Пиролизная печь для сжигания мусора


Отличной альтернативой твердотопливным котлам является пиролизная печь. Это печь длительного горения, которая работает по особому принципу и позволяет значительно экономить топливо. В сравнении с другими видами отопительных устройств на заправке дровами такая печь может проработать гораздо дольше, при этом ничем не уступая в эффективности подачи тепла. Рассмотрим подробнее, как работает такая печь, а также о каких особенностях её эксплуатации и постройки нужно знать.

Что такое пиролизная печь

Такая печь работает по принципу пиролиза — органические вещества в процессе термической обработки при отсутствии достаточного количества кислорода раскладываются на твердые остатки и газы, которые в обычной печи выходят через дымоход, а в пиролизной становятся главным источником тепла. Чем сильнее нагревается топливо с минимальным количеством кислорода, тем идет больший процент выделения газа.


Эта технология разработана специально для нефтеперерабатывающей промышленности. Таким образом добывается топливо для автомобилей через переработку нефтепродуктов. В бытовых условиях процесс пиролиза для обогрева жилых помещений начал применяться недавно, однако его эффективность и экономичность уже успели подтвердить многие пользователи. Отличием является необходимая для переработки температура. Обработка нефтепродуктов происходит при 800-900 С, тогда как для дерева достаточно 500 С.

Пиролизная печь для сжигания мусора
Схема подключения пиролизной печи к сети отопления

Добытый из дровяного топлива газ обладает отличной горючестью, и в процессе длительного сжигания выделяет достаточное количество тепла для обогрева.

Как устроена печь

Пиролизные печи длительного горения устроены по особому принципу. В корпус встраивается топочная камера с горелкой, куда закладываются дрова. Главное условие для топочной камеры — герметичность. Она устроена так, чтобы приток воздуха внутрь был минимальным. У топки должна быть плотная дверца и надежная задвижка, также должен присутствовать приточно-вытяжный вентилятор. После закладки и розжига дров топочную камеру ограничивают в доступе кислорода.


После того, как дрова обуглились и выделили газ, он поднимается по отдельному воздуховоду во вторую камеру сгорания, где в нужной пропорции смешивается с вторичным воздухом и сгорает. В процессе этого выделяется тепло.

Вторую камеру, как правило, совмещают с воздуховодом или началом дымохода. Воздух обеспечивается приточно-вытяжным вентилятором или отдельным вентилятором. Если система дымохода хорошо продумана, то будет достаточно и обычной тяги при герметичных заслонках.

Пиролизная печь для сжигания мусора
Схема и размеры печи

Также в корпусе предусматривается реторта — округлая часть для извлечения твердых остатков прогоревших поленьев. Особенностью пиролизной печи является и то, что топливо сжигается практически полностью, лишь с небольшим остатком золы, которая удаляется раз в несколько дней.

Плюсы и минусы

Исходя из особенностей функционала, пиролизные печи для отопления дома обладают множеством преимуществ, однако и минусы у них тоже имеются. Рассмотрим подробнее, на чем базируется принцип работы пиролизной печи.

Преимущества:

  • Экономия. Топливо сгорает дольше и качественнее, поэтому отопительное устройство, работающее на принципе пиролиза, требует меньшего расхода топливных материалов, чем обычная печка.
  • Экология. Пиролизные печи не приносят вреда окружающей среде, потому что практически не выделяют вредных канцерогенов и других химических веществ. В выходящих из дымохода продуктах сгорания содержится совсем небольшой процент CO.
  • Быстрый нагрев. Из-за отсутствия кислорода процесс горения начинает осуществляться достаточно быстро.
  • КПД. Высокая температура долго держится в автономном режиме благодаря массивному объему топливника. Коэффициент полезного действия в правильно сконструированной пиролизной печи может достигать 85%.

  • Мощность. Диапазон интервала тепловой мощности может варьироваться в пределах от 5 до 100%.
  • Возможности. Позволяет подключать практически любой контур. Можно использовать не только для отопления, но и для отбора горячей воды, а также устанавливать контуры с естественной и принудительной циркуляцией.
  • Топливо. Даже несмотря на то, что рекомендуется использовать не менее 70% древесины от общей массы топливных материалов, можно сжигать практически любые отходы, начиная от резины и строительного мусора, заканчивая полимерными пластмассами.
  • Простота в эксплуатации. Работа печи нуждается в минимальном контроле человека, достаточно раз в сутки загружать топливо и раз в несколько дней выгружать золу.
  • Сажа. Вырабатывается в минимальных количествах, из-за того что топливо перерабатывает материал несколько раз. Можно не переживать о загрязнениях и необходимости постоянной чистки дымохода.
Пиролизная печь для сжигания мусора

п работы пиролизной печи

Недостатки:

  • Цена. Несмотря на последующую экономию в расходе топлива, покупка такого агрегата обойдется в кругленькую сумму, поэтому намного выгоднее обойдется пиролизная печь своими руками.
  • Массивность. У таких печей довольно крупные габариты по сравнению с другими отопительными конструкциями, поэтому для маленького помещения агрегат не подойдет. К тому же не следует забывать о площадке для хранения топлива.
  • Запахи. Даже с учетом отсутствия вредных веществ, запахи при сжигании отходов будут присутствовать, поэтому нужно предусмотреть хорошую систему вентиляции.
  • Электричество. Для осуществления корректной работы вентилятора необходимо беспрерывное энергоснабжение. Если устанавливается пиролизная печь для бани или другого нежилого помещения, нужно предусмотреть доступ для подключения к сети.
  • Конденсат. На выходе отходящие газы имеют довольно низкую температуру, поэтому в дымоходе и выходном канале будет скапливаться конденсат. В конструкции должен быть предусмотрен накопитель, а выходная труба с дымоходом должна быть большого размера с утеплением снаружи помещения, иначе при морозах конденсат может застывать.

  • Влажность. Топливо для печи должно быть сухим, иначе процесс пиролиза не будет осуществляться. Под тепловым воздействием влага будет испаряться и разбавлять пиролизные газы.
Пиролизная печь для сжигания мусора
Примерная схема пиролизной печи

Какие бывают пиролизные печи

На основе пиролиза могут работать довольно разнообразные конструкции, их построение в большей степени зависит от типа топлива, которое будет использоваться в дальнейшем. Поэтому прежде, чем планировать конструкцию для своих нужд, нужно разобраться, какие их виды существуют.

