Главной частью станции на сжигание отходов является печь, конструкция и производительность которой разрабатывает в зависимости от заданного количества и характера отходов. Все установки на сжигание отходов решены как двухступенчатые, причем первая ступень обеспечивает максимальное выгорание сжигаемого материала, а вторая ступень – так называемый реактор – обеспечивает параметры предусмотренные законом для сжигания газообразной фазы, выделяющейся при процессе сжигания, что дано минимальной предусмотренной температурой и временем выдержки дымовых газов в режиме окончательного сжигания. Печи для сжигания типа SMS сконструированы так, чтобы эти параметры соблюдали с достаточным резервом.
Особое и исключительное внимание уделяется теплоизоляционным и дымогарным материалам. Эти материалы проектируются индивидуально с учетом задания и бывают собраны в сэндвич-конструкции, причем состав изоляционного слоя компенсирует главным образом механические и химические нагрузки внутренних поверхностей и одновременно с этим обеспечивает достаточное тепловое сопротивление и необходимое температурное расширение.
Ротационные печи отличаются своей универсальностью, что касается физических свойств сжигаемых отходов, и высокой эффективностью термической деструкции отходов. Невыгодностью этих печей является более высокие инвестиционные и эксплуатационные затраты (требования). Угол наклона печи по продольной осе в комбинации со скоростью вращения являются решающими факторами, которые определяют продолжительность прохождения отходов через печь.
Стандартный способ загрузки отходов в печь при помощи безостановочного шнекового транспортера позволяет в максимально мере стабилизовать зарегулированный температурный режим, что одновременно является предпосылкой для самой высокой степени оптимизации целого процесса сжигания и очистки дымовых газов.
Камера окончательного сжигания проектируется в форме барабана, установленного на основание с тангенциальным расположением горелок, или как камера окончательного сжигания с несколькими вытяжками и с встроенным цилиндрическим реактором с горелкой, расположенной в его передней части. Вход дымовых газов в реактор решен тангенциально. При таких условиях можно сжигать отходы с самыми высокими концентрациями вредных веществ.
Преимуществом камерных печей являются более низкие инвестиционные затраты. Однако одновременно с этим использование этого оборудования до определенной меры ограничено при сжигании жидких и кашеобразных отходов. Выбранный принцип окислительного сжигания позволяет и у этих печей осуществлять непрерывную эксплуатацию, что очень благоприятно сказывается на эффективности их работы.
Муфельные печи используются в специальных случаях для выжигания больших предметов (например колосников из лакировочных цехов). Однако успешно используются и для сжигания жидких отходов с использованием специального распылителя для их впрыскивания.
Золоудаление из печи преимущественно производится сухим путем – простым выпадением золы в специальные контейнеры через пыленепроницаемый тубус. Этот принцип используется и при золоудалении более тонких фракций из циклона и пылевого фильтра.
Теплоотбор решен стандартным способом с использованием котла-утилизатора. Мощность котла прямо зависит от теплопроизводительности установки на сжигание. Однако выходной носитель и его параметры опять определяются с учетом условий его дальнейшего использования.
Органическим компонентом целой технологии может стать и оборудование по использованию полученной энергии.
Первой фазой очистки дымовых газов улавливание твердых частиц, уносимых потоком воздуха. На установках с ротационной печью это происходит уже в камере окончательного сжигания, а потом в жароциклоне, расположенном за камерой.
Технология бывает стандартно оснащена пылевым фильтром, тип и грязеемкость которого тоже определяется проектом. Остатки мельчайших пылеобразных частиц поглощаются при последующем процессе химической очистки дымовых газов.
Химическая очистка дымовых газов может быть запроектирована как трехступенчатая, абсорбционная с использованием NaOH в качестве активной составляющей сорбента. Отдельные абсорбционные ступени работают с сорбентом с различным рН, а поэтому они полностью от себя отделены с обоих сторонo. Отделение (сепарация) отдельных видов вредных веществ в них производится избирательным способом.
Первая абсорбционная ступень состоит из трубки Вентури, изготовленной из титанового материала. В ней происходит охлаждение дымовых газов до сатурационной (насыщающей) температуры, улавливание остатков пылеобразных частиц и отделение галогенидов и тяжелых металлов.
Следующая ступень разработана на базе оросительной колонны, количество и емкость которых зависит от заданного коэффициента эффективности. В этих фазах происходит улавливание остатков галогенидов и отделение кислотных компонентов дымовых газов. Установка может быть оснащена и диоксиновым фильтром.
Неотделительной частью целой установки являются периферийное оборудование для подготовки сорбента и для переработки насыщенного сорбента с отстойником и с фильтрацией. На выходе этого процесса получается осадок (шлам), с которым необходимо обращаться как опасным отходом, и химически чистая вода, которая частично возвращается в процесс очистки.
Передовой и очень эффективной технологией очистки дымовых газов является так называемый метод NEUTREC, который относится к категории сухой технологии. Этот метод был испытан в отечественных условиях при сжигании обычных медицинских отходов. Результаты испытаний полностью подтвердили параметры, декларированные производителем активного вещества – тонко молотый бикарбонат натрия. С точки зрения инвестиций или эксплуатации необходимо отметить следующее параметры:
- Высокая эффективность улавливания, главным образом кислотных компонентов дымовых газов и тяжелых металлов. Для улавливания повышенного содержания органических веществ типа фуранов и диоксинов используется диоксиновый фильтр. Величины, измеренные на выбранных станциях, с резервом соблюдают лимиты ЕС по эмиссиям (EU 67/86).
- Совершенно минимальные требования по обслуживанию.
- По сравнению с обычно применяемыми технологиями значительно ниже инвестиционные и эксплуатационные затраты.
- Простая применяемость на существующих станциях сжигания.
Вклад технологии фирмы SOLVAY по сжиганию отходов является исключительным, так как в новых проектах позволяет значительным образом снизить инвестиционные затраты, что существенно сократит срок окупаемости. Одновременно с этим позволяет очень просто вырешить проблемы с лимитами по эмиссиям у морально устаревшей технологии и продлить срок ее эксплуатации.
Актуальной и самостоятельной проблематикой является поглощение диоксинов при помощи диоксинового фильтра. В рамках собственных исследований и разработок фирма за прошедшие годы произвела большое количество сравнительных измерений эффективности различных активных веществ в различных условиях и разработала решение, которое в настоящее время на современном европейском уровни.
Автоматическая система управления и измерений целой технологии станции по сжиганию отходов выс3ей системой управления – компьютером. Стандартно производится непрерывное измерение и регистрация температуры горения и дымовых газов в фазах, определяющих для управления зарегулированный режим сжигания и параметры разрежения в системе. Далее измеряются величины концентраций O2 и CO в дымовых газах.
По индивидуальному заданию можно производить мониторинг и регистрацию других физических и химических величин.
Сама система управления и измерений позволяет, с точки зрения достижения максимальной производительности станции, производить зарегулирование оптимального режима процесса сжигания с регуляцией качественных критерий сжигания для данного вида отходов.