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.

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.

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).

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)

* - 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