Материал

  • Пиролизная печь из кирпича
  • Пиролизная печь из металла

Назначение и способ использования

  • Периодическое действие. Печь строится с учетом накапливающих тепло материалов и может долго отдавать энергию после окончания процесса топки.
  • Постоянное действие. Конструкция отличается сравнительной легкостью и тонкими стенами, массив для накопления тепла отсутствует, а топливо сжигается непрерывно.

Способ передачи тепла:

  • Присутствует водяной контур.
  • Теплообменники для нагрева воздуха.
  • Без теплообменников. Отопление будет осуществляться через тепловое излучение и конвективного нагрева воздуха при соприкосновении с горячими поверхностями устройства.

Взаимное расположение камер и тип тяги:

  • Сверху располагается камера газификации, а снизу — камера дожига пиролизных газов. Такая печь работает на принудительной тяге, поэтому используются дутьевые вентиляторы и дымососы.
  • На естественной тяге работают печи с расположением камер наоборот, газификация происходит снизу, а дожиг — сверху.
Пиролизная печь для сжигания мусора
Составляющие печи

Топливо

Оптимальным сырьём для пиролиза является древесина твёрдых лиственных пород, но успешно в качестве топлива используются и другие виды органического сырья.


  • древесная стружка и щепы;
  • пеллетные гранулы;
  • солома или жмых;
  • топливные брикеты;
  • уголь, кокс.

Если в пиролизной печи проводится утилизация горючих отходов, важно, чтобы в закладке присутствовало не менее 70% органического топлива.

Пиролизная печь для сжигания мусора
Схема устройства пиролизной печи

Также важны и физически характеристики древесины. Толстая кора или гнильможет оказать негативный эффект на пиролизный процесс, в несколько раз снижая выход газовыделений. Крупные бревна значительно увеличат длительность процесса, но и снизят энергоэффективность.

Делаем своими руками


Сделать самостоятельно пиролизную печь, работающую на дровах,также довольно затратное мероприятие, потому как нужны только дорогостоящие материалы. Несмотря на дороговизну, такой метод обойдется значительно дешевле, если сравнивать с покупкой готового пиролизного котла.

Печь из металла

Корпус будущей конструкции должен быть выполнен из особо прочного материала, идеальным выбором в данном случае будет легированная сталь. Также потребуются инструменты:

  • сварочный аппарат;
  • огнеупорные кирпичи —15 шт;
  • электроды — 5 упаковок;
  • дрель;
  • угловая шлифовальная машинка — диаметр 230;
  • лист метала — толщина — 4мм, размер — 7.5 кв. м;
  • датчик для измерения температуры;
  • колосники;
  • круги для шлифовальной машинки — 10шт;
  • вентилятор;
  • дверцы —2 шт;
  • трубы: сечение 57×3,5 мм, длина — 8 м, сечение — 15,9×4,5 мм, длина — 0,5м, сечение — сечение —32×3,2 мм и длина — 1 м;
  • профилированные трубы: сечение — 2,0×30×60 мм 1,5 м, сечение —2,0×40×80 мм и длина — 1 м;
  • стальные полосы: сечение 80×5 мм 1 м, сечение 20×4 мм 7,5 м, сечение 30×4 мм 1,5 м.

Схемы для металлических пиролизных печей разрабатываются с учетом индивидуальных характеристик помещения и потребностей владельцев, но общие положения одинаковы для всех.

Пиролизная печь для сжигания мусора

Тонкости и полезные советы:

  • Необходимо сварить корпус из легированной стали. Если используется другой металл, лучше делать конструкцию двухслойной.
  • На местах расположения зольной и топочной камеры вырезаются проемы для дверей.
  • Зольник необходимо отделить чугунным колосником.
  • В камеру газификации устанавливается отдел подачи воздуха с заслонкой. Канал прохода пиролизных газов и систему подачи воздуха нужно делать на максимальном расстоянии друг от друга.
  • В проделанные ранее проемы устанавливаются двери из жаропрочной стали, усиленные уголком или чугунные.
  • Камеры изнутри выкладываются шамотным кирпичом.
  • Для регулировки тяги в дымовой трубе устанавливается шибер. Дымоход нужно делать из утепленной трубы.

Кирпичная печь

Для печи мощностью в 30 кВт потребуется:

  • керамический кирпич — 400шт;
  • шамотный кирпич — 100шт;
  • стальной лист размером 6×1,5 м., с толщиной стенки не менее 4мм;
  • чугунные колосники — 3шт;
  • вентилятор — мощность не менее 300 Вт;
  • рычажный терморегулятор;
  • дверцы для поддува и топочной — 2шт;
  • сварочный аппарат;
  • дрель;
  • болгарки с разными диаметрами круга;
  • трубы разного диаметра;
  • профильная труба — 80×40;
  • электроды;
  • температурный датчик.

Подготовка

В первую очередь подготавливается место для установки. На выбранной площади необходимо демонтировать полы и вырыть яму для закладки фундамента, глубиной не менее метра. Чтобы избежать перекоса конструкции, фундамент должен быть с большей площадью, чем печь. Сначала укладываются слои из песка и щебня по 10 см каждый. Они плотно утрамбовываются и разравниваются, заливаются бетоном. Высота фундамента — на 8-10 см выше уровня пола.

Проводится разводка системы обогрева по комнатам. Если в качестве теплоносителя будет использоваться вода, то в проекте предусматривается наличие резервуара.

Пиролизная печь для сжигания мусора

Кирпичи тоже необходимо подготовить, заранее замочив в воде на пару часов. Это исключит деформацию скрепляющего раствора в будущем. Швы будут затираться раствором сметанообразной консистенции из глины, разбавленной водой. Если в глину будет добавляться песок, то его нужно предварительно просеять, так в раствор не попадут крупные фракции. Доля песка в растворе не должна быть выше 30%.

Порядовка

Периметр печи выкладывается керамическим кирпичом, внутренние перегородки — шамотным.

  1. Первый ряд укладывается по всей площади фундамента.
  2. Следующий ряд укладывается под площадь печки.
  3. Дальше ряды выкладываются согласно подготовленному чертежу. После каждых 2-3 рядов делаются суточные перерывы для закрепления раствора.
  4. Металлические детали устанавливаются сразу при кладке соответствующего ряда. Между кладкой и деталями нужно хорошо заделывать щели, потому что при нагревании металл будет расширяться и может повредить швы.
  5. В топливник устанавливается колосниковая чугунная решетка, которая размещается с небольшим зазором.
  6. Топка укомплектовывается вентилятором.
  7. После обустройства топки печь выкладывается до конца, согласно выбранной схеме.
  8. Особое внимание необходимо уделить выкладке дымохода. Он просчитывается заранее и выкладывается с соблюдением параметров. Нарушение может привести к ухудшению тяги.

Единого механизма для выкладки пиролизных печей не существует, все пропорции должны быть рассчитаны с учетом пространства конкретного помещения. Мы подготовили несколько схем разных печей, однако лучше при проектировании будущей конструкции и проведении расчетов обратиться к специалисту печного дела.

Источник: kladempech.ru



Опыт показывает, что для крупных городов с населением более 0,5 млн. жителей целесообразнее всего использовать термические методы обезвреживания ТБО.

Термические методы переработки и утилизации ТБО можно подразделить на три способа:

-слоевое сжигание исходных (неподготовленных) отходов в мусоросжигательных котлоагрегатах (МСК);

-слоевое или камерное сжигание специально подготовленных отходов (освобожденных от балластных фракций) в энергетических котлах совместно с природным топливом или в цементных печах;

-пиролиз отходов, прошедших предварительную подготовку или без нее.

Несмотря на разнородность состава твердых бытовых отходов, их можно рассматривать как низкосортное топливо (тонна отходов дает при сжигании 1.000—1.200 ккал тепла). Термическая переработка ТБО не только их обезвреживает, но и позволяет получать тепловую и электрическую энергию, а также извлекать имеющийся в них черный металлолом. При сжигании отходов процесс можно полностью автоматизировать, следовательно, и резко сократить обслуживающий персонал, сведя его обязанности до чисто управленческих функций. Это особенно важно, если учесть, что персоналу приходится иметь дело с таким антисанитарным материалом, как ТБО.

Слоевое сжигание ТБО в котлоагрегатах. При данном способе обезвреживания сжигаются все поступающие на завод отходы без какой-либо предварительной подготовки или обработки. Метод слоевого сжигания исходных отходов наиболее распространен и изучен. Однако при сжигании выделяется большое количество загрязняющих веществ, поэтому все современные мусоросжигательные заводы оборудованы высокоэффективными устройствами для улавливания твердых и газообразных загрязняющих веществ, стоимость их достигает 30% кап. затрат на строительство МСЗ.

Первая мусоросжигательная установка общей производительностью 9 т/ч введена в эксплуатацию в Москве в 1972 году. Она предназначалась для сжигания остатков после компостирования на мусороперерабатывающем заводе. Мусоросжигательный цех находился в одном здании с остальными цехами завода, который в связи с несовершенством технологического процесса и получаемого компоста, а также из-за отсутствия потребителя на этот продукт в 1985 году был закрыт.

Первый отечественный мусоросжигательный завод был построен в Москве (спецзавод №2). Режим работы завода — круглосуточный, без выходных дней. Тепло, получаемое от сжигания отходов, используется в городской системе теплоснабжения.

В 1973 году предприятие «ЧКД—Дукла» (ЧСФР) приобрело у фирмы «Дойче — Бабкок» (ФРГ) лицензию на изготовление МСК с валковой колосниковой решеткой. По внешнеторговым связям котлы, выпускаемые этим предприятием, приобретены для ряда городов нашей страны.

В 1984 году введен в эксплуатацию в Москве самый крупный отечественный мусоросжигательный спец. завод № 3. Производительность каждого из четырех его агрегатов составляет 12,5т сжигаемых отходов в час. Отличительная особенность агрегата — дожигательный барабан, установленный за каскадом наклоннопереталкивающих колосниковых решеток.

Опыт эксплуатации отечественных заводов позволил выявить ряд недостатков, влияющих на надежность работы основного технологического оборудования и на состояние окружающей среды. Для устранения обнаруженных недостатков необходимо:

обеспечить раздельный сбор золы и шлака;

-предусмотреть установку резервных транспортеров для удаления золошлаковых отходов;

-повысить степень извлечения лома черных металлов из шлака;

-обеспечить очистку извлеченного металлолома от золошлаковых загрязнений;

-предусмотреть дополнительное оборудование для пакетирования извлеченного лома черных металлов;

-разработать, изготовить и установить технологическую линию по подготовке шлака для вторичного использования;

-установить дробилку для крупногабаритных отходов.

Удешевление сжигания ТБО.

Снижение затрат на транспортировку отходов диктуют необходимость строительства двух мусоросжигательных заводов производительностью по 200 тыс. т отходов в год. Это наиболее рациональный вариант.

Следует рассмотреть возможность создания безотходного производства с использованием шлака и золы для дорожного строительства и стройиндустрии, обеспечив при этом извлечение остатков черного и цветного металлолома. Необходимо также предусмотреть в схеме завода двухступенчатую систему очистки выбросов, отвечающую самым жестким нормативам и требованиям. Аппараты очистки от летучей золы должны иметь эффективность не ниже 99%. Химическая очистка от газообразных загрязняющих веществ должна улавливать такие выбросы, как S02, NO2, HCI и HF. Конструкция котлоагрегата должна обеспечивать полное дожигание органических и полиароматических веществ, образующихся в процессе горения отходов.

Проблема полного уничтожения или частичной утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) — бытового мусора — актуальна, прежде всего, с точки зрения отрицательного воздействия на окружающую среду. Твердые бытовые отходы — это богатый источник вторичных ресурсов (в том числе черных, цветных, редких и рассеянных металлов), а также — "бесплатный" энергоноситель, так как бытовой мусор — возобновляемое углеродсодержащее энергетическое сырье для топливной энергетики.

Однако для любого города и населенного пункта проблема удаления или обезвреживания твердых бытовых отходов всегда является в первую очередь проблемой экологической. Весьма важно, чтобы процессы утилизации бытовых отходов не нарушали экологическую безопасность города, нормальное функционирование городского хозяйства с точки зрения общественной санитарии и гигиены, а также условия жизни населения в целом.

Как известно, подавляющая масса ТБО в мире пока складируется на мусорных свалках, стихийных или специально организованных в виде "мусорных полигонов". Однако это самый неэффективный способ борьбы с ТБО, так как мусорные свалки, занимающие огромные территории часто плодородных земель и характеризующиеся высокой концентрацией углеродсодержащих материалов (бумага, полиэтилен, пластик, дерево, резина), часто горят, загрязняя окружающую среду отходящими газами. Кроме того, мусорные свалки являются источником загрязнения как поверхностных, так и подземных вод за счет дренажа свалок атмосферными осадками.

Например, в Москве ежегодно образуется 10 млн. т промышленных и бытовых отходов, которые вывозятся на специализированные свалки. Таких свалок в Подмосковье свыше 50, каждая площадью от 3 до 10 га. В целом в России под мусорные свалки отчуждено 0,8 млн. га земель, среди которых не только пустыри, овраги и карьеры, но и плодородные черноземы.

Зарубежный опыт показывает, что рациональная организация переработки ТБО дает возможность использовать до 90% продуктов утилизации в строительной индустрии, например в качестве заполнителя бетона. По данным специализированных фирм, осуществляющих в настоящее время даже малоперспективные технологии прямого сжигания твердых бытовых отходов, реализация термических методов при сжигании 1000 кг ТБО позволит получить тепловую энергию, эквивалентную сжиганию 250 кг мазута. Однако реальная экономия будет еще больше, поскольку не учитывают сам факт сохранения первичного сырья и затраты на добычу его, т. е. нефти и получения из нее мазута.

Кроме того, в развитых странах существует законодательное ограничение на содержание в 1 м3 выбрасываемого в атмосферу дымового газа не более 0,1х10-9 г двуокиси азота и фуранов при сжигании отходов. Эти ограничения диктуют необходимость поисков технологических путей обеззараживания ТБО с наименьшим отрицательным влиянием на окружающую среду, особенно мусорных свалок.

Следовательно, депонирование бытового мусора в открытых свалках крайне отрицательно влияет на окружающую среду и как следствие — на человека. В настоящее время существует ряд способов хранения и переработки твердых бытовых отходов, а именно:

1.  предварительная сортировка;

2.  санитарная земляная засыпка;

3.  сжигание;

4.  биотермическое компостирование;

5.  низкотемпературный пиролиз;

6.  высокотемпературный пиролиз.

Предварительная сортировка. Этот технологический процесс предусматривает разделение твердых бытовых отходов на фракции на мусороперерабатывающих заводах вручную или с помощью автоматизированных конвейеров. Сюда входит процесс уменьшения размеров мусорных компонентов путем их измельчения и просеивания, а также извлечение более или менее крупных металлических предметов, например консервных банок. Отбор их как наиболее ценного вторичного сырья предшествует дальнейшей утилизации ТБО (например, сжиганию). Поскольку сортировка ТБО — одна из составных частей утилизации мусора, то имеются специальные заводы для решения этой задачи, т. е. выделения из мусора фракций различных веществ: металлов, пластмасс, стекла, костей, бумаги и других материалов с целью дальнейшей их раздельной переработки.

Санитарная земляная засыпка. Такой технологический подход к обезвреживанию твердых бытовых отходов связан с получением биогаза и последующим использованием его в качестве топлива. С этой целью бытовой мусор засыпают по определенной технологии слоем грунта толщиной 0,6-0,8 м в уплотненном виде. Биогазовые полигоны снабжены вентиляционными трубами, газодувками и емкостями для сбора биогаза.

Наличие в толщах мусора на свалках пористости и органических компонентов создаст предпосылки для активного развития микробиологических процессов. Толщу свалки условно можно разделить на несколько зон (аэробную, переходную и анаэробную), различающихся характером микробиологических процессов. В самом верхнем слое, аэробном (до 1—1,5 м), бытовой мусор благодаря микробному окислению постепенно минерализуется до двуокиси углерода, воды, нитратов, сульфатов и ряда других простых соединений. В переходной зоне происходит восстановление нитратов и нитритов до газообразного азота и его оксидов, т. е. процесс денитрификации. Наибольший объем занимает нижняя анаэробная зона, в которой интенсивные микробиологические процессы протекают при малом (ниже 2%) содержании кислорода. В этих условиях образуются самые различные газы и летучие органические вещества. Однако центральным процессом этой зоны является образование метана. Постоянно поддерживающая здесь температура (30-40° С) становится оптимальной для развития метанообразующих бактерий.

Таким образом, свалки представляют собой наиболее крупные системы по производству биогаза из всех современных. Например, 1 га свалки в Подмосковье выделяет такое количество метана, как (2…4)х103 га дерново-подзолистой почвы.

Учитывая, что 1 т бытовых отходов выделяет не менее 100 м3 биогаза, можно определить потенциальные возможности свалок как энергетического источника. Использование биогаза возможно как минимум через 5-10 лет после создания свалки, а его рентабельность проявляется при объемах мусора более 1 млн. т.

В процессе сжигания биогаза происходит разрушение содержащихся в свалочных газах токсичных компонентов, обеспечивающее безопасные для окружающей среды выбросы.

Надо отметить, что грунтовые и поверхностные воды, протекающие через земляную засыпку, захватывают растворенные и суспензированные твердые вещества и продукты биологического разложения, поэтому растворы выщелачивания ТБО представлены богатой по вещественному составу ассоциацией химических элементов и соединений. Например, для них характерна величина (мг/л рН=6,0-6,5) и присутствуют карбонат: жесткий раствор (, щелочной раствор (); Ca (); Mg (64-410), Na (85-1700); K (28-1700); Fe (0,5-8,7); хлориды (96-2350); сульфаты (84-730); фосфаты (0,3 29); N: органического происхождения (2,4-465), аммонийного происхождения (0,22-480).

