Jak działają spalarnie

Stosowanie i rozwój technologii spalania śmieci za granicą ma kilkudziesięcioletnią historię. Bardziej zaawansowane typy pieców obejmują spalarnię rusztową pulsacyjną, spalarnię rusztową mechaniczną, spalarnię ze złożem fluidalnym, spalarnię obrotową i spalarnię CAO. Poniżej znajduje się krótkie wprowadzenie do tych typów pieców.
Mechaniczna spalarnia rusztowa
Zasada działania: śmieci dostają się na nachylony-w dół ruszt przez lej zasypowy (ruszt jest podzielony na strefę suszenia, strefę spalania i strefę wypalania). Dzięki naprzemiennemu ruchowi między rusztami śmieci są spychane w dół, dzięki czemu śmieci przechodzą kolejno przez każdy obszar rusztu (kiedy śmieci przedostają się z jednego obszaru do drugiego, odgrywają dużą rolę w przewracaniu się), aż zostaną wypalone i wyładowane z pieca. Powietrze do spalania wchodzi od dołu rusztu i miesza się ze śmieciami; gazy spalinowe o wysokiej-temperaturze wytwarzają gorącą parę przez powierzchnię grzewczą kotła, a gazy spalinowe są również chłodzone. Na koniec gazy spalinowe są oczyszczane przez urządzenie do oczyszczania gazów spalinowych i odprowadzane.
Cechy: Wymagania materiałowe i wymagania dotyczące dokładności obróbki rusztu są wysokie, a powierzchnia styku między rusztami musi być dość gładka, a odstęp między rzędami jest dość mały. Ponadto struktura mechaniczna jest złożona, stopień uszkodzeń jest wysoki, a zakres konserwacji jest duży. Wysokie koszty budowy i utrzymania pieca rusztowego utrudniają jego promocję i zastosowanie w Chinach.
Spalarnia ze złożem fluidalnym
Zasada działania: Korpus pieca składa się z porowatej płyty rozdzielczej. Do pieca dodaje się dużą ilość piasku kwarcowego, który podgrzewa się do temperatury powyżej 600 stopni. Gorące powietrze o temperaturze powyżej 200 stopni jest wdmuchiwane na dno pieca, aby zagotować gorący piasek, a następnie wrzucane są śmieci. Śmieci wrzą się z gorącym piaskiem, po czym śmieci są szybko suszone, zapalane i spalane. Niespalone śmieci mają lżejszy ciężar właściwy i nadal wrzeją i palą się. Spalone śmieci mają większy ciężar właściwy i opadają na dno paleniska. Po schłodzeniu wodą gruby i drobny żużel jest wysyłany z fabryki za pomocą sprzętu sortującego, a niewielka ilość średniego żużla i piasku kwarcowego jest wysyłana z powrotem do pieca za pomocą sprzętu podnoszącego w celu dalszego wykorzystania.
Cechy: Złoże fluidalne spala się całkowicie, a kontrola spalania w piecu jest lepsza, ale ilość pyłu w spalinach jest duża, operacja jest skomplikowana, koszty operacyjne są wysokie, wymagania dotyczące jednorodności wielkości cząstek paliwa są wysokie i wymagane jest urządzenie kruszące o dużej-mocy. Piasek kwarcowy powoduje poważne zużycie sprzętu, a konserwacja sprzętu jest wymagająca.
Spalarnia obrotowa
Zasada działania: Obrotowa spalarnia jest umieszczona wzdłuż korpusu pieca za pomocą rur wody chłodzącej lub materiałów ogniotrwałych, a korpus pieca jest umieszczony poziomo i lekko pochylony. Poprzez ciągłą pracę korpusu pieca, śmieci znajdujące się w korpusie pieca ulegają całkowitemu spaleniu, a jednocześnie przemieszczają się w kierunku korpusu pieca, aż do ich wypalenia i usunięcia z korpusu pieca.
Cechy: Wysoki stopień wykorzystania sprzętu, niska zawartość węgla w popiele, niski nadmiar powietrza i niska emisja szkodliwych gazów. Jednak spalanie nie jest łatwe do kontrolowania, a spalanie jest trudne, gdy wartość opałowa śmieci jest niska.
