Контрольная работа: Достоинства и недостатки сжигания промышленных отходов в различных видах печей. Методы переработки резиносодержащих промышленных и бытовых отходов

Таб. 1. Достоинства и недостатки сжигания ПО в многоподовой печи.

№ п/п	Достоинства	Недостатки
1	Подовые печи отличаются простотой обслуживания и устойчивостью работы при колебаниях количества и качества обрабатываемых отходов, небольшим уносом пыли.	Для воспламенения отходов необходимо дополнительно использовать горючий газ. Это дополнительные расходы
2	Зола, выходящая из патрубка, обычно гасится водой, которая затем направляется в отвал. Следовательно, использованная вода может применяться повторно	Требуется большой объем воды для гашения выходящей золы.
3	Тепло, выработанное в котле, может использоваться непосредственно в виде пара или расходоваться на производство электроэнергии.	Низкие удельные тепловые нагрузки, наличие вращающихся элементов в зоне высоких температур, высокие капитальные и эксплуатационные затраты.

1.3 Сжигание промышленных отходов в барабанной печи

Барабанные печи – основной вид теплоэнергетического оборудования, которое применяется для централизованного сжигания твердых и пастообразных ПО. Этими печами оснащены практически все станции обезвреживания ПО, построенные в странах Западной Европы за последние годы. Основным узлом барабанной печи (рис. 2) является горизонтальный цилиндрический корпус 1, покрытый огнеупорной футеровкой 2 и опирающийся бандажами 6 на ролики 7. Барабан наклонен под небольшим углом в сторону выгрузки шлака и в процессе работы вращается со скоростью 0,8—2 мин^-1 , получая движение от привода 10 через зубчатый венец 9. Во избежание продольного смещения барабана предусмотрены ролики 8.

Твердые и пастообразные отходы подаются в корпус печи с ее торца в направлении стрелок А. В случае необходимости дополнительное топливо или жидкие горючие отходы (растворители) распыливаются через форсунку (стрелка Д), повышая температуру внутри печи. В зоне 12 поступивший материал, перемешиваясь при вращении печи, подсушивается, частично газифицируется и перемещается в зону горения 13. Излучение от пламени в этой зоне раскаляет футеровку печи и способствует выгоранию органической части отходов и подсушке вновь поступившего материала. Образовавшийся в зоне 24 шлак перемещается к противоположному торцу печи в направлении стрелки В, где падает в устройство для мокрого или сухого гашения золы и шлака.

Рис. 2. Схема барабанной печи А - загрузка отходов; С - дымовые газы; В - выгрузка золы (шлака);

Д - дополнительное топливо; Е - воздух; Г - тепловое излучение; 1 -корпус барабанной печи; 2 - футеровка; 3 - разгрузочный торец; 4 -присоединительные сегменты; 5 - вентилятор; 6 - бандажи; 7 - ролики опорные; 8 - ролики боковые; 9 - зубчатый венец; 10 - привод;11 - зона испарения воды; 12 - отходы; 13 -- зона горения; 14 - зола (шлак)

№ п/п	Достоинства	Недостатки
1	Высокая удельная производительность, надежность в работе, простота эксплуатации гарантируют оптимальное применение оборудования и делают его незаменимым во многих отраслях промышленности.	Газы, покидающие печь, могут содержать несгоревшие примеси, поэтому обычно после барабанной печи в схеме установки предусматривается камера дожигания.
2	Достоинством барабанных печей является малое содержание пыли в отходящих газах, возможность сжигать отходы с большой зольностью и влажностью	Низкая удельная тепловая и массовая нагрузка топочного объёма, разрушение футеровки в процессе работы, высокие капитальные и эксплуатационные затраты.
3	Существуют серийно производимые барабанные печи, предназначенные не только для сжигания осадков сточных вод и твёрдых бытовых отходов, но и для термической переработки нефтешламов, буровых шламов и опасных отходов	Не обеспечивает полной очистки Для очистки отходящих газов предусматриваются скрубберы или электрофильтры. Следовательно, необходимы, дополнит устройства. .
4	Необходим дополнительный расход используемых реагентов
5	Многостадийность и сложность технологического процесса
6	Значительная затрата электроэнергии

1.4 Сжигание промышленных отходов Американская установка надслоевого горения

В США создана крупногабаритная установка для надслоевого сжигания горючих отходов с принудительной подачей воздуха в зону горения (рис. 3). Прямоугольная камера сгорания 3 печи, футерованная огнеупорным кирпичом, имеет зазоры 4 для охлаждения ее воздухом. Днище 2 камеры сгорания, выполненное также из огнеупорного кирпича, наклонено к горизонтали и лежит на песчаном основании 1. В углубленной части камеры расположена клапанная коробка 11, имеющая в верхней части ряд отверстий 10. Насос 12 через трубопровод 13 соединяется с резервуаром жидких отходов. Вентилятор 9 напорным воздуховодом 7 соединен с коллектором 6, расположенным вдоль стены камеры сгорания и заканчивающимся соплом 5 .

В процессе работы установки отходы подаются насосом в камеру сгорания, где образуется слой, почти целиком закрывающий днище печи. С помощью легковоспламеняющейся жидкости (бензин, керосин и т.п.) поверхность отходов поджигается. В то же время включается вентилятор 9; воздух начинает поступать в сопла коллектора и доставляет кислород в зону горения, футерованные стенки камеры сгорания постепенно раскаляются и становятся источником излучения, способствующим испарению летучих компонентов сжигаемых отходов. При правильном регулировании подачи горючих отходов и воздуха сгорание отходов может быть достаточно полным.