Можно предположить, что и в перспективе роль мусорных свалок заметно не уменьшится, поэтому извлечение биогаза из них с целью его полезного использования будет оставаться актуальным. Однако возможно и существенное сокращение мусорных свалок за счет максимально возможного вторичного использования бытовых отходов путем селективного сбора составляющих его компонентов — макулатуры, стекла, металлов и т. д.

Сжигание — это широко распространенный способ уничтожения твердых бытовых отходов, который широко применяется с конца XIX в.

Сложность непосредственной утилизации ТБО обусловлена, с одной стороны, их исключительной многокомпонентностью, с другой — повышенными санитарными требованиями к процессу их переработки. В связи с этим сжигание до сих пор остается наиболее распространенным способом первичной обработки бытовых отходов.

Сжигание бытового мусора, помимо снижения объема и массы, позволяет получать дополнительные энергетические ресурсы, которые могут быть использованы для централизованного отопления и производства электроэнергии. К числу недостатков этого способа относится выделение в атмосферу вредных веществ, а также уничтожение ценных органических и других компонентов, содержащихся в составе бытового мусора.

При сжигании ТБО получают 28-44% золы от сухой массы и газообразные продукты в виде двуокиси углерода, паров воды, различных примесей. Запыленность отходящих газов составляет 5—10 г/нм3 (25— 50 кг/т ТБО). Так как процесс горения отходов происходит при температуре 800-900°С, то в отходящих газах присутствуют органическое соединения — альдегиды, фенолы, хлорорганические соединения (диоксин, фуран), а также соединения тяжелых металлов.

Теплотворная способность бытовых отходов примерно соответствует бурому углю. В среднем теплотворная способность бытовых отходов колеблется от 1000 до 3000 ккал/кг. Выявлено также, что по теплотворной способности 10,5 г твердых бытовых отходов эквивалентны 1т нефти; по калорийности бытовые отходы уступают каменному углю всего в 2 раза; примерно 5т мусора выделяет при сгорании столько же тепла, сколько 2 т угля или 1 т жидкого топлива.

Сжигание можно разделить на два вида:

    непосредственное сжигание, при котором получается только тепло и энергия; пиролиз, при котором образуется жидкое и газообразное топливо.

В настоящее время уровень сжигания бытовых отходов в отдельных странах различен. Из общих объемов бытового мусора доля сжигания колеблется в таких странах, как Австрия, Италия, Франция, Германия, от 20 до 40%; Бельгия, Швеция — 48-50%; Япония — 70%; Дания, Швейцария — 80%; Англия и США — 10%. В нашей стране сжиганию подвергаются пока лишь около 2% бытового мусора, а в Москве — около 10%.

Для повышения экологической безопасности необходимым условием при сжигании мусора является соблюдение ряда принципов. К основным из них относятся температура сжигания, которая зависит от вида сжигаемых веществ; продолжительность высокотемпературного сжигания, зависящая также от вида сжигаемых отходов; создание турбулентных воздушных потоков для полноты сжигания отходов.

Различие отходов по источникам образования и физико-химическим свойствам предопределяет многообразие технических средств и оборудования для сжигания.

В последние годы ведутся исследования по совершенствованию процессов сжигания, что связано с изменением состава бытовых отходов, ужесточением экологических норм. К модернизированным способам сжигания отходов можно отнести замену воздуха, подаваемого к месту сжигания отходов для ускорения процесса, на кислород. Это позволяет снизить объем горючих отходов, изменить их состав, получить стеклообразный шлак и полностью исключить фильтрационную пыль, подлежащую подземному складированию. Сюда же относится и способ сжигания мусора в псевдоожиженном слое. При этом достигается высокая полнота сгорания при минимуме вредных веществ.

По зарубежным данным, сжигание мусора целесообразно применять в городах с населением не менее 15 тыс. жителей при производительности печи около 100 т/сут. Из каждой тонны отходов можно выработать около 300-400 кВт-ч электроэнергии.

В настоящее время топливо из бытовых отходов получают в измельченном состоянии в виде гранул и брикетов. Предпочтение отдается гранулированному топливу, так как сжигание измельченного топлива сопровождается большим пылевыносом, а использование брикетов создает трудности при загрузке в печь и поддержании устойчивого горения. Кроме того, при сжигании гранулированного топлива намного выше КПД котла.

Мусоросжигание обеспечивает минимальное содержание в шлаке и золе разложимых веществ, однако оно является источником выбросов в атмосферу. Мусоросжигательными заводами (МСЗ) выбрасываются в газообразном виде хлористый и фтористый водород, сернистый газ, диоксин, а также твердые частицы различных металлов: свинца, цинка, железа, марганца, сурьмы, кобальта, меди, никеля, серебра, кадмия, хрома, олова, ртути и др.

Установлено, что содержание кадмия, свинца, цинка и олова в копоти и пыли, выделяющихся при сжигании твердых горючих отходов изменяется пропорционально содержанию в мусоре пластмассовых отходов. Выбросы ртути обусловлены присутствием в отходах термометров, сухих гальванических элементов и люминесцентных ламп. Наибольшее количество кадмия содержится в синтетических материалах, а также в стекле, коже, резине. Исследованиями США выявлено, что при прямом сжигании твердых бытовых отходов большая часть сурьмы, кобальта, ртути, никеля и некоторых других металлов поступает в отходящие газы из негорючих компонентов, т. е. удаление негорючей фракции из бытовых отходов понижает концентрацию в атмосфере этих металлов. Источниками загрязнения атмосферы кадмием, хромом, свинцом, марганцем, оловом, цинком являются в равной степени как горючая, так и негорючая фракции твердых бытовых отходов. Существенное уменьшение загрязнения атмосферного воздуха кадмием и медью возможно за счет отделения из горючей фракции полимерных материалов.

Таким образом, можно констатировать, что главным направлением в сокращении выделения вредных веществ в окружающую среду является сортировка или раздельный сбор бытовых отходов.

В последнее время все более распространяется метод совместного сжигания твердых бытовых отходов и шламов сточных вод. Этим достигается отсутствие неприятного запаха, использование тепла от сжигания отходов для сушки осадков сточных вод.

