Барабанные вращающиеся печи для переработки и сжигания ТБО

Барабанные вращающиеся печи для сжигания исходных (неподго­товленных) ТБО применяют очень редко; чаще эти печи используют для сжигания жидких и пастообразных промышленных отходов, обла­дающих низким абразивным действием.

На рис. 5.127 представлен общий вид завода, на котором реа­лизовано слоевое сжигание отходов в барабанной вращающейся печи.

1 — загрузочная воронка, 2 — толкатель, 3 — вращающаяся барабанная печь, 4 — дожигательная камера, 5 — система гилако- и золоудаления, б — конвейер летучей золы, 7 — котел-утилизатор отходящего тепла, 8 — электрофильтр, 9 — дымосос, 10 — система газоочистки, 11 — труба

Барабанные печи устанавливаются с небольшим наклоном в направ­лении движения отходов. Скорость вращения печи- от 0,05 до 2 об./мин. Со стороны загрузки подаются отходы, воздух и топливо; шлак и зола выгружаются с противоположного конца печи. В первой части печи от­ходы подсушиваются (400°С), далее происходит газификация и сжига­ние (обычно при 900-1000°С).

При сжигании отходов в барабанных печах в принципе можно до­стичь более высоких температур горения, но высокотемпературное сжигание ТБО приводит к быстрому износу достаточно тонкой футе­ровки в печах этого типа (раз в полгода требуется замена внутренней футеровки печи - операция трудоемкая, сложная и дорогая, ее стои­мость составляет около 10% от стоимости самой печи). Для повышения долговечности печи иногда вместо футеровки применяют водяное ох­лаждение стенки барабана (например, по технологии фирмы «IHI», Япония), либо применяют охлаждение футерованной печи (фирма «Outokumpu», Финляндия).

Производительность барабанных печей - до 10 т/час (чаще 1-5 т/час).

В России для широкого практического применения предложена тех­нология «Пироксэл» (разработана АО «ВНИИЭТО»), испытанная на опытной установке в Москве и названная пиролизно-металлургической переработкой.

Технология «Пироксэл» предполагает трехстадийную термическую обработку отходов:

• сушка (до содержания влаги 20%);
• сжигание (либо пиролиз+сжигание) при температуре 900°С;
• электрошлаковая обработка остатков сжигания при 1400- 1500°С.

Первые две стадии осуществляются во вращающихся барабанах (рис. 5.128). В зону сушки подаются горячие дымовые газы после реа- гентной очистки, а в зону горения - подогретый до 400°С дутьевой воз­дух. Образующийся шлак и дымовые газы поступают в электропла­вильную печь (в данной главе не рассматривается).

1 - загрузочное устройство; 2, 4 - барабанные печи; 3 - промежуточ­ная камера; 5 - электропечь для плавки шпака; 6 - камера дожигания отходящих газов; 7,8 — реагентная очистка газов; 9 —реагентная станция; 10 — котел-утилизатор; 11 — рукавный фильтр; 12 — труба; 13 - дымосос; 14 — подача первичного дутья

Анализируя возможности широкого промышленного применения технологии «Пироксэл», можно отметить, что:

• не обоснована и не доказана правильность системного объединения в одну технологическую линию слоевого сжигания ТБО в барабанных печах и плавки шлаков в электропечи (с точки зрения до­стижения максимальной эффективности технологии, безаварийности и бесперебойности работы при заданной производительности, получения шлакового расплава заданного качества);
• использование для слоевого сжигания барабанных печей про­тиворечит мировой промышленной практике (как отмечено, для сжига­ния ТБО эти печи применяют очень редко, главным образом из-за быс­трого износа достаточно тонкой внутренней футеровки вследствие сильного абразивного действия компонентов ТБО).

Очевидные недостатки технологии:

• практически полная потеря металлов (выделяемый в электро­печи в виде донной фазы металлосодержащий продукт неизвестного со­става в форме тонкого скрапа не имеет рынков сбыта);
• отсутствие предварительной сортировки исходных ТБО, в результате все металлы попадают в электропечь, что обусловливает повы­шенный переход в газовую фазу при 1500°С таких опасных металлов, как цинк, кадмий, ртуть, свинец, олово и др.;
• высокие эксплуатационные расходы.

Барабанные вращающиеся печи не могут заменить традиционные печи с переталкивающими решетками. Технология «Пироксэл», по су­ществу, представляет собой случайную комбинацию слоевого сжигания ТБО в барабанных печах и переплавки шлаков в электропечи и для тер­мической переработки малопригодна.

В практике мусоросжигания барабанные печи ранее использовали в качестве дожигательных барабанов после колосниковых решеток (такие барабаны используются более чем на 70 заводах по сжиганию ТБО). В частности, дожигательный барабан был установлен на Спецзаводе № 3 (Москва), введенном в эксплуатацию в 1984 г. (технологическое обору­дование для четырех параллельных линий поставлено фирмой «Volund», Дания; в 2005 году завод демонтирован).

Вращающаяся бара­банная печь установлена за каскадом наклонно-переталкивающих колосниковых решеток и предназначена для дожигания несгоревшей час­ти ТБО (рис. 5.129). Наличие барабанной печи способствует также дроблению образующегося при сжигании ТБО шлака. Шлак из бара­банной печи с помощью системы шлакоудаления подается на пластин­чатый конвейер и направляется в шлаковое отделение.

Практика применения барабанных печей в качестве дожигательных барабанов на мусоросжигательных заводах считается устаревшей, и по­добная технология не закладывается в проекты новых заводов.

1 - приемное отделение, 2 - приемный бункер, 3 - топка с переталкивающими решетками, 4 - барабанная печь (дожигание ТБО), 5 - котел-утилизатор, б - электрофильтр