Выбор температуры термического процесса при переработке ТБО

Термическая переработка ТБО, по сути, является высокотемпера­турным окислением органических компонентов. Температура термиче­ского процесса не может быть произвольной, она диктуется конкретны­ми экологическими и технологическими требованиями.

Для минимизации выхода шлака и токсичных летучих ор­ганических соединений необходимо обеспечить максимально полное термическое разложение органических компонентов ТБО (в условиях недожога образуются монооксид углерода, сажа и создаются оптималь­ные условия для образования дибензодиоксинов и дибензофуранов - наиболее токсичных и опасных соединений).

По данным практики, при использовании технологии сжигания в циркулирующем кипящем слое, обеспечивающем наиболее интенсив­ное перемешивание подготовленного (дробленого) материала и его хо­роший контакт с теплоносителем, минимально необходимая температу­ра процесса составляет 850°С — содержание недожога в шлаке при та­ком режиме находится на уровне 1% (практически сжигание в кипящем слое реализуют при температуре 850-950°С).

При использовании технологии слоевого сжигания неподготовлен­ных (недробленых) ТБО столь интенсивное перемешивание материала невозможно, и необходимая температура процесса составляет 900- 1000°С (количество недожога в этих условиях при правильно организо­ванном процессе не превышает 2-3%).

Для процесса газификации ТБО или их обогащенной фракции в плот­ном слое кускового материала с использованием в качестве газифицирую­щего агента паро-воздушной смеси требуется температура, по данным экс­периментов, не менее 1200°С (для сравнения - классическая некаталитиче­ская газификация угля активно протекает при температуре выше 900°С).

Для обеспечения разложения образующихся в процессе сжи­гания органических соединений (в первую очередь дибензодиоксинов и дибензофуранов) до безвредных и нетоксичных веществ минимально необходимая температура при сжигании в кипящем слое, по данным ис­следований ЕРА, составляет 850°С (при этом время пребывания отходя­щих газов в камере сжигания должно быть не менее 2 секунд). По су­ществу, экологические требования к температуре процесса совпадают с технологическими. В реальных условиях для гарантии разложения опасных соединений предусматривается пребывание отходящих газов в камере сжигания в течение не менее 3 секунд.

Для обезвреживания шлака (получения в процессе термической переработки ТБО шлакового расплава и его последующего остекловы- вания) температура процесса должна быть выше температуры плавле­ния шлака (1300°С). Практически в реальных процессах обычно под­держивают температуру 1350-1500°С:

• для получения шлакового расплава в процессе Ванюкова необходимая температура составляет 1350-1400°С;
• для получения электрошлакового расплава температура процесса составляет 1400-1500°С;
• для получения расплава шлака в процессе «полукоксование- сжигание» (совместное сжигание пирогаза и твердого углеродистого органического остатка, отделенного от минеральной фракции) доста­точна температура, по данным практики, 1300°С;
• в процессе газификации твердого пиролитического остатка ТБО (углеродистого остатка, отделенного от минеральной фракции или совместно с ней) при реализации комбинированных технологий «пиро­лиз-газификация» с жидким шлакоудалением и использованием в каче­стве газифицирующего агента кислорода большое содержание кисло­рода в дутье обеспечивает высокую температуру процесса - до 2000°С.