Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Инженерная экология: защита литосферы от твердых промышленных и бытовых отходов

Сжигание в печах кипящего слоя.

Сжигание в кипящем слое осуществляют за счет создания двухфазной псевдогомогенной системы «твердое — газ» путем превращения слоя отходов в псевдожидкость под действием динамического напора восходящего потока газа, достаточного для поддержания твердых частиц во взвешенном состоянии. Слой напоминает кипящую жидкость, а его поведение подчиняется законам гидростатики.

Технология сжигания ТБО в кипящем слое впервые была реализована в начале 1980-х гг. в Японии. К середине 1990-х гг. этот метод получил достаточно широкое распространение (например, в Японии на его долю приходится около 25% ТБО, подвергаемых термической переработке). Считают, что сжигание в кипящем слое по эколого-экономическим параметрам в ряде случаев превосходит традиционное слоевое сжигание. Печи для сжигания ТБО в кипящем слое обеспечивают наилучший режим теплопередачи и перемешивания обрабатываемого материала и по этим характеристикам превосходят котлоагрегаты с переталкивающими решетками. Кроме того, аппараты кипящего слоя не имеют движущихся частей или механизмов. Однако необходимость обеспечения режима псевдоожижения обрабатываемого материала накладывает ограничение на его гранулометрический и морфологический состав, а также на теплотворную способность, в связи с чем в ряде случаев процесс сжигания в кипящем слое (особенно в циркулирующем кипящем слое) оказывается более дорогим, чем слоевое сжигание.

Производительность печей для сжигания ТБО в кипящем слое составляет от 3 до 25 т/ч. Преобладающие температуры сжигания — 850—920°С.

В связи с более низкой (на 50—100°С) температурой сжигания ТБО в кипящем слое по сравнению со слоевым сжиганием заметно снижается возможность образования оксидов азота за счет окисления азота воздуха, в результате чего снижаются выбросы NOx с отходящими газами. Кроме того, при сжигании в кипящем слое значительно легче связать кислые соединения серы и хлора путем добавки в топочное пространство порошков соединений кальция.

В зависимости от характера псевдоожижения различают три модификации кипящего слоя: стационарный, вихревой и циркулирующий. Роль теплоносителя в системах кипящего слоя обычно выполняет тонкозернистый песок, частицы которого создают большую по сравнению с традиционным колосниковым сжиганием поверхность нагрева.

После разогревания песка с помощью запальной горелки до 750—800°С начинают подачу в кипящий слой отходов, где последние смешиваются с песком и в процессе движения истираются. В результате хорошей теплопроводности песка отходы начинают быстро гореть равномерно во всем объеме кипящего слоя. Выделяющееся при этом тепло обеспечивает поддержание песка в горячем состоянии, что позволяет работать в автогенном режиме без подвода дополнительного топлива для обеспечения режима горения.

Для сжигания ТБО в стационарном кипящем слое печи оснащают цилиндрической или прямоугольной топкой, ограниченной снизу газораспределительной решеткой, конструкция которой обычно предусматривает возможность удаления шлака. Кипение слоя дробленых ТБО в камере сжигания обеспечивает поток подогретого первичного воздуха. Вторичное дутье подают поверх кипящего слоя (для обеспечения дожигания). Шлак вместе с частью песка выгружают снизу и подвергают грохочению с целью регенерации песка.

На рис. 4.30 приведена схема установки, на которой реализовано сжигание ТБО в стационарном кипящем слое [3, 148]. Как видно из рисунка, проектно-компоновочные решения такой установки заметно отличаются от установок слоевого сжигания ТБО.

Чтобы достичь полного сгорания летучих компонентов, в зону высокой турбулизации подают вторичный воздух, который интенсивно перемешивается с горючими газами и способствует их полному дожиганию в вышерасположенном реакционном пространстве, в котором поддерживается температура 850°С (время пребывания газов в этой зоне составляет 5 с).

Сжигание отходов в стационарном кипящем слое

Рис. 4.30. Сжигание отходов в стационарном кипящем слое:

  • 7 — питатель отходов; 2 — решетка с отверстиями; 3 — камера сжигания; 4 — горелка; 5 — дутьевой вентилятор; 6 — циклон; 7 — электрофильтр; 8 — дымосос;
  • 9 — труба

На рис. 4.31 схематично представлена печь с циркулирующим кипящим слоем. Печь спроектирована для завода производительностью 500 тыс. т/год, где установлены две печи производительностью 25 т/ч каждая. Крупность загружаемого в печь материала — 100 мм, минимальная теплотворная способность — около 10 МДж/кг.

Эффективное сжигание в печи обеспечивают хорошим контактом топлива из отходов с горячим песком (печь заполняют песком на 1/3 объема). Материал постоянно циркулирует в системе «печь — циклон»; по всей высоте печи поддерживается равномерная температура 830—920°С (относительно низкая температура способствует снижению выбросов оксидов азота на 25—40% по сравнению с использованием котлоагрегатов со стандартными решетками, снижению коррозионного действия хлора).

Отсортированную и дробленую фракцию ТБО (топливо из отходов) загружают в переднюю часть печи. Охлаждаемые водой (защитная рубашка из труб) стенки печи выполнены из высоколегированной стали. Дутьевой воздух нагревают до 300—350°С и подают в печь в нескольких точках (на схеме показана одна). Отходящие газы из печи направляют в циклон, где осаждают шлак. Температура в циклоне составляет 750—800°С, т.е. циклон частично выпол-

Печь для сжигания отходов в циркулирующем кипящем слое

Рис. 4.31. Печь для сжигания отходов в циркулирующем кипящем слое

няет функцию печи. Для рекуперации тепла в циклоне имеются трубы.

Время пребывания отходящих газов в печи составляет около 4 с. Печь характеризуется пониженным выходом шлака и летучей золы и является экологически наиболее чистым агрегатом из термического оборудования данного профиля.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы