения вы­щелачивания тяжелых металлов. Разработки по стабилизационной обработке золоостатков включают в себя затвердевание с использо­ванием различных связующих типа цементов и остекловывание при температуре 1300 °С для получения инертных продуктов.

В последние годы разработаны: процесс сплавления золы и шла­ка с помощью термических методов (например, пиролиза в установ­ке фирмы Сименс с последующим дожиганием продуктов пиролиза, процесс фирмы Ноэль, фирмы Термоселект).

Технология AshArc предназначена для производства из свободных от токсичных соединений мелких фракций золы остеклованного про­дукта, отвечающего требованиям к захоронению на полигонах инерт­ных отходов (табл. 17.7). AshArc-технология базируется на прямоточ­ной дуговой печи фирмы АВВ для плавления золы

Исходный продукт через пустотелый электрод загружается в печь и с помощью электродуги расплавляется.

Таблица 17 7 Концентрация тяжелых металлов в продуктах остеклованных по технологии AshArc

Элементы Мелкие фракции колосниковой золы (мг/г) Смесь 70% ко­лосниковой 30% летучей золы (мг/г) Требования к инертным материалам (мг/г)
РЬ 0,017 0,007 0,1
Zn 0,115 0,079 1,0
Си 0,006 0,002 0,2
Ni 0,015 0,01 0,2
Cr к необходимости практически полного до­жигания газов в реакторе при сжигании отходов.

Примерные показатели работы установки для сжигания отхо­дов (без предварительной сортировки) производительностью около 5 т/час приведены в таблице 17.8. Влажность отходов 50 %.

Как видно из таблиц, при такой высокой влажности необходима до­бавка дополнительного топлива - природного газа в количестве около 36 м3/тонну отходов. Вместо природного газа может использоваться уголь. При соответствующей сортировке отходов или при добавках высококалорийных промышленных отходов возможно сжигание без добавок топлива.

Таблица 17.8 Расчетные работы установки дія сжигания отхо­дов производительностью 5 т в час (40 тыс т в год)

Показатель Размерность Величина
1 Производительность т/ч тыс т/год 5,2

40,0

2 Флюс (известняк) кг/т 87,0
3 Расход природного і аза м3/ч 190
4 Расход кислорода (100%) нм3/ч 1900
5 Расход воздуха нм3/ч 1650
6 Выход шлака кг/ч 840
7 Выход металла кг/ч 90
8 Отходящие газы нм3/ч

нм3/т

8130

1555

9 Температура отходящих газов к 1637
10 Пыль кг/ч 62
11 Тепло от системы охлаждения печи и отходящих газов ГДж/ч 36,5
12 Производство электроэнергии МВт 1,5

Сжигание отходов достаточно дорого. Даже промышленно раз­витые страны значительную часть отходов направляют на полигоны, откладывая решение проблемы отходов на будущее. Тем не менее, ре­шать эту проблему придется.

Одним из способов эффективного и экологически безопасного ре­шения проблемы отходов является их сжигание в шлаковом расплаве

<< | >>

Еще по теме Характеристика выбросов на мусоросжигательных уста­новках и меры их снижения:

  1. Характеристика выбросов на мусоросжигательных уста­новках и меры их снижения