Сжигание осадков

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени

первого Президента России Б. Н. Ельцина»

 

Кафедра водного хозяйства и технологии воды

 

 

 

 

 

 

Реферат

Сжигание осадков

 

 

 

 

 

Преподаватель 

Студент

гр.  
Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

1 Основы процесса сжигания…………………………………………………....5

2 Виды установок для сжигания…………………………………………………6

2.1 Сжигание осадков в многоподовой  печи……………………………………6

2.2 Печь кипящего  слоя……………………………………………………..……7

2.3 Барабанные  печи………………………………………………………..……10

2.4 Циклонные  печи……………………………………………………………..10

Заключение……………………………………………………………………….11

Библиографический список……………………………………..………………12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Функционирование городских канализационных очистных сооружений не ограничивается очисткой сточных вод. Важной частью их работы является обработка и утилизация образующихся осадков. В крупных городах ежедневный объем стоков, поступающих в городскую канализацию, исчисляется тысячами кубических метров. В процессе очистки сточных вод ежесуточно образуется около сотни кубометров осадков, состоящих из смеси осадка первичных отстойников и избыточного активного ила.

До начала 1990-х годов основные усилия специалистов были направлены на совершенствование технологии и оборудования по обезвоживанию осадка с целью уменьшения его объема. Для этого оптимизировались режимы работы первичных отстойников и илоуплотнителей, в цехах обезвоживания вводились в эксплуатацию новые виды оборудования. Испытывались и внедрялись более эффективные флокулянты. Все это позволило увеличить содержание сухих веществ складируемого осадка с 22–23 до 25–28%, что привело к снижению его объема. Но это не стало решением проблемы.

С учетом темпов строительства и развития городов,свободные площади полигонов в скором времени могли быть заполнены.

Дальнейшее строительство полигонов было признано нецелесообразным по следующим причинам:

• экологические проблемы, связанные с эксплуатацией полигонов как потенциальных источников загрязнения атмосферы и подземных вод;
• большие затраты на строительство новых и рекультивацию старых полигонов;
• необходимость выделения значительных земельных площадей для строительства полигонов.

Оптимальным решением проблемы утилизации осадка, образующегося на городских канализационных очистных сооружениях, стало его сжигание после предварительного обезвоживания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Основы процесса сжигания

Сжигание осадков - один из заключительных этапов обработки осадков сточных вод, обеспечивающий полное уничтожение органической части, значит, сокращение объема и обеззараживание осадков сточных вод. При этом используется теплотворная способность горючих компонентов осадков. Сжигание осадков применяют в тех случаях, когда не представляется возможным или экономически целесообразным использование осадков в качестве вторичных продуктов при утилизации или при невозможности обеспечения их безопасного складирования. Осадки городских сточных вод рекомендуется сжигать после их механического обезвоживания либо термической сушки. Сжигание осадков является методом обезвреживания осадков с одновременным использованием их в качестве топлива и утилизацией выделившейся теплоты, а в ряде случаев и образовавшейся золы. Теплота используется для подогрева воздуха, необходимого для сжигания, а зола — как присадочный материал для интенсификации процесса обезвоживания осадков на вакуум-фильтрах или фильтр-прессах. Горению обезвоживанию осадков всегда предшествует эндотермический процесс их тепловой подготовки, включающий прогрев материала, испарение влаги и выделение летучих веществ. Затраты теплоты на этот процесс достаточно велики и иногда могут превышать количество теплоты, выделяющейся при сгорании осадков, то есть для сжигания может потребоваться дополнительное топливо.

Процесс сжигания осадков состоит из следующих стадий: нагревание, сушка, отгонка летучих веществ, сжигание органической части и прокаливание для выгорания остатков углерода. 
Возможное присутствие в газах при сжигании осадков токсичных компонентов может вызвать серьезные трудности при очистке этих газов перед выбросом их в атмосферу.  
Установки для сжигания осадков должны обеспечивать полноту сгорания органической части осадка и утилизацию теплоты отходящих газов. 
Возгорание осадка происходит при температуре 200-500°С. Прокаливание зольной части осадка завершается его охлаждением. Температура в топке печи должна быть в пределах 700-1000 °С.

 

2 Виды установок для сжигания

Для сжигания осадков наибольшее распространение получили многоподовые печи, печи кипящего слоя и барабанные вращающиеся печи.

 

2.1 Сжигание осадков в многоподовой печи

 Корпус многоподовой  печи представляет собой вертикальный стальной цилиндр (рис.1),  футерованный изнутри огнеупорным кирпичом. Топочное пространство печи разделено по высоте на семь — девять горизонтальных подов. В центре печи имеется вертикальный вал, на котором укреплены горизонтальные фермы гребковых устройств. Каждый под имеет отверстия, расположенные у одного пода на периферии, а у другого — в центральной части. Осадок подается конвейером через загрузочный люк в верхнюю камеру печи, перемещается гребками к пересыпному отверстию,  сбрасывается на лежащий ниже под и т.д. Вертикальный вал и фермы гребковых механизмов выполняются полыми и охлаждаются воздухом, подаваемым вентилятором. На верхних подах осадок сушится, на средних — органическая часть осадка сгорает при температуре 600-900°С, а на нижних —  охлаждается зола перед сбросом в бункер. Из печи газы отводятся в мокрый  пылеуловитель и дымососом выбрасывается в атмосферу. Многоподовые печи просты и надежны в эксплуатации. К их  недостаткам относятся высокая строительная стоимость, большие габариты, частый выход из строя гребковых устройств.

