2.6.1.Термические методы минимизации объема твердых отходов. Пиролиз и сжигание
Процесс пиролиза - термообработка при высоких температурах в отсутствие или небольших концекнтрациях кислорода - проводят, например, на установки ЭЧУТО (рис.2.36),разработка Энергетического института им. Г.М. Кржижановского).следующим образом. В камеру термического разложения через шлюз загружают исходные твердые отходы. После закрытия промежуточного шибера и верхнего люка внутренний объем камеры оказывается полностью изолированным от внешней атмосферы. В горелочное устройство подают топливо и воздух и за счет выделяющегося при горении тепла разогревают установку. Образующиеся в процессе горения продукты сгорания
Рис. 2.36. Схема установки ЭЧУТО:
1 – термореактор, 2 – люк нижний, 3 – мешалка, 4 – камера термического разложения, 5 – шибер, 6 – газораспределитель, 7 – люк загрузки,
8 – картридж катализатора, 9 – теплообменник, 10 – линия рецикла дымовых газов, 11 - байпас с задвижкой, 12 – труба, 13 – скруббер, 14 – пульт управления, 15, 19 – насос, 16 – вентилятор (дымосос), 17 – фильтр, 18 – люк воздушный, 20 – горелка, 21 – воздухозаборник; РАО - радиоактивные отходы, А - воздух, Б - топливо, В - кек на стадию загрузки, Г - сжатый воздух, Д - вода.
проходят через дымоходы обогревательной камеры, отдают тепло на нагрев камеры термического разложения и, последовательно пройдя через катализатор (на катализаторе протекает процесс окисления токсичного оксида углерода до диоксида), теплообменник, скруббер, дымосос, дымовую трубу и выбрасываются в атмосферу.
По мере роста температуры в камере термического разложения начинается процесс термического разложения органической составляющей отходов и выделяющиеся газообразные продуты пиролиза через вертикальный газоход, поступают в горелочное устройство, где сгорают, обеспечивая теплотой сгорания соответствующую часть необходимого для процесса топлива. Огонь,
обезвреживая вредные компоненты, содержащиеся в продуктах пиролиза, чем обеспечивается значительное снижение содержания вредных веществ в дымовых газах. При достижении 600-6500С основной процесс выделения парогазовых летучих продуктов пиролиза завершается, после чего осуществляют механическое перемешивание массы отходов в камере для активации остаточных теплообменных процессов.
После практически полного завершения процесса пиролиза через внутренний канал мешалки 3 в камеру подают газифицирующий агент (воздух, паровоздушная или водовоздушная смесь) и полукокс газифицируют до коксозольного остатка при вращательном и возвратно-поступательном (механическом и гидродинамическом) перемешивании материала с одновре-менной подачей газифицирующего агента и активацией процесса газификации во всем объеме камеры.
Образующиеся газообразные продукты газификации также поступают в горелку, где подвергаются огневому обезвреживанию. После завершения процесса газификации через нижний люк коксозольный остаток сбрасывается в колосники, где дожигается в ходе последующего цикла.
Сжигание радиоактивных отходов проводят на установках ЭЧУТО (рис.2.32,) имеет следующие характеристики:
●способность перерабатывать отходы сложного морфологического состава с содержанием негорючих компонентов до 40% (в том числе металлов);
●относительно малые объемы отходящих газов и малые уносы радиоактивности из печи;
●высокая степень сокращения первоначального объема отходов;
●получение конечного продукта в виде плавленого химически стойкого материала.
Ромелт-процесс разработан в 1979 году Московским институтом стали и сплавов, основанный на использовании печи Ромелт..Данная печь представляет собой модернизированный вариант печи Ванюкова, используемой для переработки медных сульфидных руд и концентратов на штейн (рис.2.37).
В Ромелт-процессе с выоской скоростью протекают восстановительные реакции в барботируемой жидкой шлаковой ванне при 1450-1650°С. Отходы подают в загрузочное устройство периодически. Их сбрасывают в шлаковую ванну на поверхность шлакового расплава, через который продувают через
Рис.2. 37. Схема печи РОМЕЛТ