Основные способы сжигания бытовых отходов

Твердые бытовые отходы (ТБО) являются по существу низкокало­рийным твердым топливом Поэтому для их сжигания применяются технологии, близкие к технологиям, применяемым при сжигании угля.

В таблицах 17.1-17 3 приведены морфологический, химический состав бытовых отходов и химический состав их компонентов.

Табчица 171 Ориентировочный морфологический состав ТБО

Таблица 17 2 Ориентировочный химический состав ТБО

Табчица 17 3 Элементный состав компонентов ТБО

Большое значение для переработки отходов и производства из них энергии имеет их теплотворная способность.

В таблице 17.4 приведены примеры использования сжигания твер­дых бытовых отходов в различных странах. Отсутствие мест для по­лигонов (например, в Японии) и спрос на дешевую энергию (напри­мер, в Швеции) отражается в том, что в этих странах мусоросжигание составляет свыше 50% от видов переработки ТБО.

Табіица 17.4 Сжигание в различных странах

*Включая утилизацию для собственных нужд и для внешнего пользователя **Предполагаегся, что большинство установок с утилизацией энергии

Несмотря на многообразие применяемых для сжигания отходов агрегатов их, по существу, можно классифицировать как агрегаты слоевого сжигания - печи с колосниковыми решетками, шахтные печи и агрегаты с кипящим (псевдоожиженным) слоем

Печи с колосниковыми решетками наиболее распространены и имеют много разновидностей по конструкции Принцип их работы следующий, мусор из приемного бункера попадает на движущие ко­лосники, которые постепенно возвратно-поступательным движени­ем перемещают порции мусора вдоль рабочего пространства печи Пройдя короткий промежуток зоны сушки, мусор зажигается и далее на всем протяжении печи горит. В печь обеспечивается подача необ­

ходимого количества воздуха на горение.

Колосники имеют различную конструкцию: качающиеся, ревер­сивные, вращающиеся (валковые решетки) и др. Не останавлива­ясь подробно на разновидностях их конструкций, следует заметить, что основные проблемы, связанные с их работой, и следовательно, с работой печей, по сей день до конца не решены. Во-первых, куски оплавившегося легкоплавкого металла (алюминиевые изделия, кон­сервные банки) часто заклинивают работу механизма привода колос­ников Во-вторых, сама по себе работа движущихся металлических механизмов в зоне высоких температур приводит к деформации, ис­тиранию и быстрому износу частей этих механизмов. В-третьих, рав­номерного сгорания достичь никогда не удается, поскольку мелкие частицы мусора проскакивают сквозь решетки, а крупные иногда не успевают полностью сгореть. Все это приводит к тому, что зола печи (ее выход 20-25 % от исходной массы мусора) становится не пригод­ной к использованию и экологически грязной, она вывозится на свал­ки и смысл утилизации мусора теряется. Попытки достичь полного сгорания путем поднятия температуры в печи приводят к тому, что начинает оплавляться металл и механизмы печи заклинивает

Несмотря на перечисленные недостатки, существующие колосни­ковые печи активно эксплуатируются, а также продолжается строи­тельство новых.

В шахтных печах сжигают брикетированные куски мусора В основном в этих печах осуществляют процесс пиролиза отходов - на­грев до высокой температуры без доступа кислорода Получаемый восстановительный горючий газ далее используется отдельно в виде топлива в примыкающих энергоустановках Основными недостатка­ми пиролизных установок является их низкая производительность и необходимость серьезной предварительной подготовки отходов.

Печи с кипящим слоем представляют собой устройства, состоя­щие из емкостей, выложенных огнеупорным материалом и содержа­щие инертный гранулированный материал. Через гранулированный материал продуваются газы со скоростью, достаточной для того, что­бы вызвать эффективное увеличение объема этого материала Газы, которые подаются в установку через сопла, поднимают этот слой, но ограничивают возможность частиц, его образующих, падать на дно. Жидкие отходы подаются в слой через сопла, расположенные либо сверху слоя, либо в самом слое. Твердые - загружаются через верх печи Предварительный нагрев слоя перед началом процесса сжига­ния осуществляется газовой горелкой.

Печи кипящего слоя, как правило, применяют для уничтоже­ния горючих твердых веществ, жидкостей и газообразных отходов Они просты в устройстве и не содержат подвижных частей в зоне горения. Однако для переработки твердых отходов в таких печах необходима тщательная подготовка отходов. Как правило, пылевы- нос при этом составляет 30-40 % от количества перерабатываемых отходов. Невозможность обеспечения высокой температуры в печи из-за слипания частиц отходов не обеспечивает экологической чи­стоты пыли

17.2.