Повышение экологической безопасности термолизного энергоблока для переработки твердых промбытотходов

М.С. Коростылев, А.С. Парфенюк, Донецкий государственный технический университет

Одной из наиболее острых проблем современности является загрязнение окружающей среды твердыми отходами. Рост объемов твердых отходов промышленного и бытового происхождения, особенно в Донбассе, требует неотложного решения этого вопроса уже в ближайшие годы.

Известные методы утилизации промбытотходов (сжигание, захоронение, газификация, компостирование и др.), не позволяют решить эту проблему быстро и в полной мере. Оптимальной является технология совместной термолизной переработки промышленных и бытовых отходов путем термической деструкции и синтеза органического вещества отходов с получением полезных химических продуктов и сжигания твердого углеродистого остатка термолиза (ТУОТ). Это позволяет максимально использовать энергохимический потенциал сырья.

Процесс осуществляется в термолизном энергоблоке, который содержит наклонные термолизные печи (НТП), топку и котлоагрегат. Дозирующее устройтво осуществляет равномерную подачу ТУОТ из НТП в топку с псевдоожиженным слоем.

При сжигании ТУОТ образуются отходящие дымовые газы, содержащие различного рода вредные газы и пылевидные примеси в виде частиц золы и сажи, которые направляются на очистку с улавливанием дисперсных примесей и понижением концентраций вредных веществ (ВВ) до норм ПДК. Процесс очистки проводится в 2 стадии. Первая стадия включает методы, связанные с процессом горения и направленные на предотвращение образования ВВ, а вторая стадия включает в себя методы очистки, направленные на разрушение уже образовавшихся ВВ.

На первой стадии очистки осуществляется рециркуляция топочных газов (балластировка дутьевого воздуха отработанными газами с целью снижения максимальной и средней температуры в зоне горения и концентрации кислорода) и впрыск жидкой смеси "вода + поверхностно-активные вещества" (снижение образования ВВ в результате уменьшения температуры за счет испарения воды).

На второй стадии очистки происходит улавливание пыли, NOX и SO2. В качестве пылеуловителя служит, приведенный на схеме, инерционный аппарат со степенью очистки 99,7%. Это достигается за счет многократного изменения направления движения потока газа, что практически исключает вторичный унос и стабилизирует удаление пыли.

Улавливание NOx и SO2 ведется с их одновременной нейтрализацией путем абсорбционного поглощения отходами углеобогащения (кислыми шахтными водами). Пройдя через трубу Вентури, дымовые газы попадают в первую камеру улавливания, где нейтрализация NOx и SO2 происходит предварительно озонированной водой. Затем частично очищенные газы попадают во вторую камеру, где окончательная очистка осуществляется путем контактирования газового потока с кислыми шахтными водами, содержащими химически активные вещества.

Такая очистка является перспективной и позволяет не только повысить экологическую безопасность термолизного энергоблока, но и получить экономический эффект за счет возможности производства побочных товарных продуктов (HNO3, H2SO4 и др.) при значительном снижении выбросов ВВ в атмосферу.