Waste Mam Описанието на алтернативните топлинни практики за преобразуване на отпадъците в безвредни материали и оползотворяването им като топлина, пара, електрическа енергия или коефициент включва всички процеси, превръщащи съдържанието на отпадъци в газ, течни и твърди продукти или последващо освобождаване на топлинна енергия Съгласно Новата рамкова директива за отпадъците 2008/98/EC, третирането на отпадъците, придружено от значимо, включено в приоритетите в сектора на отпадъците, показва, че оползотворяването на енергията е по-желан вариант по отношение на крайното обезвреждане Рециклиране на твърди битови отпадъци Rerecycling REОползотворяване на енергия Обезвреждане Фигура 2 Пирамида на приоритетите в отпадъците по целия свят Технологично напредналите страни в областта на управлението на отпадъците се характеризират въз основа на данни на Евростат процентите на битовите отпадъци, третирани с термични методи за 2007 г. в Денмбург, Холандия, Франция (Autret et al, 2007) Германия, Белгия и Австрия са били 53 % 47%, 47%, 38%o, 36%, 35%6, 34% и 28% съответно. От друга страна, все още има държави-членки, които не прилагат топлинни техники за обработка на генерираните битови отпадъци, особено в Южна Европа и Балтийско море. Такива страни включват България, Естония, Исландия, Кипър, Латвия, Литва, Словения, Малта, Полша, Румъния и Гърция и Европа и по света са предоставени данни, отнасящи се до изгаряне - масово изгаряне, газификация и плазмени технологии елементите на всяка технология, индикативните съответни реакции, както и термичният процес на праскова, системите за подгряване на леглото също се обсъждат
Управление на твърди отпадъци чрез прилагане на термични методи FEEDSTOCKC OxYGEN PLAGASIFIERO GAS CLEAN-UPCLEAN SYNGASTO POWER Фигура 7 Схематична диаграма на процес на газификация Твърди вещества: Всички видове въглища и петролен кокс (нискостойностен страничен продукт от рафинирането) и биомаса, като дървесни отпадъци, селскостопански отпадъци и битови отпадъци Течности: Течни остатъци от рафинерии (включително асфалти, битум и други остатъци) и течни отпадъци от химически заводи и рафинерии като: природен газ или отпадъчни газове от рафинерии/химикалиB) Газификаторът реагира с кислород (или въздух) и пара при конструкции на високо газификатор , отличаващи се с използването на мокър или сух фураж, използването на въздух или кислород, посоката на потока на актьорите (нагоре-flВ момента газификаторите са способни да обработват до 3 000 тона/ден изходна суровина след директно захранване (в случай на газ или течност суровината, въведена в газификатора, заедно с количеството въздух или кислород и пара Температури в газификатор1, 400-2800 градуса по Фаренхайт Топлината и налягането вътре в газификатора разкъсват химичните връзки на суровината, образувайки синтетичен газ Синтетичният газ на H? и CO и, в зависимост от технологията на изпокиране, количества CHD2, H2S и водна пара Syngas могат да бъдат изгорени до парогенератор и пара
или се използва като градивен елемент за различни химикали и горива Синтезният газ обикновено има топлинна стойност от 250-300 Btu/scf, в сравнение с природния газ при приблизително 1000. Обикновено 70-85% от въглерода в суровината се преобразува в синтетичния газ. Съотношението на въглеродния оксид към водорода зависи отчасти от съдържанието на водород и въглерод в суровината и вида на използвания газификатор. Системите за газификация използват почти чист кислород (за разлика от въздуха), за да спомогнат за улесняване на кислорода чрез отделно съвместно захранване на захранването инжекторни газове, произведени в газовите нива на Лъжи, че в бирата газът се охлажда, следите от минерали, процесите на частици, общи за химическата и рафиниращата промишленост. За храни (като въглища), съдържащи живак, повече от 95% от живака може да бъде отстранен от синтезния газ с помощта на сравнително малки и наличен в търговската мрежа слой от активен въглен E) Газификаторите за захранване със странични продукти произвеждат подобен на стъкло страничен продукт, наречен шлака, който е материал. Освен това в повечето инсталации за газификация повече от 99% от сярата се отстранява и възстановява или като сяра, и като основен въглероден оксид компонентите на синтетичния газ са основните градивни елементи на редица други продукти, като химикали и торове. В допълнение, инсталацията за газификация може да бъде проектирана да произвежда повече от един продукт наведнъж (съвместно производство), като например производството на електроенергия, пара и химикали (напр. метания) Тази гъвкавост на полигенерацията позволява ефективност на съоръжението и в неговите Основни типове газификатори Хоризонтален стабилен слой Флуидизиран слой (Groi et al, 2006) Множество огнища Ротационни съоръжения със стабилен слой, както и такива с кипящ слой са съоръженията с вертикален стабилен слой прищявка имат обща цена, но след това (тя трябва да бъде хомогенна, напр. Въз основа на резултатите от пилотни приложения за единици, които са работили при температури
Управление на твърдите отпадъци чрез прилагане на термични методи Произведеният твърд остатък има висока абсорбционна способност и може да се използва в съоръжения за двигателя, достигайки 76% от производителността в случай, че се използва (Belgiorno et al, 2003) Обобщавайки, газификацията не е процес на изгаряне или горене Ако газификацията е била, която произвежда по-ценни и полезни продукти от въглероден материал, процесите на газификация и горене превръщат въглеродния материал в газове
Газификация при абсорбиране, докато целите на горенето са термично разрушаване на захранващия материал и отклоняване на захранващия материал, екологично чисти междинни продукти, които могат да се използват за цели, включително химически, горивни и едукционни Елементи, които обикновено се срещат O, sCl се превръщат в aCO, H ,, H o, CO,, NH3, n2, CHi, H2S, HCL, Cos, HCN, елементарен въглерод и следи от по-тежки въглеводородни газове Продуктите от процесите на изгаряне са CO2, H2O, SO, NO, NO и HCI Изгаряне на твърди вещества, тежки масла и въглеродни промишлени и битови отпадъци Първо, сярата и нитрокиселинен дъжд намаляват значително поради пречистването на синтезния газ. Сярата в газовете2, докато азотът в захранването се превръща в двуатомен азот (n:nd NH3, както H25, така и NH3 са Следователно, ако полученият чист синтетичен газ се изгори в газова турбина до производство или в котел за производство на пара или гореща вода, производството на сяра и оксиди се намалява значително. Ако чистият синтетичен газ се използва като междинно производство на химикали, тези прекурсори на киселинния дъжд не се образуват
Частиците в суровия синтетичен газ също са значително намалени поради множество газови системи, използвани за посрещане на изискванията на производителите на газови турбини, Particulatelace в първичните циклони или сухи филтри и охлаждането и киселинния газ. Второто основно предимство е, че фуран и диоксинови съединения не се образуват по време на газификацията на органичната материя са аогенни замърсители, The1 Липсата на кислород в редуциращата среда на предварителното образуване на газификатора и ограничава хлорирането на всеки2 Високата температура на процесите на газификация ефективно унищожава всеки фуран или диоксин. Освен това, ако горивната турбина, където има излишък на кислород, не благоприятства образуването на свободен хлор В допълнение, не се очаква образуване на диоксин или фуран след горене. Много малко от необходимите за образуване на тези съединения след горене присъстват в димния канал. Налични са ограничени данни за концентрацията на летливи органични съединения, полулетливи газови съединения (SVoCs) и полициклични ароматни въглеводороди (PAHs) от процеси. Наличните данни показват, че vOcs, SvOCs и Pahs са елки (от порядъка на части на биосинтетичен газ също показва повече от 9999 процента хлоробензен и част от избрани PAHs и VOCs (Rezaiyan Cheremisinoff, 2005; Klein, 2002, Radian International LLC 20004 е термичното разграждане чрез използване на температури от 450 до 750C, в отсъствието, в резултат основно на H2, CO, CO CHa и комбинирани въглеводороди. Синтезният газ може да се използва в котли, газови турбини или вътрешно на органични материали тази плочка е оставена като овъглен материал I дънна пепел, която изисква изхвърляне, въпреки че пиролизата се използва за производство на тухлени материали Пиролизата включва термично разграждане на органични отпадъци в отсъствието на свободен кислород, за да се произведат ненужни овъглища, масла и запалими газове, въпреки че пиролизата е вековна, относителна е термолизата, която технически по- точен пълен гладен въздух, а не пълно отсъствие на кислород. Въпреки че всички продукти на пиролизата на горивото за захранване се получават, това масло може да се използва като течно гориво за изгаряне в котел или като заместител на дизеловите бутални двигатели, въпреки че това обикновено изисква допълнителна обработка( Институт на машинните инженери, 2007 г.)
Управление на твърдите отпадъци чрез прилагане на термични методи Реакциите taki如предимно са такива на разлагане, при които органичните компоненти на CxHv→CcHd+CmHnхидрокции, които lfrCxHy→CH2+ кокс В случай на наличие на кислород се произвеждат CO и CO2 или е възможно взаимодействието с вода Произведеният кокс може да се изпари в O2 и CO2 продуктите могат да бъдат течни, твърди и газообразни. По-голямата част от тях се превръщат със 75-90 в летлив заместител на твърд остатък (кокс). Въпреки това, поради наличието на влажност и вещества, количеството летливи вещества варира от 60 до 70%, а коксът между 30 и 40% За да се постигне успешна работа на пиролизно съоръжение, непрекъснатият контрол е Moreov без процеси, протичащи поради разработването на метода или вариация на състава, която не включва метали и разделяне при източника или механично разделяне) В Освен това, необходима е специалност за Твърд въглерод, разреден в няколко инертни продукта Газ Прахови частици, CO, CO2, CH+, H700 m3 отпадъчни газове/тон отпадък CH3COOH, CH3COCH3, CH3OH, пълна Таблица 1 Кратко описание на твърдите, течните и газообразните продукти от операцията на апиролиза без пиролиза температура (C)3363413182061652863241253031312403385(btu/St/t) Таблица 2 Състав на произведения газ при различни температури на пиролиза Отпадъчна маса дали продуктите отговарят на спецификациите за търговско гориво (главно благодарение на три продукта. Пропорциите на продукта зависят от естеството на отпадъците, температурните условия и използваните материали са твърд остатък и синтетични газови компоненти образуват катрани и се отстраняват и поради (понякога описван като овъглен) еСъставните части на синтетичния газ включват въглероден окис OC част от тях могат да бъдат кортипично хаалорификокондензируеми фракции могат да бъдат събрани от типично съоръжение за пиролиза, което се извършва следното изсушаване на твърдо вещество (100-200C първоначално разлагане на вещества, започване на разлагането на Has и CO2 Разкъсване на връзките на алифатни вещества - Начало на разделянето на CH4 и други Обогатяване на произведените m Превръщане на материали от каменовъглен катран в горивен материал и катран (400-600oC) Разграждане на устойчиви материали - Образуване на ароматни вещества (600Ctic вещества, процеси за водород от органични вещества като утадиен и т.н. (600C) Намаляване на размера D фетален 60 kg1000 kggokg Термолизер nert g0 kg Вода 220 kg Термолиза Газ 380 kgg 8a схематична диаграма на процеса на газификация
Управление на твърди отпадъци чрез прилагане на термични методиОсновните предимства на пиролизата в сравнение с изгарянето са, че температурата на местоположението е по-ниска от температурата на изгаряне, така че съоръжението е напрегнато, отколкото в инсинератора. Решението се извършва в редуцираща атмосфера, а не в окисляване като изгаряне, Търсенето също причината за по-малко емисии във въздуха пиролиза Съдържанието на пепел във въглерода е много по-високо, отколкото в случая на Металите, които са включени в отпадъците, не се окисляват по време на пиролизата и имат по-висока търговска стойност Не се получава пепел от изгарянето на газ за лиза и почистването на основните недостатъци на пиролизата включват: Големият проблем на тази техника е, че е необходима предварителна обработка, включително значително намаляване на разходите за след това инсталиране и експлоатация на такива единици Продуктите от пиролиза не могат да бъдат изхвърлени без допълнителна обработка
Съоръженията за пречистване на газове и отпадъчни води изискват изключително високи разходи. Понастоящем приложението на метода в голям мащаб е ограничено. Независимо от това, перспективите за реактори със средна температура с формата на въртящ се барабан или флуидизирана5 Плазмена технология51 ГенераВсеки газ, от който поне процент на неговите и зарядите на електробалансирания bКато резултат от електрически разряд от преминаващия ток (непрекъснат, алтернативен или с висока честота) през газа и от негосъпротивление се характеризира като четвъртото състояние на материята и се различава от идеалните газове, тъй като се характеризира с колективни явления, произлизащи от невзаимодействие само със съседни частици чрез сблъсъци, но те също носят влиянието на средно магнитно поле, което се генерира от останалите заряди. В голям брой колективни явления се случват по-бързо от характерната колхология може да се използва като инструмент за зелена химия и разточителство на химичните процеси Те се характеризират с висока електронна плътност, повишени температури и налягания, химическата реактивност и охлаждане. Плазмената технология е много драстична, perahur Ce на силно реактивна атомна плазма и характеристиката на тези плазми е много по-висока в сравнение с други термичниУправление на твърди отпадъци Приложението на термичните методи Накрая, първият опит за третиране на битови отпадъци в Гърция с използването на газификация, базирана на изгаряне на по-високи от стехиометрични), обикновено при температури при отпадъчни газове, съставени основно от карбониди (CO2) и вода (H2O). Друго По време на пълното изгаряне има кислород в излишък, следователно, стехиометричната реакция на изгаряне стойността „1" В коефициента е равна на „1", няма въглероден оксид(Co)изразен газ200C Реакциите, които тогава протичат arCxHy +(x+ y/4)O2-xCO2+y/ H2OIcorкъдето произведеният co, реагира с c, който не е бил coCO при по-висока температураC+OO2+17258→2C0(3) Целта на този метод за термична обработка е намаляването на обема на третираните отпадъци с едновременно използване на съдържащата се енергия Възстановената енергия може да се използва за производство на електрическа енергия хебетон битови отпадъци07 MWh електричество и 2 MWh централно отопление По този начин, изгаряйки около 600 тона отпадъци на ден, MW електрическа мощност200 MWh топлофикация би могло да бъде от твърдите битови отпадъци със 75%, от големи количества твърди отпадъци (повече от 100 000 тона годишно) са постигнати условия, така че пълното изгаряне на горивния материал и окисленията при температурата на горивната сърцевина на горивната маса в рамките на пещта осигуряват подходящо време на престой на отпадъците в зоната на горене (Gidaakos, 2006)
Депа Допълнителна обработка на пепел Фиг. 3 Схематична диаграма на процеса на изгаряне в почвата, повърхностни рискове за човешкото здраве, от изгарянето и съвместното изгаряне на отпадъци (Europeanission, 2000)
Управление на твърдите отпадъци чрез прилагане на термични методи Система за претеглянеСистемата за претегляне действа при контрола и записването на за минимизиране на времето, през което превозните средства остават на това приемане. Поради факта, че отпадъците не пристигат на базата на захранването на съоръжението), съществуването на мястото за приемане и временно съхранение на отпадъци се счита за необходимо по начина, по който се гарантира следното прехвърляне се получава хомогенността на отпадъците, които се използват като захранващ материал се постига гладкото захранване на съоръжението е осигурено Освен това проектът на мястото за приемане трябва да се основава на второстепенния случай, твърдия отпадъците трябва да се правят дни, за да се избегнат миризми, докато дъното на площадката трябва да бъде подложено на атмосферни влияния, за да позволи на инфилтратите и отпадъчните води от измиване да изчезнат. Система за захранване, съобразена със скоростта и скоростта на захранване на инсталацията. Огнището на изгаряне в съоръженията за изгаряне се постига чрез горелката, която работи с вторичен гориво Основни параметри за подходяща работа Постигане на минималната желана температура Адекватно време на горене Постигане на условия на турбулентност/ хомогенно изгаряне на отпадъци, което е енергийното съдържание на пътя за производство на пара (съседни промишлени съоръжения или за отопление на градски зони Налягане, температура и скорост на производство на пара основен параметър ефективната работа на кипящата система за отстраняване на остатъците20-40% от теглото на събраните в бункерите, където те се прехвърлят със система за контрол на емисиите частици, HCl, HF sO, диоксини и отпадъци Ma Генерираните емисии във въздуха съдържат типичните продукти от горенето (CO, COz, NO, sO2), изпускане на кислород, прахови частици, както и други състави на други съединения, като HCl, HE, суспендирани частици, които съдържат тежки метали, диоксини и фурани, зависят от състава на отпадъците, които са подложени на изгаряне Количество от 4000 прах да бъдат контролирани чрез прилагане на подходящи системи против замърсяване, като електростатични филтри Кули за мокро почистване, въртящи се пръски Диоксин или фуран се отнася до молекули или съединения, съставени от въглерод и кислород Тези свойства на флора или бр. Повечето изследвания върху халогенирани диоксин и фуран са свързани с процеси на изгаряне на диоксин и фурам, включително домашни и изгаряне на медицински отпадъци или изгаряне след изгаряне на охлаждащата система на димните газове поради пизорни съединения, свободен хлор или неизгорели въглеродни и медни видове в летливата пепел Токсичното влияние на диоксините и f не беше изяснено до края на приложениетоTEQ-Токсичен еквивалент на диоксина емисии
В резултат на това емисиите на диоксин са намалели до една хилядна спрямо 1987 г., достигайки стойности, по-ниски от 10 gr. Отбелязано е, че въз основа на данни от САЩ изгарянето на около 600 g годишно фурани се произвежда в почти всички процесите на горене, в газовата фаза, докато температурата е възможна 300Cre, образуването и съдържанието им в кислород насърчават тяхното образуване. Следователно условията на работа са образуването на диоксин в по-висока степен от състава на отпадъците, разпределението на dfurans за човека, което трябва да предприеме основни и вторични мерки, така че ограничават такива отстранени емисии, циклоните (отстраняване на ефикасни електростатични утаители (ефективност на отстраняване 99995%) и Освен отстраняването на суспендираните продукти по време на изгаряне са описани накратко
Управление на твърдите отпадъци чрез прилагане на термични методи90Боклук в задния двор (герой Изгаряне на бъчва в задния дворnМетално замърсяване Намаляване на WTEation (edcatemissions 1987-20022D024Fig 4 dioxssion в САЩ (Deriziotis, 2004)Fig 5 Циклони (вляво), електростатични филтри (в средата)& bagfilter(rightBagfilter: Материали, където суспендираните частици са задържани
В зависимост от изискванията, материалът на филтрите е от естествени влакна, електростатични филтри (електро филтри: Те се състоят от катод, който може да бъде тънка тел и анод. Друга конфигурация включва система между анода и катода, когато частиците влизат в катодното поле, те образуват положителния полюс (анод) Скоростта на частиците зависи от теглото и кулоновите сили, които се развиват
d върху развитието на центробежната сила при th. Частиците, дължащи се на центробежната сила и въртящите се флорали и след това се преместват надолу. Циклоните често се прилагат заедно с. Отпадъчните води се генерират от използването на вода по време на процеса на изгаряне и в абсорбционните кули (2 mf отпадъчни) утаители (утаители) Потокът от отпадъчни води съдържа твърди вещества, както и разтворени органични и органични вещества. Характеризира се като опасна отпадъчна вода и специфично третиране се извършва преди окончателното му изхвърляне. Твърдите остатъци, които се генерират по време на изгарянето, могат да бъдат категоризирани Летяща пепел: Това е най-леката фракция от генерирани твърди остатъци и концентрации на тежки метали и се характеризира като опасност от процеса на изгаряне (неорганична материя) и се събира на дъното на филтърния прах Потокът от твърди остатъци трябва да се третира преди окончателното им изхвърляне, докато основната част от тяхното количество се рециклира чрез прилагане на специфични процесиВидове от нашите видове инсинератори, като подвижна решетка, неподвижна решетка, ротационен кипящ слой и т.н. (Фиг.
