Котел-утилизатор твердых бытовых отходов с рециркуляцией дымовых газов как способа сокращения вредных выбросов

В настоящее время достаточно актуальной является проблема утилизации твердых бытовых отходов. Во многих Европейских странах и Северной Америке эта проблема решена путем сортировки отходов непосредственно населением перед их транспортировкой на переработку. В нашей стране вопросы разделения отходов по группам пока представляются достаточно сложными. Поэтому в настоящем описании предложен способ уничтожения несортированных отходов методом, описанным ниже.

Предприятие, перерабатывающее бытовой мусор и отходы деревообработки, в настоящее время работает в Новокузнецке. Помимо уничтожения мусора, завод мог бы выполнять функции котельной и электростанции, которая осуществляет отопление горячее водоснабжение и освещение собственно предприятия и ближайшего района.

ООО «Шелонь+» разрабатывает и по возможности производит альтернативные энергоустановки. Одной из таких разработок стал всеядный твердотопливный котел «Шелонь-100». Он может прекрасно работать на любом твердом топливе от высококалорийных каменных углей и кокса до низкокалорийных древесных отходов и котельных шлаков. Может сжигать самые грязные отработанные масла без образования копоти. Подобные эксперименты на этих котлах подталкивают к следующему шагу — сжигать бытовой мусор.

Твердые несортированные бытовые отходы подаются путем верхней загрузки на наклонную решетку, где сначала высушиваются, а потом начинают разлагаться с выделением тепла. Оставшийся после реакции кокс догорает в камере сгорания, а зола ссыпается в контейнер. Количество неорганической золы в несколько раз меньше количества поступивших ТБО. Выхлопные газы после камеры сгорания поступают в теплообменник и кипятят воду, используемую для отопления и горячего водоснабжения, пар поступает в паровую машину (или турбину) и вырабатывает электроэнергию. При необходимости на дальнейшем пути газов устанавливают пылевой фильтр и газопромыватель с известковой водой. Дополнительного топлива для протекания процесса не требуется.

Основные проблемы сжигания мусора связаны с вредными выбросами. Для их существенного уменьшения необходимо подобрать температурный режим и оптимальный объем подачи воздуха, как первичного, так и вторичного. Чем выше температура горения топлива, тем полнее оно сгорает и меньше образуется угарного газа, но при высокой температуре образуются окислы азота, которого много в воздухе. Частично противоречие можно разрешить, используя вместо воздуха кислород, но при сжигании отходов такой метод не даст результатов — азот может находиться и в самих отходах.

Гораздо лучший эффект может дать применение частичной рециркуляции дымовых газов. При этом необходимо осуществить разделение газового потока на двуокись углерода и азот, которые необходимо удалить в атмосферу и прочие газы, направляющиеся на повторный цикл. Для разделения газов можно использовать обыкновенный циклон, но газовый поток должен иметь очень высокую скорость.

Оптимизация соотношения подачи первичного и вторичного воздуха так же оказывает очень сильное влияние на состав дымовых газов. Так, например, при соотношении первичного и вторичного воздуха 4 к 1 температура дымовых газов существенно ниже, а выход окиси углерода напротив выше, чем при соотношении 1 к 1, а при соотношении 1 к 4 вновь температура дымовых газов существенно снижается, выброс окиси углерода увеличивается, но удельный выброс сокращается.

Проведенные испытания экспериментальной установки по сжиганию ТБО подтвердили возможность динамического разделения газового потока, при этом установка позволила сжигать даже сырой неподготовленный мусор. Полученные данные показали наличие в выбросах оксидов азота и серы ниже европейских норм, но выбросы окиси углерода получились как в газогенераторе. Поэтому дальнейшее развитие исследований пройдет по двум направлениям:

• разделение дымовых газов на составляющие азот и углекислый газ — в трубу и прочие газы на повторное дожигание;
• увеличение калорийности вырабатываемого газа для его использования в качестве топлива двигателя внутреннего сгорания или турбины для выработки электроэнергии.

Дата публикации: 15.03.2012

Похожие записи:

• Электроснабжение летней дойки от микрогэс
• Моделирование установившихся режимов в сетях с импульсными преобразователями
• Особенности передачи технологическом информации по силовым высоковольтным линиям
• Диагностика электроэнергетического оборудования с помощью анализа регистрируемого электромагнитного излучения
• О влиянии солнечных бурь на надежность энергосистем
• Надзор за качеством выполнения работ (оказания услуг), включая изготовление оборудования, поставляемого на объекты энергетики — эффективный способ повышения уровня безопасности объектов энергетики