При пиролизе отходов по сравнению с их горением в факеле вероятность образования вредных веществ диоксиновых групп сводится к нулю. Объясняется это тем, что пиролизные газы образуются в бескислородной среде, при которой хлор-, фтор- содержащие соединения разлагаются, а освободившиеся окислители (хлор/, фтор и т. д.) взаимодействуя с водородом (также присутствует при пиролизе), образуют устойчивые соединения HF, HCl. В дальнейшем, в продуктах сгорания химическая формула этих соединений остается без изменений. А хлор, фтор являются одним из химических элементов, входящих в диоксины.
Основное отличие разработанной пиролизной установки от аналогов
В настоящее время как за рубежом, так и в России распространены пиролизные установки небольшой производительности. Имеются установки как непрерывного, так и циклического действия. Главный недостаток этих установок - техническое несовершенство, заключающееся в низкой надежности их работы. Специалистами КЭР-Холдинга (г. Казань) разработана установка непрерывного пиролиза, отличительной стороной которой является безопасность процесса и организация непрерывной подачи отходов в пиролизную камеру с последующим удалением этих газов и минерального остатка непосредственно в камеру горения. Причем, пиролизная камера конструктивно расположена в самой камере горения.
Комплекс обезвреживания в составе с пиролизной установкой позволяет утилизировать осадки сточных вод с влажностью до 80 %. Осадки сточных вод предварительно осушаются до влажности 20%. После сушки имеют форму гранул размерами от 3 до 7 мм. Калорийность таких осадков составляет в среднем 10 МДж/кг. Максимальная производительность существующей установки составляет 300 кг/ч сухого или 1800 кг/ч обводненного ила. В результате утилизации 300 кг/ч высушенного сырья образуется в среднем 60–90 кг минерального остатка V класса опасности. Количество образующегося минерального остатка зависит от технологии и режима работы очистных сооружений.
Описание работы установки
Установка функционирует следующим образом. Высушенные осадки загружаются в бункер. При помощи поджиговой горелки (серийно выпускаемой блочной горелки на жидком топливе) разогревается камера горения и пиролизная камера. Пиролизная камера имеет возможность вращаться вокруг своей оси с разной скоростью. Благодаря этому обеспечивается равномерность нагрева ее стенок. После этого включается шнековый транспортер и гранулы подаются в пиролизную камеру. Начинается нагрев осадков сточных вод и их газификация. Пиролизные газы поступают в камеру горения. Через боковые воздушные щели в камеру горения подводится воздух от электровентилятора. Направление истечения воздушных струй -тангенциальное, благодаря чему пиролизные газы в вихревом воздушном потоке интенсивно смешиваются с воздухом, образуя горюче-воздушную смесь. От продуктов сгорания поджиговой горелки смесь воспламеняется и в камере горения формируется огненный вихрь. После розжига смеси поджиговая горелка выключается и дальнейшее поддержание необходимой тепловой нагрузки в пиролизной камере и в камере горения осуществляется за счет сжигания пиролизных газов. Проскок пламени и попадание окислителя воздуха непосредственно в пиролизную камеру исключены, так как давление газов в пиролизной камере всегда больше, чем в камере горения. Благодаря такому техническому решению предотвращаются всевозможные «хлопки» газовоздушной смеси, что выгодно отличает данную конструкцию от аналогов. Температура газов в камере горения не превышает 800 0С, что достаточно для поддержания температуры в пиролизной камере на уровне 600…650 0С. В камере горения окислительно-восстановительные процессы происходят при нехватке кислорода воздуха, т.е. при коэффициенте избытка воздуха меньше 1. Что это дает:
Окончательно вредные газовые компоненты окисляются в камере дожига в высокотемпературной окислительной среде, температура в которой достигает 1000…1100 0С. Окислительная среда обеспечивается за счет подвода вторичного воздуха. Время пребывания газовых компонентов в огневом блоке достигает не менее 2 с, что обеспечивает надежное условие для обезвреживания веществ диоксиновой группы. На выходе из огневого блока формируется высоконагретая газовая струя, содержащая, в том числе, небольшую часть пылевой фракции. Энергия нагретых газов используется в блоке сушки для снижения влажности вновь поступающего увлажненного ила.