Надо отметить, что технология ТБО развивалась в период, когда не были еще ужесточены нормы выброса газовой составляющей. Однако сейчас стоимость газоочистки на мусоросжигательных заводах резко возросла. Все мусоросжигательные предприятия являются убыточными. В этой связи разрабатываются такие способы переработки бытовых отходов, которые позволили бы утилизировать и вторично использовать ценные компоненты, содержащиеся в них.

Биотермическое компостирование. Этот способ утилизации твердых бытовых отходов основан на естественных, но ускоренных реакциях трансформации мусора при доступе кислорода в виде горячего воздуха при температуре порядка 60°С. Биомасса ТБО в результате данных реакций в биотермической установке (барабане) превращается в компост. Однако для реализации этой технологической схемы исходный мусор должен быть очищен от крупногабаритных предметов, а также металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины. Полученная фракция мусора загружается в биотермические барабаны, где выдерживается в течение 2 суток с целью получения товарного продукта. После этого компостируемый мусор вновь очищается от черных и цветных металлов, доизмельчается и затем складируется для дальнейшего использования в качестве компоста в сельском хозяйстве или биотоплива в топливной энергетике.

Биотермическое компостирование обычно проводится на заводах по механической переработке бытовых отходов и является составной частью технологической цепи этих заводов.

Однако современные технологии компостирования не дают возможности освободиться от солей тяжелых металлов, поэтому компост из ТБО фактически малопригоден для использования в сельском хозяйстве. Кроме того, большинство таких заводов убыточны. Поэтому предпринимаются разработки концепций получения синтетического газообразного и жидкого топлива для автотранспорта из продуктов компостирования, выделенных на мусороперерабатывающих заводах. Например, предполагается реализовать получаемый компост в качестве полуфабриката для дальнейшей его переработки в газ.

Способ утилизации бытовых отходов пиролизом известен достаточно мало, особенно в нашей стране из-за своей дороговизны. Он может стать дешевым и не отравляющим окружающую среду приемом обеззараживания отходов. Технология пиролиза заключается в необратимом химическом изменении мусора под действием температуры без доступа кислорода. По степени температурного воздействия на вещество мусора пиролиз как процесс условно разделяется на низкотемпературный (до 900°С) и высокотемпературный пиролиз (свыше 900° С).

Низкотемпературный пиролиз — это процесс, при котором размельченный материал мусора подвергается термическому разложению. При этом процесс пиролиза бытовых отходов имеет несколько вариантов:

    пиролиз органической части отходов под действием температуры в отсутствии воздуха; пиролиз в присутствии воздуха, обеспечивающего неполное сгорание отходов при температуре 760°С; пиролиз с использованием кислорода вместо воздуха для получения более высокой теплоты сгорания газа; пиролиз без разделения отходов на органическую и неорганическую фракции при температуре 850°С и др.

Повышение температуры приводит к увеличению выхода газа и уменьшению выхода жидких и твердых продуктов.

Преимущество пиролиза по сравнению с непосредственным сжиганием отходов заключается прежде всего в его эффективности с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. С помощью пиролиза можно перерабатывать составляющие отходов, трудно поддающиеся утилизации, такие, как автопокрышки, пластмасса, отработанные масла, отстойные вещества. После пиролиза не остается биологически активных веществ, поэтому подземное складирование пиролизных отходов не наносит вреда природной среде. Образующийся пепел имеет высокую плотность, что резко уменьшает объем отходов, подвергающийся подземному складированию. При пиролизе не происходит восстановления (выплавки) тяжелых металлов. К преимуществам пиролиза относятся и легкость хранения и транспортировки получаемых продуктов, а также то, что оборудование имеет небольшую мощность. В целом процесс требует меньших капитальных вложений.

Установки или заводы по переработке твердых бытовых отходов способом пиролиза функционируют в Дании, США, ФРГ, Японии и других странах.

Активизация научных исследований и практических разработок в этой области началась в 70-х годах ХХ столетия, в период "нефтяного бума". С этого времени получение из пластмассовых, резиновых и прочих горючих отходов энергии и тепла путем пиролиза стало рассматриваться как один из источников выработки энергетических ресурсов. Особенно большое значение придают этому процессу в Японии.

Высокотемпературный пиролиз. Этот способ утилизации ТБО, по существу, есть не что иное, как газификация мусора. Технологическая схема этого способа предполагает получение из биологической составляющей (биомассы) отходов вторичного синтез-газа с целью использования его для получения пара, горячей воды, электроэнергии. Составной частью процесса высокотемпературного пиролиза являются твердые продукты в виде шлака, т. е. непиролизуемые остатки. Технологическая цепь этого способа утилизации состоит из четырех последовательных этапов:

1.  отбор из мусора крупногабаритных предметов, цветных и черных металлов с помощью электромагнита и путем индукционного сепарирования;

2.  переработка подготовленных отходов в газофикаторе для получения синтез-газа и побочных химических соединений — хлора, азота, фтора, а также шлака при расплавлении металлов, стекла, керамики;

3.  очистка синтез-газа с целью повышения его экологических свойств и энергоемкости, охлаждение и поступление его в скруббер для очистки щелочным раствором от загрязняющих веществ соединений хлора, фтора, серы, цианидов;

4.  сжигание очищенного синтез-газа в котлах-утилизаторах для получения пара, горячей воды или электроэнергии.

При переработке, например, древесной стружки синтез-газ содержит (в %): влагу — 33,0; окись углерода — 24,2; водород — 19,0; метан — 3,0; двуокись углерода —10,3; азот — 43,4, а также 35-45 г/нм дегтя.

Из 1т твердых отходов, состоящих из 73% ТБО, 7% резиновых отходов (в основном автомобильные шины) и 20% каменного угля получают 40 кг смолы, используемой в котельной и м3 влажного газа. Объемная доля компонентов сухого газа следующая (в %): водород — 20, метан — 2, окись углерода — 20, двуокись углерода — 8, кислород — 1, азот — 50. Низшая теплота сгорания 5,4-6,3 МДж/м3. Шлака получается 200 кг/т.