Установки такого типа относительно просты, не требуют сложной предварительной обработки отходов и могут применяться в местах их централизованного сжигания. К недостаткам установок следует отнести громоздкость, а также неуправляемость процессом при вскипании воды под слоем отходов.

Рис. 3. Американская установка надслоевого горения: 1 - песчаное основание; 2 - днище камеры сгорания; 3 - камера сгорания; 4 - воздушный зазор; 5 - сопло; 6 - коллектор; 7 - напорный воздуховод; 8 - слой жидких отходов; 9 - вентилятор; 10 - отверстия, клапанной коробки; 11 - клапанная коробка; 12 - насос; 13 - трубопровод

Таб. 3. Достоинства и недостатки сжигания ПО в Американской установке надслоевого горения.

№ п/п	Достоинства	Недостатки
1	Установки такого типа относительно просты, не требуют сложной предварительной обработки отходов и могут применяться в местах их централизованного сжигания.	Громоздкость установки.
2	Основное достоинство – относительная простота печи (топки, горелки), малая чувствительность к загрязненности и обводненности горючего отхода.	Неуправляемость процессом при вскипании воды под слоем отходов.
3	Сжигание с турбулизацией слоя отходов механическими устройствами является более эффективным процессом.	Если эти отходы не перемешивать в процессе работы печи, то горение даже при правильном соотношении "воздух-горючее" идет неинтенсивно вследствие низкого уровня тепло- и массообменных процессов; образуются застойные зоны, где возможно расслаивание эмульгированной воды, а это приводит к ее внезапному вспениванию и погашению пламени.
4	При правильном регулировании подачи горючих отходов и воздуха сгорание отходов может быть достаточно полным.	С течением времени на днище печи накапливаются несгоревшие твердые примеси, содержащиеся в отходах, а также кокс и частично оплавляющиеся зольные отходы.
5	Простота технологического процесса.	По мере увеличения слоя твердых примесей происходит экранирование находящихся ниже жидких горючих отходов от излучения пламени, в результате чего уменьшается степень газификации горючих компонентов, снижается производительность печи и требуется ее остановка для проведения чистки.

1.5. Сжигание промышленных отходов в печи Сатору и Накано (Япония)

По мере увеличения слоя твердых примесей происходит экранирование находящихся ниже жидких горючих отходов от излучения пламени, в результате чего уменьшается степень газификации горючих компонентов, снижается производительность печи и требуется ее остановка для проведения чистки. Поэтому целесообразнее создавать печи с принудительным перемешиванием слоя отходов и с механической выгрузкой твердого остатка (рис.4). Японская печь конструкции Сатору и Накано выполнена в виде воздухоохлаждаемой цилиндрической камеры сгорания 2 с узким газоходом 1. Днище 5 камеры в центре имеет отверстие, через которое проходит воздухоохлаждаемый пустотелый вал 8. На конце вала закреплены полые радиальные лопасти 4 с отверстиями 3 для выхода воздуха. Лопасти снабжены скребками 11. Для выгрузки золы и кокса в днище печи предусмотрен люк 6. Подача необходимого для горения воздуха производится от воздуходувок 9 и 10.

Рис. 4. Печь Сатору и Накано (Япония)

1 - газоход; 2 - камера сгорания; 3 - отверстия для воздуха; 4 – радиальные лопасти; 5 - днище; 6 - разгрузочный люк: 7 - привод; 8 - пустотелый вал; 9, 10 - воздуходувки; II - скребки; 12 - воздушные отверстия; 13 - кольцевая полость

Работает печь следующим образом: на днище 5 относительно тонким слоем заливают отработанное масло и поджигают. Воздух, необходимый для горения, от воздуходувки 9 подается в кольцевую полость 13 и входит в камеру сгорания через отверстия 12 в стенках печи. Одновременно с началом горения масла включается механический привод 7, передающий вращение на вал .Радиальные лопасти 4 со скребками 11 перемешивают и усредняют слой отходов. Воздух, подаваемый от воздуходувки 9, охлаждает вал 8, а также лопасти 4, через отверстия в которых выходит в зону газификации, доставляя туда кислород. После прекращения подачи отходов негорючие частицы, зола и кокс перемещаются лопастями к люку 6 и выгружаются.

Преимущество данной конструкции перед предыдущей состоит в упорядочении и интенсификации процесса сжигания отходов. Металлические детали (лопасти мешалки) охлаждаются воздухом и не подвержены короблению.

Таб. 4. Достоинства и недостатки сжигания ПО в печи Сатору и Накано(Япония)

№ п/п	Достоинства	Недостатки
1	Преимущество данной конструкции состоит в упорядочении и интенсификации процесса сжигания отходов.	После прекращения подачи отходов негорючие частицы, зола и кокс перемещаются лопастями к люку и выгружаются. Остаются негорючие частицы.
2	Металлические детали (лопасти мешалки) охлаждаются воздухом и не подвержены короблению	Сложная конструкция печи
3	Имеется система с принудительным перемешиванием слоя отходов и с механической выгрузкой твердого остатка	Сложность технологического процесса
4	Небольшое число используемых реагентов
5	Повторное использование сырья (в данном случае – масла)

ЧАСТЬ II

2.1 Вступление