Очистка отходящих газов от диоксинов и фуранов при переработке ТБО

Для того, чтобы образующиеся при сжигании ТБО газы не содержали поли- хлордибензодиоксинов и полихлордибензофуранов, необходимо обеспечить стабильный температурный режим процесса горения, при котором дымовые газы имели бы температуру более 850°С в те­чение не менее двух секунд.

Чтобы свести к минимуму вторичное образование диоксинов и фу­ранов возможна закалка дымовых газов (быстрое охлаждение до 200°С), а также связывание НСl (например, с помощью раствора соды распы­лением при температуре не менее 1000°С).

Наиболее эффективные методы снижения содержания диоксинов и фуранов в отходящих газах разработаны в Японии, где термической пе­реработке подвергают до 70% образующихся ТБО:

• дожигание отходящих газов в восстановительной атмосфере (подача природного газа в зону выше топочного пространства), что обеспечивает снижение содержания диоксинов на 40-70% и одновре­менно - оксидов азота на 30-55%;
• впрыскивание активированного угля в виде порошка в поток газов на входе в электрофильтр (содержание диоксинов на выходе из электрофильтра снижается в 4-8 раз);
• впрыскивание активированного угля в мокрый скруббер, устанавливаемый после электрофильтра (эффективность удале­ния диоксинов на выходе газов из скруббера повышается с 11,5% до 42,8%).

Следует отметить, что применение активированного угля обеспечи­вает одновременную доочистку газов от SO2, HCI, HF и Hg.

Необходимо отметить, что практическая реализация весьма сложных современных технологий очистки дымовых газов, обеспе­чивающих выполнение нормативов на выбросы вредных веществ в атмосферу, требует очень высоких капитальных затрат (от 30 до 50% и более от стоимости завода), а также эксплуатационных затрат. По­этому в проекты новых заводов и реконструкции действующих необ­ходимо закладывать отработанные надежные технические решения. К сожалению, в СНГ отсутствует опыт проектирования, создания и эксплуатации сложных газоочистных устройств при термической пе­реработке ТБО (исключением является МСЗ № 2 в Москве, на кото­ром хорошие результаты показала очистка газов от оксидов азота): на всех действующих заводах установлены, как отмечено, только электрофильтры для улавливания летучей золы; попытка освоить за­проектированную собственными силами вторую стадию газоочистки на заводе № 3 в Москве положительных результатов не дала. Поэто­му представляется весьма важным изучение и обобщение передово­го зарубежного опыта в разработке и применении современных тех­нологий и оборудования в области газоочистки.

Ведущие фирмы Европы в области газоочистки - Steinmuller, Lurgi, АВВ.

Примером современной технологической схемы газоочистки может служить пятистадийная газоочистка фирмы Steinmuller, реализованная в г. Кассел (Германия) и обеспечивающая соблюдение германских норм на выбросы вредных веществ.

Как видно из рис. 5.145, первая стадия газоочистки осуществля­ется с применением электрофильтра, вторая - с применением распы­лительного абсорбера (с впрыском в дымовые газы перед абсорбе­ром тетрасульфида натрия Nа₂S₄ для повышения эффективности улавливания ртути), третья — с применением рукавного фильтра, чет­вертая - с применением фильтра активированного угля (для ад­сорбционной очистки от диоксида серы, хлористого водорода, фто­ристого водорода, тяжелых металлов, диоксинов, фуранов, других органических компонентов), пятая — с применением установки для очистки газов от оксидов азота.

Пятистадийная газоочистка фирмы Lurgi реализована на заводе Бургкирхен (Германия) производительностью 200 тыс. т ТБО в год (на заводе, введенном в строй в 1994 г., установлены два котлоагрегата по 15 т/час каждый; одна технологическая линия работает 6500 часов в го­ду). Технологическая схема газоочистки предусматривает следующие последовательные операции:

очистка от летучей золы (электрофильтр);

очистка от НС1 и HF (абсорбер Вентури);

реагентная очистка от SO₂ (впрыск СаО в абсорбер);

каталитическая очистка от NO_x с использованием титанового катализатора (с подогревом газов на входе до 320°С с помощью газовой горелки; охлаждение газов производится с помощью регенеративного вращающегося теплообменника);

очистка от металлов (впрыск активированного угля) и фильтро­вание (рукавный фильтр); температура газов на входе в фильтр - 120°С.

Эффективное сжигание и многостадийная газоочистка обеспечива­ют значительно более низкое содержание в отходящих газах вредных веществ, чем это требуется по нормам Германии (табл. 5.42).

По сравнению с ТБО, образующимися в зарубежных промышленно развитых странах, в российских ТБО доля хлор-, фтор- и серосодержа­щей органики в настоящее время сравнительно невысока, и, соответ­ственно, в дымовых газах, образующихся при сжигании отходов, содер­жится меньшее количество таких вредных веществ, как НС1, НF иSO₂. По расчетам, двух-трехстадийная газоочистка при переработке обога­щенных российских ТБО должна обеспечить состав отходящих газов, удовлетворяющий действующим стандартам (при условии селектив­ного сбора опасных бытовых отходов).

Таблица 5.42

Сравнительное содержание (нормируемое и реальное) вредных веществ в отходящих газах завода Бургкирхен