Технология переработки отходов

КОММЕРЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ

На установку ТКУ-250-К для переработки медицинских отходов.

ОБЩИЕ ДАННЫЕ

Большое разнообразие видов и свойств опасных отходов, запрещенных к захоронению на свалках и полигонах, которые, согласно законодательству, подлежат безусловной утилизации, требует применения специализированных технологий и оборудования.

На данном уровне развития общества наиболее универсальным и широко применяемым в мировой практике является метод термической переработки отходов (сжигание). Главный же недостаток прямого сжигания отходов связан с серьезной опасностью загрязнения атмосферы вредными выбросами, что обусловливает необходимость применения комплексной системы очистки дымовых газов от токсичных компонентов.

Последние 10-20 лет различные исследовательские группы занимались анализом влияния сжигания отходов на окружающую среду по сравнению с другими аспектами их переработки. Наиболее распространенными методами оценки такого воздействия при организации переработки отходов является оценка жизненного цикла (ОЖЦ,) и анализ эффективности затрат (ДЕЗ). В методе ОЖЦ большее внимание уделяется экологическим аспектам, тогда как ДЕЗ ориентируется на экономические показатели. Как правило, при анализе эффективности затрат учитывается финансовая стоимость жизненного цикла и экологические затраты, которые в совокупности составляют разновидность социальных расходов. В результате проведенных исследований были сделаны следующие выводы:

· Сжигание отходов - эффективный способ утилизации материалов и сбережения природных ресурсов, таких, как нефть, газ, уголь и лес;

· Воздействие на окружающую среду от сжигания отходов незначительно. При надлежащем контроле над процессом сгорания и эффективной очистке дымовых газов выбросы в атмосферу будут минимальны, особенно по сравнению с другим топливом, которое используется в теплофикации;

· Сжигание более предпочтительный метод переработки отходов, чем вывоз отходов на свалку. Кроме того, для большинства видов опасных отходов (медицинских, биологических, карантинных и др.) данный метод является безальтернативным;

Медицинские и карантинные отходы относятся к классу особо опасных так как обладают сильной инфекционной и биологической токсичностью, что обусловливает использование особых методов их утилизации. При ненадлежащем способе их утилизации и использовании технологически устаревшего оборудования они будут оказывать большое влияние на загрязнение верхних вод, атмосферы, почвы и прямого вреда для человека.

В настоящее время в основном используются следующие системы их утилизации:

1. Система высокотемпературной деструкции (сжигания) медицинских отходов в общих котлах для сжигания ТБО;

2. Steam System (паровые) и Micro Wave System (микроволновые) системы для стерилизации МО;

3. Пиролизное сжигание МО в ретортных печах;

4. Измельчение, микроволновая стерилизация и газификация в пиролизной печи.

Однако, ни одна из вышеперечисленных систем, представленных на рынке, не способна полностью безопасно обрабатывать медицинские отходы из-за высокого риска вторичного загрязнения окружающей среды токсикантами и больших эксплуатационных и капитальных затрат на реализацию, что делает их не рентабельными.

Системы стерилизации МО направлены на устранение инфекционной и биологической токсичности отходов, но не сокращают их объемы. Этот метод характеризуется наивысшим уровнем энергетических и эксплуатационных затрат. Удельная себестоимость стерилизации одной тонны МО в автоклавах составляет ≈ 100 $/тонну.

Переработка МО методом пиролиза не может считаться рациональным из-за разнородного состава этих отходов как по физическим свойствам, так и вещественному составу, что приводит к значительным непредсказуемым колебаниям технологического процесса, взрывоопасным ситуациям и перерасходам топлива. Удельная себестоимость переработки одной тонны МО методом пиролиза (без учета их подготовки) составляет не менее 40 $/тонну.

Сочетание методов предварительной подготовки МО путем измельчения и стерилизации с газификацией в пиролизной печи очень дорогое удовольствие с удельной себестоимостью не менее 140 $/тонну.

Созданные нами комплексы термокаталитической переработки опасных отходов марки ТКУ сочетают в себе абсолютную безопасность и низкие эксплуатационные затраты (себестоимость переработки не более 20 $/тонну). По своим экологическим показателям они полностью соответствуют самым жестким санитарным нормам, что позволяет размещать их непосредственно на территориях образования опасных отходов (медицинские комплексы, морские порты, аэропорты, ж/д узлы и пр.), что значительно упрощает логистику, минимизирует транспортные затраты, снижает риски распространения инфекций и вторичного загрязнения окружающей среды токсикантами. Кроме того, данные комплексы не требуют больших производственных площадей для размещения, и они значительно дешевле аналогов.

Комплекс ТКУ-250-К выполнен на базе камерной печи и предназначен для термической переработки (утилизации) токсичных медицинских отходов. Конструктивные особенности данного комплекса позволяют утилизировать на нём практически все виды твёрдых и жидких отходов, которые допускают термическую обработку. Загрузка твердых отходов в приемный бункер комплекса осуществляется из контейнеров с помощью специального автоматического подъемно-поворотного механизма, либо специализированным автоматическим загрузочным конвейером. Жидкие отходы подаются на утилизацию через специальные инжекционные форсунки, установленные в камере дожигания. Отходы проходят термическую переработку в термокаталитическом блоке комплекса с семиступенчатой очисткой дымовых газов. Процессы термокаталитического сжигания и очистки газов обеспечивают полное соблюдение всех экологических и санитарных норм в соответствии с Законами Украины и Директивами ЕС 2000/76/ЕС «О сжигании отходов» и 2008/98/ЕС «Про отходы».