Пиролизная печь для сжигания мусора

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СКАЧИВАНИЯ


КАТАЛОГ РАЗРАБОТОК
<< скачать. pdf. >>


ПРАЙС-ЛИСТ на заводы пиролиза
по переработке отходов
<< скачать. pdf. >>


ПРАЙС-ЛИСТ на испарители и депарафинезаторы нефти и мини-НПЗ
<< скачать. pdf. >>


ПРАЙС-ЛИСТ на заводы крекинга мазута в дизельное топливо
<< скачать. pdf. >>


ПРАЙС-ЛИСТ на заводы регенерации отработанных масел в базовое масло
<< скачать. pdf. >>


УСТАНОВКИ ПИРОЛИЗА И МУСОРОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЕ ЗАВОДЫ «КБ КЛИМОВА»


Установки пиролиза отходов ФЕРМЕР
Установки пиролиза отходов «ФЕРМЕР»


Модульные мусороперерабатывающие заводы ПРОМЕТЕЙ КБ Климова
Модульные мусороперерабатывающие заводы «ПРОМЕТЕЙ-ФЕРМЕР»


Компановочные чертежи заводов ПРОМЕТЕЙ КБ Климова
Компановочные чертежи заводов «ПРОМЕТЕЙ-ФЕРМЕР» и обзор комплексов на основе пиролиза по переработке отходов КБ Климова


ГАЗИФИКАТОРЫ КЛИМОВА — РОБОТЫ ПО ЛИКВИДАЦИИ МУСОРНЫХ ПОЛИГОНОВ


Установки газификаторы отходов ЭКО-ФЕРМЕР
Установки газификаторы отходов ЭКО-ФЕРМЕР


СЕКЦИИ ИСПАРЕНИЯ,
МИНИ-НПЗ «КБ КЛИМОВА»


Установка дистилляции ПРОМЕТЕЙ Кубовый испаритель КИ-1 электро
Испарители нефтяного сырья
«КОЛИБРИ», «КИ-1 электро».

Самый маленький
НПЗ в мире


Мини-НПЗ Секция испарения МАЛЫШ для получения ГСМ
Мини-НПЗ Секция испарения «МАЛЫШ» для получения ГСМ (code105).
ВИДЕО


Модульные установки испарения серии Starlet для фракционирования и депарафинезации нефтесодержащих жидкостей
Модульные установки испарения серии «Starlet» для фракционирования и депарафинезации нефтесодержащих жидкостей.


Блок вакуумной сорбционной очистки топлив
Блок вакуумной сорбционной очистки топлив
(code701-702).


Мини НПЗ КБ Климова на испарителях Starlet от 10 до 100 тонн нефти в сутки
Мини-НПЗ КБ Климова на испарителях «Starlet» от 10 до 100 тонн нефти в сутки.


ЗАВОДЫ ПО КРЕКИНГУ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ «КБ КЛИМОВА»


Установка крекинга ПРОМЕТЕЙ
УСТАНОВКА КРЕКИНГА «ПРОМЕТЕЙ»
(code417).


Установка крекинга АЛЬТАИР
УСТАНОВКА КРЕКИНГА «АЛЬТАИР».


Установка крекинга АЛЬТАИР
УСТАНОВКА КРЕКИНГА «АЛЬТАИР-КАТАЛИЗ».
1000 литров мазута это 900 литров дизтоплива


ЗАВОДЫ ПО ПОЛУЧЕНИЮ МАСЕЛ «КБ КЛИМОВА»


Завод промышленных масел КБ Климова ПРОМЕТЕЙ-ОЙЛ серия 3000
Завод промышленных масел КБ Климова «ПРОМЕТЕЙ-ОЙЛ»
(серия 3000)


Завод ПРОМЕТЕЙ-ОМ для регенерации отработанных моторных масел
Завод «ПРОМЕТЕЙ-ОМ» для регенерации отработанных моторных масел.
(серия 2200)


ЗАВОД ПРОМЕТЕЙ-М по получению базового масла из мазута
ЗАВОД «ПРОМЕТЕЙ-М» по получению базового масла из мазута.
(серия 2300)


Мусоросжигательные печи бытовых отходов «БУТОВКА»


Мусоросжигательные печи бытовых отходов БУТОВКА
Мусоросжигательные печи бытовых отходов «БУТОВКА»


Нефтеперерабатывающие установки «КОЛИБРИ»


Нефтеперерабатывающие установки КОЛИБРИ
Нефтеперерабатывающие установки «КОЛИБРИ»


Обезвоживание мазута


Установка обезвоживания обводненных мазутов
Установка обезвоживания обводненных мазутов «SAHARA»


КАВИТАТОР «ТОРНАДО»


Гидродинамический кавитатор TORNADO Переработка мазута в дизтопливо
Гидродинамический кавитатор TORNADO. Переработка мазута в дизтопливо.
Метод Климова. НИОКР.

3. ПОДБОР
УСТАНОВКИ


6. ЛИЧНОЕ
Часть 1, Часть 2.


4. ОПЛАТА

Источник: potram.ru

Принцип работы

Несмотря на то, что принцип работы промышленных печей практически ничем не отличается от обычных устройств альтернативного типа, некоторые граждане до конца не понимают принципов их работы.

Печь по своему строению представляет собой корпус, в котором происходит процесс горения. Под действием высоких температур разрушаются молекулярные связи веществ, из которых изготовлены предметы, что позволяет нейтрализовать их опасные свойства.Пиролизная печь для сжигания мусора

Собственно непосредственно перед разведением пламени и помещением отходов в печь, они смешиваются с песком до получения однородной смеси. Этот процесс позволяет предупредить чрезмерное повышение температуры и неполное сгорание отходов. Важным условием является однородность мусора, так как для каждого вида материала выставляется строго определенная температура.

По мере нагревания смеси механизированной горелкой происходит сгорание углеводородных молекул, представляющие опасность для природы. Некоторые модели имеют два и более контура для дополнительного сжигания углерода в газах, которые образуются от первичного сжигания.Пиролизная печь для сжигания мусора

Впервые была создана промышленная печь для сжигания древесных отходов, а в дальнейшем на базе такого устройства был значительно расширен модельный ряд. Благодаря развитию современной инженерии появилось большое число дополнительных моделей.

Главными преимуществами, которыми может похвастаться печь для сжигания биологических отходов и многих других, являются:

  • Компактные размеры;
  • Высокие показатели экологичности;
  • Простота и дешевизна эксплуатации;
  • Возможность использовать энергию горения для нагрева воздуха, воды и т.п.