Spalarnia CAO
Zasada działania: Śmieci transportowane są do dołu magazynowego i trafiają do zbiornika oczyszczania biochemicznego. Pod wpływem mikroorganizmów ulega odwodnieniu, dzięki czemu naturalna materia organiczna (odpady kuchenne, liście, trawa itp.) ulega rozkładowi na proszek. Inne ciała stałe, w tym syntetyczne substancje organiczne, takie jak plastikowa guma i substancje nieorganiczne w śmieciach, nie mogą zostać rozłożone i sproszkowane. Po przesianiu odpady, których nie można sproszkować, trafiają najpierw do pierwszej komory spalania (temperatura wynosi 600 stopni), wytworzony gaz palny trafia do drugiej komory spalania, a niepalne i nie{6}}pirolizujące składniki są usuwane do pierwszej komory spalania w postaci popiołu. Temperatura drugiej komory jest kontrolowana na poziomie 860 stopnia spalania, a-wysokotemperaturowe gazy spalinowe podgrzewają kocioł w celu wytworzenia pary. Po oczyszczeniu spaliny odprowadzane są do atmosfery poprzez komin. Szkło metaliczne nie utlenia się ani nie topi w pierwszej komorze spalania i można je sortować i odzyskiwać w popiele.
Cechy: Przydatne substancje znajdujące się w śmieciach można poddać recyklingowi; ale wydajność przetwarzania pojedynczej spalarni jest niewielka, a czas przetwarzania długi. Maksymalna dzienna zdolność przerobowa pojedynczego pieca wynosi 150 ton. Ponieważ czas przebywania spalin w temperaturze powyżej 850 stopni trudno jest przekroczyć 1 sekundę, zawartość dioksyn w spalinach jest wysoka i trudno jest spełnić normy ochrony środowiska. [5]
Spalarnia rusztowa-pulsacyjna
Zasada działania: Śmieci są podawane do złoża suszącego spalarni przez automatyczny zespół podający w celu suszenia, a następnie podawane na ruszt pierwszego-poziomu. Ulatnia się i pęka w wysokiej temperaturze na ruszcie. Ruszt jest wrzucany pod wpływem impulsowego urządzenia napędzającego powietrze, a śmieci stopniowo wrzucane są na kolejny poziom rusztu. W tym czasie substancje o dużej masie cząsteczkowej ulegają krakowaniu, a inne substancje ulegają spalaniu. Trwa to aż do całkowitego wypalenia, przedostania się do popielnika i usunięcia go przez automatyczne urządzenie odżużlające. Powietrze do spalania zasysane jest z otworów wentylacyjnych na ruszcie i mieszane ze śmieciami przeznaczonymi do spalania, przy czym śmieci te unoszą się w powietrzu. Substancje lotne i krakowane trafiają do komory spalania-drugiego stopnia w celu dalszego krakowania i spalania, a niespalone gazy spalinowe trafiają do komory spalania-trzeciego stopnia w celu całkowitego spalenia; spaliny o wysokiej-temperaturze podgrzewają parę przez powierzchnię grzewczą kotła, a spaliny są odprowadzane po ochłodzeniu.
Jego zalety to:
(1) Można przetwarzać szeroką gamę śmieci. Może przetwarzać śmieci przemysłowe, śmieci domowe, śmieci szpitalne, zużyte opony gumowe itp.
(2) Wysoka sprawność cieplna spalania. Normalna sprawność cieplna spalania wynosi ponad 80%, a nawet w przypadku śmieci domowych z dużą ilością wody sprawność cieplna spalania przekracza 70%.
(3) Niskie koszty eksploatacji i konserwacji. Ze względu na zastosowanie wielu specjalnych konstrukcji i wysoki poziom automatyzacji, liczba operatorów jest mniejsza (w tym personel odpopielający, do jednego pieca potrzebne są tylko dwie osoby), a obciążenie konserwacją jest również mniejsze.
(4) Wysoka niezawodność. Po prawie 20 latach eksploatacji wykazano, że awaryjność tej spalarni jest bardzo niska, przy rocznej pracy przekraczającej 8000 godzin i ogólnym wskaźniku wykorzystania przekraczającym 95%.
(5) Wysoki poziom kontroli emisji Dzięki zastosowaniu wtórnego-spalania gazów spalinowych i zaawansowanych urządzeń do oczyszczania gazów spalinowych, gazy spalinowe są w pełni oczyszczane. Po-testach długoterminowych zawartość CO w spalinach wynosi 1–10 PPM, zawartość HC 2–3 PPM, a zawartość NOx 35 PPM, co w pełni spełnia europejskie i amerykańskie normy emisji. Kiedy spaliny spalają się w komorach spalania drugiego i trzeciego stopnia, temperatura osiąga 1000 stopni, a czas przebywania przekracza 2 sekundy, co zasadniczo może rozkładać dioksyny. Zawartość dioksyn w spalinach wynosi 0,04 ng/m3 i jest znacznie niższa od europejskiej i amerykańskiej normy wynoszącej 0,1 ng/m3.
(6) Ruszt posiada funkcję-samooczyszczania pod wpływem sprężonego powietrza.