Рис.1. Схема многоподовой печи:  1 - конвейер ленточный; 2 - бункер загрузки осадка; 3 - шнековый питатель; 4 - многоподовая печь; 5 - наружная топка; 6 - дутьевой вентилятор; 7 - вал; 8 - вентилятор охлаждения; 9 - атмосферная труба; 10 - рециркуляционный трубопровод; 11 - мокрый пылеуловитель; 12 - дымосос; 13 - дымовая труба; 14 - сборник золы; 15 ~ насос перекачки золовой воды; 16 - вентилятор пневмотранспорта; 17 - шлюзовой питатель; 18 - циклонный разгрузитель; 19 - бункер выгрузки золы; 20 - газорегуляторная установка; 21 - трубопровод топливного газа; 22 - водопровод; 23 - золопровод; 24 - канализационный трубопровод; 25 – воздуховод

 

2.2 Печь  кипящего слоя

Печь кипящего слоя представляет собой вертикальный стальной цилиндр (рис.2), футерованный изнутри огнеупорным кирпичом. Внутри печи имеется топочная камера, конусная часть с воздухораспределительной беспровальной решеткой и куполообразным сводом). На решетке насыпан песок крупностью 0,6-2,5 мм слоем 0,8-1 м.

Кипящий слой песка создается при продувании воздуха через решетку со скоростью, при которой частицы взвешиваются в газовом потоке. Воздух подается воздуходувкой, нагревается в рекуператоре дымовыми газами и подается под решетку. Осадок подается в печь через загрузочный бункер и шнековый питатель. В кипящем слое происходит интенсивное перемешивание осадка с кварцевым песком, мгновенное испарение влаги и выделение летучих  органических веществ. Весь процесс длится 1 - 2 мин.

Мелкая зола и пыль выносятся из печи потоком отходящих газов, поступающих в рекуператор (воздухоподогреватель). Для охлаждения  отходящих газов между входом в рекуператор подается холодный воздух. Из рекуператора под давлением нагретый воздух, проходя с определенной скоростью через решетку, обеспечивает поддержание псевдоожиженного слоя.

 Если при сгорании органической  части осадка недостаточно  собственной теплоты, то для поддержания процесса горения с помощью горелок сжигается дополнительное топливо. Дымовые газы, охлажденные в  рекуператоре, проходят мокрую пылеочистку, освобождаются от золы и пыли и выбрасываются в атмосферу.

Достоинствами печей кипящего слоя являются компактность  установок, интенсивность процесса, возможность сжигания осадков различной влажности; недостатками — большая запыленность отходящих газов и  необходимость устройства рекуператоров.  

 

2.3 Барабанные  печи

Барабанные вращающиеся печи за рубежом применяют для  сжигания осадков в смеси с городским мусором. В отличие от барабанной  сушилки, барабан вращающейся печи наклонен в сторону топки.  Обезвоженный осадок загружается с противоположного от топки конца барабана. По мере продвижения внутри барабана осадок сначала подсушивается, а затем сгорает. Горячая зола из топки поступает в воздушный охладитель и оттуда пневмотранспортом направляется в приемный бункер и вывозится.  Отходящие газы отсасываются дымососом, проходят мокрый пылеуловитель и выбрасываются в атмосферу. Температура газов в зоне сушки 200°С, а в зоне сжигания 900-1000°С.

Барабан в зоне сжигания футерован огнеупорным кирпичом. В зоне сушки внутри барабана устроены насадки для  перемешивания и дробления осадка. Барабанные печи имеют небольшую запыленность отходящих  газов и могут располагаться на открытом воздухе, кроме топочной части и камеры загрузки. Недостатками вращающихся барабанных печей являются громоздкость, большие капитальные затраты и относительная сложность эксплуатации.

 

2.4 Циклонные  печи

Циклонные печи применяются относительно редко и служат для сжигания жидких или мелкодисперсных сухих материалов. Для сжигания осадков в циклонной печи необходима их предварительная термическая сушка, например, в сушилках со встречными струями, и тщательное  измельчение. Обычно установка с циклонными печами состоит из сушильного аппарата, измельчителя осадка, циклонной печи, камеры дезодорации газов, мокрой пылеочистки дымососа, дымовой трубы.

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Сжигание используют для ликвидации и утилизации различных видов отходов. Обычно сжигание - лишь часть комплексной системы ресурсосберегающего и экологически безопасного обращения с отходами, направленной на ликвидацию отходов, образующихся в процессе жизнедеятельностичеловека. 
     Быстрое технологическое развитие, наблюдаемое в течение последних 10-15 лет, оказало влияние и на развитие сектора сжигания отходов. Оптимизация технологических процессов идет непрерывно, и в настоящее время в секторе сжигания отходов разрабатывают технологии с улучшенными экономическими (более низкая стоимость по сравнению с традиционными) и экологическими (более высокая экологическая эффективность)характеристиками. 
     Результат сжигания отходов- обработка отходов в целях сокращения их объема и снижения степени их опасности с одновременным улавливанием и соответственно концентрированием или разрушением потенциально опасных веществ. Процессы сжигания отходов также позволяют использовать отходы в качестве вторичных ресурсов (энергетических и материальных).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

1. Технический справочник по обработке воды:в 2т.Т.1:пер. с фр.-СПб.:Новый журнал, 2007
2. http://ekologobr.ru/
3. http://www.purebalticsea.eu/
4. ГОСТ Р 54205-2010 Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Наилучшие доступные технологии повышения энергоэффективности при сжигании.
5. http://www.kntp.ru/

Екатеринбург- 2015