Для некоторых организаций и фирм применение печей приносит дополнительные преимущества. В последние годы достаточно популярной стала печь для сжигания документов, так как с ее помощью можно гарантированно сохранить конфиденциальность на предприятии. Для того, чтобы приобрести подходящий вариант, необходимо не только знать о наличии таких устройств, но и об их характеристиках, чтобы купить лучшее!

Комплектация

Пиролизная печь для сжигания мусораМногие производители стараются максимально дополнить и модернизировать комплектации своих промышленных устройств, однако чаще всего комплектация стандартна. Так, печи для сжигания шин и прочих промышленных отходов имеют:

  • Собственно печь с источником пламени;
  • Механизм удаления пыли;
  • Набор вторичных камер;
  • Шнек, вибросито и бункер для транспортировки и хранения мусора;
  • Разгрузочный механизм;
  • Система контроля процесса.

Современные печи имеют большое количество механизмов, с помощью которых максимально автоматизируется процесс контроля за работой. Если Вы задумываетесь о том, чтобы создать подобное устройство для личных нужд из подручных материалов, то данная затея весьма реальна, однако Вам потребуются специализированные схемы и компоненты, которые можно найти в сети Интернет!

Эксплуатационные характеристики промышленных моделей на порядки выше тех, что имеют «кустарные» установки. Именно по этой причине, если предполагаемый объем сжигаемого мусора весьма велик, стоит купить печь для сжигания отходов от проверенных производителей.

Классификация

Как упоминалось ранее, существует большое количество специализированных печей, которые создаются для работы и сжигания определенного типа отходов. В них используются некоторые инженерные особенности и технологические решения, которые не только упрощают процесс сжигания материалов, но и существенно удешевляют обслуживание!

  1. Утилизация и сжигание вредных отходов. Печь для сжигания отходов медицинских отходов – это достаточно яркий пример типа устройства, которое работает с вредными материалами. Медицинские отходы несут биологическую и химическую угрозу, поэтому все предметы должны быть уничтожены должным образом. В рабочей камере температура достигает 1200 градусов по Цельсия, что вполне достаточно для снижения массы и объема отходов, уничтожения микробиологических остатков, а также остатков фармакологических средств.
  2. Утилизация и сжигание смешанных отходов и мусора. Данный вид устройства работает с широким спектром материалов, что и объясняет его популярность. Средняя температура в камере составляет порядка 1000 градусов. Благодаря наличию современных инженерных решений удается добиться высокой энерго эффективности.
  3. Утилизация и сжигание трупов животных. Система активно используется на фермах и прочих животноводческих хозяйствах. Средняя эффективность составляет порядка двух тонн мусора в час. Печь имеет поворотный механизм, который обеспечивает равномерное сгорание объектов, а также большое число воздушных фильтров, позволяющих очистить выходящий воздух от любых примесей и осадков.
  4. Утилизация и сжигание смешанных отходов (и мусора) с увеличенной производительностью. Модель данного типа отличается следующими техническими характеристиками: Объем сжигаемого мусора: около 350 кг в час; Количество выделяемой энергии от горения: не менее 6250 ккал/кг; Показатели зольности: 9,5%; Влажность: не более 50%.
  5. Печи для сжигания фенола и формальдегида образующихся при производстве фанеры, ДСП. Достаточно простое устройство, которое поддерживает повышенный температурный режим для элиминации феноловых и формальдегидных соединений из материалов. Печь представляет собой двухконтурное устройство, а повышенные температуры достигаются за счет активного сжигания дизельного топлива и природного газа.
  6. Печь для термического обезвреживания жидких отходов производства полипропилена (минерального масла содержащего ТЕАЛ и АТМЕР). Устройства данного типа устанавливаются на нефтеперерабатывающих предприятиях для нейтрализации масел и других веществ, которые содержат полипропилен. Несмотря на современное строение, установка должна быть установлена вне пределов рабочих помещений, где находится персонал предприятия.

Производители

Пиролизная печь для сжигания мусораЧисло компаний и производств, которые специализируются на создании печей для сжигания мусора и прочих предметов в крупных

масштабах, очень велико, поэтому выбрать подходящий вариант не представляется проблемой.

Не рекомендуется выбирать продукцию иностранных производителей, если объемы сжигаемого мусора ограничены, так как стоимость таких изделий крайне завышена.

Существует большое число отечественных аналогов, качество которых не уступает иностранным. Среди ведущих российских лидеров выделяются фирмы: ИНСИНЕР, «ИСПЕПЕЛЯТОР», Интех, а также Горбыля.

Важными преимуществами сотрудничества с отечественными исполнителями является возможность выполнение заказа по индивидуальному проекту, что открывает практически безграничные возможности для широкого круга лиц.

Модельный ряд данных изделий весьма велик, поэтому нередко у потенциальных покупателей возникает целый ряд вопросов. В зависимости от функционала, размеров и производителя цена может варьироваться в весьма широких пределах.

Наиболее бюджетные изделия для дачи и частного использования продаются от 10-15 тысяч рублей, а вот стоимость промышленной печи для сжигания ТБО начинается от 100 тысяч рублей.

Если Вас интересуют печи для сжигания отходов иностранного производства, то лучшие решения на рынке представлены от компаний Burn Mizer (США), VOLKAN Великобритания. Как показывает практика, найти печь, которая бы полностью удовлетворяла Ваши потребности и пожелания достаточно просто – выбор действительно огромен.

Гораздо важнее еще на ранних этапах планирования покупки определить максимальный бюджет, необходимый функционал и уровень «экологичности». При наличии этих параметров Вам удастся совершить покупку в кратчайшие сроки.

Вывод

Сжигание мусора согласно проверенным технологическим процессам – это весьма многообещающая технология, о которой в современном мире задумываются все чаще. Внимательное изучение данного рынка позволит не только разрешить проблемы с бесконтрольным выбросом мусора и отходов, но и спасет от крупных штрафных санкций со стороны контролирующих органов, которые весьма активно работают на территории Российской Федерации и прочих стран СНГ!

Источник: pechnoy.guru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.