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ

Опасные высокотоксичные отходы смешанного состава (медицинские, портовые, карантинные и пр.) доставляются к комплексу автотранспортом и перегружаются в специализированные контейнеры, с помощью которых подаются в термокаталитический блок комплекса, где осуществляется их термическая переработка.

Загрузка отходов из контейнеров в термокаталитический блок комплекса осуществляется специализированным бездымным загрузочным устройством, исключающим утечку газов из печи при загрузке отходов и работающим в автоматическом режиме.

Термическое обезвреживание (сжигание) отходов осуществляется в камере сгорания термокаталитические блока на специальных колосниковой решетке, под которые непрерывно подается нагретый воздух для обеспечения процесса горения. Разогрев и поддержание необходимой температуры в печи осуществляется с помощью жидкотопливной горелки, с использованием дизельного топлива либо отработок различных масел. Как правило, горелка используется только для начального разогрева печи или при сжигании низкокалорийных отходов высокой влажности. В стандартном режиме работы тепла, выделяемого при горении отходов, достаточно для поддержания необходимого температурного режима без сжигания дополнительного топлива. Для интенсификации процесса термического разложения отходов колосниковую решетку оборудованы специальным разрыхлителем, который в автоматическом режиме осуществляет рыхление горящей массы и чистку колосниковой решетки от шлаковых отложений. По мере выгорания отходов на горящий остаток (20÷30%) с помощью бездымного загрузочного устройства (исключает выбивание дымовых газов), заваливается новая порция отходов. Работа загрузочного устройства термокаталитические блока полностью автоматизирована и осуществляется по специальному алгоритму. Газы, образующиеся в процессе термического разложения отходов, поступают в камеру дожигания с температурой 900 ÷ 1100℃, в которую для обеспечения окислительного процесса, дополнительно вдувается нагретый воздух горения из расчета обеспечения избытка окислителя (О₂) не менее 6%. Время нахождения уходящих газов, в камере дожигания составляет 2 ÷ 2,5 сек., что обеспечивает разложение хлор и фторорганических соединений, и окисления непредельных углеводородов не менее, чем на 98%.

Для обеспечения максимально полной деструкции и окисления продуктов газификации отходов после камеры дожигания дымовых газов проходят через каталитический реактор, который значительно интенсифицирует данный процесс. Недогоревшие в камере дожигания трудно окисляемые органические соединения, включая бенз (а) пирен, диоксины, фураны и др., обезвреживаются на слое катализатора на 99,9%.

Далее дымовые газы проходят химическую нейтрализацию от кислых неорганических соединений хлора, фтора и серы путем обработки их щелочных раствором с образованием безвредных солей. Щелочной раствор (46% каустическая сода) приготавливается непосредственно на участке комплекса в специальном щелочном баке, из которого с помощью пневматического эжектора подается на распыляющую форсунку. Процессы нейтрализации SO2, HCl и HF после распыла щелочного раствора начинаются в газовом тракте и завершаются на рукавном фильтре. Использование полусухого способа очистки газов позволяет задействовать обе составляющие поглощения (адсорбции и абсорбции), что обеспечивает высокую эффективность очистки на уровне 92-95%.

После деструкции, окисления и химической нейтрализации дымовые газы направляются в модуль (камеры) охлаждения и утилизации тепла, где с помощью теплообменных аппаратов (двухступенчатого экономайзера и рекуператора) осуществляется их резкое охлаждение (закаливание). Модуль обеспечивает охлаждение уходящих газов, с 900 ÷ 1100 ° С до 100 ÷ 120 ° С путем передачи тепла для нагрева воды в экономайзере, которая будет использоваться в тепловых сетях и сетях горячего водоснабжения и для нагрева воздуха горения в рекуператоре, подаваемого в камеру сгорания для оптимизации процесса горения.

Химическая нейтрализация и быстрое охлаждение (закаливание) дымовых газов позволяет избежать так называемого эффекта вторичного образования токсичных хлор и фторорганических соединений.

Охлажденные до 100 ÷ 120°С дымовые газы поступают на блок газоочистки в составе рукавного фильтра и адсорбционного фильтра, в которых осуществляется их окончательная очистка от мелкодисперсных взвешенных частиц (пыли), полиароматических соединений, паров тяжелых металлов и др.

Коэффициент полезного действия рукавного фильтра составляет 99,5 ÷ 99,9%, что позволяет обеспечить очистку дымовых газов до остаточного содержания (концентрации) взвешенных частиц не более 10 мг/м3.

Адсорбционный фильтр по европейской классификации выполняет функцию так называемого «полицейского фильтра» (всегда на страже). Он имеет высокую поглощающую способность к широкому спектру токсичных веществ, включая полиароматические углеводороды, соединения тяжелых металлов, ртути Hg, свинца Pb, кобальта, мышьяка As, ванадия Va и др., что позволит избежать выбросов в атмосферу вредных веществ при возникновении внештатных ситуаций.

Окончательно очищенные от пыли и вредных веществ дымовые газы с температурой 80 ÷ 100 °С с помощью дымососа отводятся через дымовой тракт и сбрасываются в атмосферу через дымовую трубу.

Зольный остаток (шлаки), образующийся в процессе термической переработки хвостов, накапливается в зольнике печи, откуда периодически с помощью специального откатного зольника перегружается в накопительные емкости (контейнера для золы и шлака). Этот зольный остаток, который прошел термическую переработку абсолютно безопасен для окружающей среды (IV класс) и может быть использован для подсыпки дорог, в качестве наполнителя бетонов и др., или вывезен на полигон для безопасного захоронения. Его количество, в зависимости от морфологического состава отходов, может составлять от 2 до 10% от начальной массы отходов.