Термические методы обезвреживания и утилизации ТБО
Существуют три метода термического обезвреживания и утилизации ТБО:
- слоевое сжигание исходных — неподготовленных отходов в топках мусоросжигательных котлов;
- слоевое или камерное сжигание специально подготовленных (обогащенных) отходов (освобожденных от балластных составляющих и имеющих относительно стабильный фракционный состав) в топках энергетических котлов или в цементных печах;
- пиролиз отходов, прошедших предварительную подготовку или без нее.
Горение отходов в топке, их слоевое сжигание (рис. 6.1) — сложный химический процесс, состоящий из элементарных химических реакций окислительно-восстановительного характера (табл. 6.1).
Реакция |
Тепловой эффект |
||
кДж/кмоль |
кДж/кг |
кДж/м3 |
|
С+О2=СО2 |
395000 |
32890 |
_ |
С+1/2О2=2СО |
110000 |
9160 |
— |
С+СО2=2СО |
—175500 |
—14610 |
— |
С+Н2О=СО+Н2 |
—130500 |
—10860 |
— |
С+2Н2О=СО2+2Н2 |
—132000 |
—10990 |
— |
С+2Н2=СН4 |
—74900 |
—6240 |
— |
СО+1/2О2=2СО2 |
225600 |
— |
12750 |
Н + 1/2О2=Н2О (жидкость) |
286220 |
— |
12780 |
Н2+ 1/2О=Н2О (пар) |
241800 |
_ |
10760 |
СН4+2О2=СО2+2Н20 (пар) |
801920 |
— |
35800 |
СО+Н2О=СО2+Н2 |
40400 |
— |
1800 |
С2Н4+3О2=2СО2+2Н2О |
1322500 |
— |
59040 |
Н2S+1,5O2=Н2О+SО2 |
518110 |
— |
23130 |
Н2+2Сl=2НСl |
92500 |
_ |
4130 |
Н2+2F=2НF |
270000 |
— |
12050 |
Примечание. Тепловые эффекты с положительным внаком происходят с выделением тепла (экзотермические реакции), а с минусом — эндотермические. |
Пиролиз отходов основан на способности органической массы отходов при нагревании в инертной среде выделять продукты термического разложения, такие, как СО, СО2, Н2, СН4, СnНт и др. Этот процесс происходит при подводе тепла (эндотермический процесс). В наиболее общем случае при пиролизе отходов протекают связанные между собой процессы — сушка, сухая перегонка (пиролиз), газификация, а также взаимодействие исходных горючих компонентов отходов с образовавшимися газообразными продуктами.
В отличие от пиролиза при газификации получаются частично окисленные газы (СО, альдегиды, фенолы, эфиры, кислоты, углеводороды, в том числе ПАУ и т.д.) за счет восстановительных реакций, в которые вступают продукты полного окисления, такие, как СО2, Н2O, НСl) и др. с углеродом или водородом, содержащимися в отходах, а также за счет неполного или частичного окисления углерода отходов. Газификация может протекать как с подводом тепла (эндотермические реакции), так и с выделением тепла (экзотермические реакции).
1 — исходное топливо; 2 — зона выхода летучих продуктов; 3 — зона газификации; 4— зона горения кокса; 5 —шлак
Рассмотренные методы направлены, с одной стороны, на санитарно-гигиеническое (огневое) обезвреживание ТБО, а с другой — на получение тепла при слоевом сжигании исходных или подготовленных отходов, а также на производство твердого, жидкого или газообразного топлива при пиролизе отходов.
Социальные сети