Области применения огневого блока
Пиролизная установка утилизации активного ила сточных вод предназначена для применения на очистных станциях после обезвоживания на фильтр-прессах. Основными отличительными преимуществами предлагаемой установки обезвреживания активного ила от существующих технологий сжигания ила в печах взвешенного слоя являются:
Основное отличие разработанной пиролизной установки от аналогов
В настоящее время как за рубежом, так и в России распространены пиролизные установки небольшой производительности. Имеются установки как непрерывного, так и циклического действия. Главный недостаток этих установок - техническое несовершенство, заключающееся в низкой надежности их работы. Специалистами КЭР-Холдинга (г. Казань) разработана установка непрерывного пиролиза, отличительной стороной которой является безопасность процесса и организация непрерывной подачи отходов в пиролизную камеру с последующим удалением этих газов и минерального остатка непосредственно в камеру горения. Причем, пиролизная камера конструктивно расположена в самой камере горения.
Комплекс обезвреживания в составе с пиролизной установкой позволяет утилизировать осадки сточных вод с влажностью до 80 %. Осадки сточных вод предварительно осушаются до влажности 20%. После сушки имеют форму гранул размерами от 3 до 7 мм. Калорийность таких осадков составляет в среднем 10 МДж/кг. Максимальная производительность существующей установки составляет 300 кг/ч сухого или 1800 кг/ч обводненного ила. В результате утилизации 300 кг/ч высушенного сырья образуется в среднем 60–90 кг минерального остатка V класса опасности. Количество образующегося минерального остатка зависит от технологии и режима работы очистных сооружений.
Описание работы установки
Установка функционирует следующим образом. Высушенные осадки загружаются в бункер. При помощи поджиговой горелки (серийно выпускаемой блочной горелки на жидком топливе) разогревается камера горения и пиролизная камера. Пиролизная камера имеет возможность вращаться вокруг своей оси с разной скоростью. Благодаря этому обеспечивается равномерность нагрева ее стенок. После этого включается шнековый транспортер и гранулы подаются в пиролизную камеру. Начинается нагрев осадков сточных вод и их газификация. Пиролизные газы поступают в камеру горения. Через боковые воздушные щели в камеру горения подводится воздух от электровентилятора. Направление истечения воздушных струй -тангенциальное, благодаря чему пиролизные газы в вихревом воздушном потоке интенсивно смешиваются с воздухом, образуя горюче-воздушную смесь. От продуктов сгорания поджиговой горелки смесь воспламеняется и в камере горения формируется огненный вихрь. После розжига смеси поджиговая горелка выключается и дальнейшее поддержание необходимой тепловой нагрузки в пиролизной камере и в камере горения осуществляется за счет сжигания пиролизных газов. Проскок пламени и попадание окислителя воздуха непосредственно в пиролизную камеру исключены, так как давление газов в пиролизной камере всегда больше, чем в камере горения. Благодаря такому техническому решению предотвращаются всевозможные «хлопки» газовоздушной смеси, что выгодно отличает данную конструкцию от аналогов. Температура газов в камере горения не превышает 800 0С, что достаточно для поддержания температуры в пиролизной камере на уровне 600…650 0С. В камере горения окислительно-восстановительные процессы происходят при нехватке кислорода воздуха, т.е. при коэффициенте избытка воздуха меньше 1. Что это дает:
- Защищает металлические элементы конструкции от перегрева.
- Способстсвует удешевлению конструкции камеры горения (нет необходимости в использовании теплозащитных покрытий).
- Химически устойчивые соединения нагреваются и разлагаются, образуя активные радикалы. В дальнейшем, в окислительной среде эти радикалы активно догорают.
Окончательно вредные газовые компоненты окисляются в камере дожига в высокотемпературной окислительной среде, температура в которой достигает 1000…1100 0С. Окислительная среда обеспечивается за счет подвода вторичного воздуха. Время пребывания газовых компонентов в огневом блоке достигает не менее 2 с, что обеспечивает надежное условие для обезвреживания веществ диоксиновой группы. На выходе из огневого блока формируется высоконагретая газовая струя, содержащая, в том числе, небольшую часть пылевой фракции. Энергия нагретых газов используется в блоке сушки для снижения влажности вновь поступающего увлажненного ила.
Области применения огневого блока
Пиролизная установка утилизации активного ила сточных вод предназначена для применения на очистных станциях после обезвоживания на фильтр-прессах. Основными отличительными преимуществами предлагаемой установки обезвреживания активного ила от существующих технологий сжигания ила в печах взвешенного слоя являются:
- исключение выбросов опасных веществ диоксиновой группы за счет экологически чистого процесса пиролиза ила;
- исключение затрат на организацию, содержание и рекультивацию иловых карт накопления, а также логистику транспортировки.
- исключение потребления природного газа, используемого в классических печах сжигания/сушки. Энергии ила достаточно для того, чтобы «уничтожить самого себя»
