Печи для переработки и сжигания ТБО с валковыми решетками

Слоевое сжигание ТБО на валковых решетках применяется в промышленной практике достаточно широко. В 1995 г. в различных странах эксплуатировалось более 250 топок с валковыми решетками. Ведущей фирмой в области создания такого оборудования является фирма «Deutshe Babcock Anlagen GMBH» (Германия).

При использовании топок с валковыми решетками, заимствованны­ми из практики сжигания угля, материал перемещается с помощью вра­щающихся валков (барабанов); наиболее часто используются шестивал­ковые решетки, в германской практике мусоросжигания встречаются семивалковые решетки. Угол наклона решетки - до 40°, диаметр валков - до 1,5 м, длина валков - до 6 м. Температура сжигания - 900-1000°С. Время нахождения отходов в печи - около 30 минут.

Привод каждого валка установлен вне топочной камеры; все части, подлежащие смазке, доступны во время эксплуатации печи.

На рис. 5.125 представлен общий вид завода, на котором реализова­но слоевое сжигание ТБО в топке с валковой решеткой.

В 1984-88 гг. в шести городах бывшего СССР построены заводы по прямому сжиганию ТБО в топках с валковой решеткой (табл. 5.37) фир­мы «ЧКД-Дукла», Чехия (по лицензии «Deutshe Babcock»). Практика показала, что механический перенос европейского оборудования в рос­сийские условия для прямого сжигания неподготовленных городских отходов не является оптимальным решением (практическое отсутствие раздельного сбора и несовершенство технологии сбора и вывоза отхо­дов приводит к высокому содержанию в ТБО влаги, негорючих и опас­ных в экологическом отношении компонентов). Все построенные заво­ды работают неудовлетворительно и характеризуются отрицательным экологическим влиянием (процесс сжигания плохо стабилизируется, оптимальная температура зачастую не достигается, имеют место боль­шой выход недожога, плохое качество шлака, значительная потеря чер­ных металлов, эксплуатационные осложнения при попадании в печь бордюрного камня и больших количеств металла, сложность организа­ции эффективной газоочистки при нестабильном горении отходов и др.).

Как видно из рис. 5.125, в традиционной топке с валковой решеткой реализован центральный отвод дымовых газов из топочного простран­ства. При этом, по данным практики, температура над последним вал­ком составляет всего 500-600°С, что предопределяет повышенное со­держание в шлаке недожога.

В результате длительных исследований фирма «Deutshe Babcock» создала топку с валковой решеткой второго поколения (рис. 5.126), существенно оптимизировав технологию сжигания. Но­вая геометрия топочного пространства и дутьевой режим обеспечи­вают стабилизацию горения, увеличение времени пребывания газов в печи, турбуленцию газового потока и его интенсивное перемеши­вание воздухом.

Таблица 5.37 Технико-эксплуатационные показатели заводов СНГ, на которых реализовано слоевое сжигание ТБО в топках с валковыми решетками

[I] - приемное отделение, 2 - бункер исходных ТБО, 3 - грейферный кран, 4 - загрузочная воронка, 5 - толкатель, б - валковая решетка, 7 - система шлакоудаления, 8 - бункер шлака, 9 -грейферный кран, 10- котел-утилизатор отходящего тепла, 11 - электрофильтр, 12 - вытяжной вентилятор, 13 - система газоотчистки, 14- труба, 15- турбогенератор, 16- пульт управления, 17 -резервный котел

1 - загрузочная воронка, 2 - валковая решетка, 3 - топочное простран­ство, 4 — подача первичного воздуха, 5 - подача вторичного воздуха, б - горелка, 7—зона дожигания отходящих газов, 8—система шлакоудаления

В новой конструкции печи под потолком топочного пространства образуются вихревые потоки, увеличивающие продолжительность пребывания газов в топке при высокой температуре и степень выгорания вредных газовых примесей и твердых частиц. Первичное дутье (возмо­жен подогрев первичного воздуха до 220°С) подается, как обычно, снизу. Вторичное дутье подается сверху под потолок топочного пространства в основную зону горения, что приводит к снижению образования оксидов азота на 50%; подача дутья для дожигания газов на выходе из топки не требуется. Геометрия печи обеспечивает также высокую температуру шлака до его выпуска (температура над последним валком решетки со­ставляет 1000°С). Суммарный расход дутьевого воздуха заметно снижен.

Оптимальное управление процессом, связанное с автоматическим регулированием воздухораспределения, скорости вращения валков и количества подаваемого материала, позволяет достаточно эффективно сжигать отходы переменного состава.

По сравнению с установками первого поколения, применение но­вой техники и технологии обеспечивает, по данным фирмы, следующие преимущества:

• снижение выноса летучей золы на 80%;
• уменьшение содержания остаточного углерода в золе на 90%;
• уменьшение содержания в дымовом газе оксида углерода (на 90%), оксидов азота (на 50%), дибензодиоксинов и дибензофуранов (на 90%).

Иными словами, реализация отмеченных выше первичных меро­приятий существенно упрощает последующую газоочистку, улучшает экономику и экологию процесса