|
Сжигание в кипящем слое
осуществляется на основе создания двухфазной псевдогомогенной системы
«твердое-газ» при превращении слоя отходов в «псевдожидкость» под действием
восходящего потока газа, достаточного для поддержания твердых частиц во
взвешенном состоянии. Слой напоминает кипящую жидкость, и его поведение
подчиняется законам гидростатики.
Технология сжигания ТБО в кипящем слое впервые реализована
в начале 80-х годов в Японии. К середине 90-х годов этот метод получил
достаточно широкое распространение: например, в Японии на его долю приходится
около 25% ТБО, подвергаемых термической переработке. Считается, что сжигание
в кипящем слое по эколого-экономическим параметрам в ряде случаев превосходит
традиционное слоевое сжигание. Развитие этого метода в Японии прогнозируется
и в будущем, в том числе и за счет модернизации устаревших заводов.
Печи для сжигания ТБО в кипящем слое обеспечивают
наилучший режим теплопередачи и перемешивания обрабатываемого материала и по
этим характеристикам превосходят котлоагрегаты с переталкивающими решетками;
кроме того, аппараты кипящего слоя не имеют движущихся частей или механизмов.
Однако необходимость обеспечения режима псевдоожижения обрабатываемого
материала накладывает ограничение на его гранулометрический и морфологический
состав, а также на теплотворную способность; в ряде случаев процесс сжигания
в кипящем слое (особенно в циркулирующем кипящем слое) оказывается более
дорогим, чем слоевое сжигание.
Ведущие фирмы в области сжигания в кипящем слое - «Lurgi
AG» (Германия), «ЕЬага» (Япония), «Foster Wheeler» (США). Технология японской
фирмы «ЕЬага» реализована на нескольких десятках японских заводов; в
европейских странах эта технология распространена под названием «Rowitec»;
аналогичная система известна под названием «Pyroflow» (фирма «Ahlstrom»,
Финляндия). Сжигание в кипящем слое заложено в проекты заводов по комплексной
переработке ТБО «Руднево» (Москва) и «Тимохово» (Московская область).
Производительность печей для сжигания ТБО в кипящем слое -
от 3 до 25 т/час. Преобладающая температура сжигания - 850-920°С.
В связи с более низкой (на 50-100°С) температурой сжигания
ТБО в кипящем слое по сравнению со слоевым сжиганием заметно снижается
возможность образования оксидов азота за счет окисления азота воздуха, в
результате чего снижаются выбросы NOx с отходящими газами. Кроме того, при
сжигании в кипящем слое значительно легче связать кислотные соединения серы и
хлора путем добавки в топочное пространство соединений кальция (например,
известняка).
В зависимости от характера псевдоожижения различают три
модификации кипящего слоя:
• стационарный кипящий слой;
• вихревой кипящий слой;
• циркулирующий кипящий слой.
Роль теплоносителя в системах кипящего слоя обычно
выполняет тонкозернистый песок, поверхность частиц которого создает большую
по сравнению с традиционным колосниковым сжиганием поверхность нагрева.
После разогревания песка с помощью запальной горелки до
750- 800°С начинают подачу отходов в кипящий слой, где они смешиваются с
песком и в процессе движения истираются. В результате хорошей
теплопроводности песка отходы начинают быстро и равномерно гореть.
Выделяющееся при этом тепло обеспечивает поддержание песка в горячем состоянии,
что позволяет работать в автогенном режиме без подвода дополнительного
топлива для поддержания режима горения.
|