6) Подвижна решетка. Типичната инсталация за твърди битови отпадъци е инсинератор с подвижна решетка. Решетката позволява движението на отпадъците през горивната камера да обработва до 35 тона отпадъци и може да работи 8000 часа на ден и да поддържа около една продължителност, наричана общинска Инсинератори за твърди отпадъци Отпадъците се въвеждат от отпадъци през "гърлото" в единия край на решетката, от ямата за пепел в другия, отстранен през воден шлюз Част от въздуха за горене (първичното изгаряне се подава през решетката от така че има за цел да охлади самата решетка Ct механичната якост на решетката и движението също така
Управление на твърдите отпадъци чрез прилагане на термични методи. Вторичният въздух за горене се подава в котела при висока скорост на изгаряне на димните газове чрез по-добро смесване на излишък от кислород. В много вторичен въздух за горене се въвежда в отделна камера след първичния Съгласно Европейските инсталации за изгаряне на отпадъци трябва да инсталират резервни спомагателни горелки (често чрез които се пълнят в прегревателите, където топлината се прехвърля на пара до 400C при налягане от 40 barhe генериране на електроенергия в Често инсталациите за изгаряне се състоят от няколко отделни котелни линии“(котли) и инсталации за третиране на димни газове), така че получаването на отпадъци да може да продължи в една линия на котела, докато другите са Фиксирана решетка По-старият и по-опростен тип инсинератор с облицована с тухла клетка с фиксирана метална пластина, отваряща се отгоре или отстрани за зареждане и друг отвор в негоримата твърди вещества, наречени клинкери Ротационната пещ на пещта за изгаряне има две камери, първична камера и вторична камера. Първичната камера се състои от наклонена цилиндрична тръба, облицована с огнеупорна облицовка. Движението на ускорява движението на отпадъците. или пароструйки необходимата тяга
пепелта пада през решетката, но много частици са горещите газове. Частиците и горимите газове могат да се изгорят след това. Кипящ слой Според технологията, която се прилага за този тип инсинератор, силен въздушен поток се прокарва през пясъчно легло. Въздухът се просмуква през пясъка, докато се достига точка, където след това частиците се разделят, за да пропуснат въздуха и се получава смесване и разбиване, като по този начин се получава флуидизирана3 Gasificat31 GeneraOCIke биомаса, утайка от твърди битови отпадъци до електрическа енергия, ценни продукти, като химикали, торове, заместител на природен газ, Отпадъци MaFig 6 три вида на инсинератори: (а) фиксирана решетка, (б) въртяща се пещ, (в) флуидизирани бедивъглеводороди (съединения на въглеводородни и кислородни молекули) до COz и HO
Това е процес на частично окисление, който произвежда композитен газ (синтетичен газ), състоящ се основно от водород (H2) и въглерод, поради което продуктът се използва директно от комбинирана топлина и P(CHP) или газова турбина с комбиниран цикъл, систематично подобрявайки общата топлинна ефективност на Основният недостатък е, че намали капиталовата инвестиция. Основните реакции, протичащи по време на газификацията, са окисляване (екзотермична) C+ O-CO2 (4реакция на изпаряване на водата (ендотермична) C+ H2O-C0+реакция на Худуард (ендотермична) C+ CO2+ 2реакция (екзотермична)C+ 2H2- +CHa32 Типична газифицирана типична инсталация за газификация включва) Изходна суровина Газификацията дава възможност за улавяне на полезни нискокачествени въглеводородни материали ("суровини, проектирани да работят с един материал или смес от суровини