Технологии

Основой большинства современных промышленных методов переработки (утилизации) отходов является сжигание. В отличие от старых заводов по сжиганию, для соответствия современным экологическим стандартам установки уничтожения опасных отходов должны обеспечивать специальные (высокотемпературные) режимы обработки отходов и тщательную очистку сбросов (прежде всего - атмосферных выбросов). Высокие температуры достигаются за счет сжигания специальных топлив. Именно высокотемпературные технологии наиболее перспективны (и вошли в практику развитых стран) при уничтожении органических отходов высокой токсичности (пестициды, ПХБ, диоксины, фураны, трансформаторные масла и.т.д.).

Технология компании ООО «НПП «Платекс», предлагаемая для указанных целей, основана на применении высокотемпературной технологии, но имеет ряд особенностей, качественно улучшающих ее технические и экологические характеристики. Прежде всего, это использование двухстадийного процесса переработки вместо простого сжигания отходов. Первая стадия - это высокотемпературная конверсия горючих компонент отходов в синтез-газ при недостатке окислителя в реакторе. Высокая температура в реакторе в этом режиме не приводит к образованию повышенного содержания оксидов азота, что обычно является негативным побочным результатом прямого сжигания. Такие поллютанты в продуктах термической переработки, как S, С1, F в реакторе присутствуют в форме «кислых» газов, что способствует их активному реагированию с присадкой известняка. Вторая стадия - процесс дожигания продуктов конверсии при инжектировании вторичного воздуха в поток газов из конвертора. Для контроля температуры в камере дожигания и в узле высокотемпературной абсорбции поллютантов предусмотрена рециркуляция не прошедших пылеочистку охлажденных газов с выхода установки. Степень связывания поллютантов при высокотемпературной абсорбции качественно превосходит возможности обычных технологий «мокрой» известковой (содовой и т.п.) очистки газов. Высокая энтальпия газов, поступающих на охлаждение за блоком абсорбции и присутствие избыточного пылевидного СаО после «гашения» кислых поллютантов позволяют утилизировать тепло в компактной (и недорогой) энергетической установке. Тем самым, вместо энергозатратного процесс термической переработки становится энергоизбыточным. К сожалению, приходится рассчитывать на присоединение установки (завода) к сети для оперативного управления режимами работы, пуска, начального привода всех систем и работоспособности при отказах в энергогенерирующей части.

Перед сбросом в атмосферу продукты термической переработки отходов проходят завершающую очистку от пыли и, в необходимых случаях, очистку активированным углем. Но это последнее только для специфичных отходов.

Минеральные компоненты отходов удаляются переплавленными в шлаке из конвертора и в виде пыли из блока пылеочистки. Остеклование минеральных компонентов в шлаке связывает и устраняет вымывание, почвенными водами тяжелых металлов, делая шлаки пригодными для безопасного использования при земляных работах в строительстве. Пыль повторно вводится в конвертор для обеззараживания путем остеклования.

Таким образом, установка перерабатывает до безопасных форм все, что введено в конвертор. Подготовка сырья предусматривает его измельчение в случаях крупногабаритных отходов. Возможно применение дополнительной камеры отжига с выходом продуктов в конвертор для работы с загрязненной металлической тарой или в иных подобных ситуациях.

В рамках Федеральной Целевой Программы «Уничтожения запасов химического оружия в Российской Федерации» фирма ООО «НПП «Платекс» разработала установки по высокотемпературной переработке реакционных масс и жидких отходов, образующихся после уничтожения фосфорорганических отравляющих веществ. Они с успехом доказали свои технологические и технические решения на объектах по уничтожению химического оружия в РФ («Марадыковский» Кировской области, «Леонидовка» Пензенской области, «Кизнер» Республика Удмуртия), и используются до настоящего времени. С помощью этого оборудования уничтожено более 80 % химического оружия в РФ. Безопасность технологии переработки и утилизации высокотоксичных отходов для обслуживающего персонала и экологии проверена многолетней эксплуатацией.

Технические параметры. Завод рассчитан на переработку от 5 тыс. т токсичных отходов в год, и при годовом числе часов использования установленной мощности 5000 часов - на переработку 1 тонны отходов в час. Из соображений надежности и резервирования производительности завод укомплектован двумя термическими конверторами, но единичными остальными агрегатами технологической цепи как гораздо более отработанными (типовыми). Из анализа калорической способности возможных типов отходов при их сжигании можно полагать значение тепловой мощности потока горячих продуктов сгорания на выходе камеры дожигания равным, приближенно, 5 Гкал/час. Подготовлен ряд методов возможной утилизации этой энергии, и один из них - производство электроэнергии в простой паросиловой установке с котлом на 14 ат. В этом случае турбогенератор может выдавать более 1 МВт электроэнергии, что обеспечит и максимальное собственное потребление энергии конвертором около 400 кВт, и другие нужды производственно-бытового назначения, и почти столько же можно вернуть в сеть. Кроме того, остается еще значительная тепловая мощность, которую как-то надо сбросить или утилизировать. Довольно эффективно это может быть решено при совмещении утилизации отходов с производством простейшей энергоемкой продукции. Наконец, при отводе сбросного тепла в градирню «мокрого» типа (а это самый дешевый вариант) заводу потребуется вода на компенсацию потерь с испарением и уносом влаги в градирне в количестве до 10 т в час. Эта цифра также может быть в несколько раз снижена после привязки схемы завода к местности, местным ресурсам, потребностям.

Завод работает по непрерывному циклу (в 3 смены, включая субботу и воскресенье), обслуживается персоналом в количестве 26 человек.

Компоновка завода. Основное оборудование размещается в легкосборных сооружениях. Конверторы и камера дожигания размещаются в пожаро- и взрывобезопасном помещении, несмотря на то, что весь рабочий тракт работает под разрежением и утечка горючего газа вне камеры дожигания, когда она под разрежением, физически невозможна. Далее компоновка оборудования по тракту подобна таковой для небольшой паросиловой установки, только с горячей газоочисткой на входе.

Ответственный приемно-подготовительный участок имеет несколько накопителей (емкостей) для жидких отходов, которые нельзя смешивать из-за их возможного взаимодействия или расслоения, баки усреднения состава подаваемых отходов, мешалки,

подогреватели, насосы подачи и перекачки. То же для сыпучих отходов - бункера, шнековые питатели и др. Отдельно бункера для крупномасштабных отходов, шредеры, дробилки, сепараторы.

Система автоматики работает по стандартной предустановленной программе расхода рабочих сред и энергии для каждого характерного типа отходов с коррекцией от датчиков параметров сред за конвертором и после камеры дожигания. Аналитическая лаборатория контролирует безопасность среды на выходе. Остановка процесса в любое время совершенно безопасна ввиду огромной тепловой инерции высокотемпературных аппаратов с керамической тепловой защитой, что предотвращает аварии из-за перебоев питания или явлений типа срыва горения в установках сжигания отходов в факеле дополнительного горючего. Специально предусмотрен сброс факела дожигания при отключении эжектора - дымососа через отвод аварийного сброса с подачей окислителя от емкости под давлением для завершения обработки вещества, уже введенного в конвертор.

Экологические аспекты. Завод проектировался под соответствие выбросов нормам защиты окружающей среды Германии, принятым для аналогичных предприятий Москвы. Предельные цифры загрязнений в дымовых газах завода приведены в следующей таблице в сравнении с экспериментальными данными по установке фирмы ООО «НПП «Платекс» производительностью до 500 кг/ч.