5.3.3 Сжигание в барабанных вращающихся печах

Барабанные вращающиеся печи для сжигания исходных (неподготовленных) ТБО применяют очень редко, чаще эти печи используют для сжигания специфичных (например, больничных) отходов, а также жидких и пастообразных промышленных отходов, обладающих абразивным действием.

На рисунке 38 представлен общий вид завода, на котором реализовано слоевое сжигание отходов в барабанной вращающейся печи.

1 – загрузочная воронка; 2 - толкатель; 3 – вращающаяся барабанная печь; 4 – дожигательная камера; 5 – система шлако- и золоудаления; 6 – конвейер летучей золы; 7 – котел-утилизатор отходящего тепла; 8 - электрофильтр; 9 - дымосос; 10 – система газоочистки; 11 - труба

Рисунок 38 – Слоевое сжигание отходов во вращающейся барабанной печи

Барабанные печи устанавливают с небольшим наклоном в направлении движения отходов. Скорость вращения печи – от 0,05 до 2 об/мин. Со стороны загрузки подают отходы, воздух и топливо, шлак и золу выгружают с противоположного конца печи. В первой части печи отходы подсушивают (400 °С), далее происходят их газификация и сжигание (обычно при 900-1000 °С).

При сжигании отходов в барабанных печах можно достичь и более высоких температур горения, но высокотемпературное сжигание ТБО приводит к быстрому износу достаточно тонкой футеровки в печах этого типа (раз в полгода требуется замена внутренней футеровки печи – операция трудоёмкая, сложная и дорогая, её стоимость составляет около 10 % стоимости самой печи). Для повышения долговечности печи иногда вместо футеровки применяют водяное охлаждение стенки барабана или устраивают охлаждение футеровки печи. Производительность барабанных печей составляет до 10 т/час (чаще 1-5 т/час).

Барабанные печи используют в технологии «Пироксэл», реализующей трёхстадийную термическую обработку отходов: сушку до содержания влаги 20 %; сжигание ( либо пиролиз + сжигание) при температуре 900 °С и электрошлаковую обработку остатков сжигания при 1400-1500 °С. Данная технология названа пиролизно-металлургической переработкой. Ее первые две стадии осуществляют во вращающихся барабанах (рисунок 39). В зону сушки подают горячие дымовые газы после их реагентной очистки, а в зону горения - подогретый до 400 °С дутьевой воздух. Образующийся шлак и дымовые газы поступают в электроплавильную печь.

Недостатками данной технологии являются:

1) практически полная потеря металлов (выделяемый в ванне электропечи в виде донной фазы металлосодержащий продукт неизвестного состава, получают после периодического слива струи расплава на поверхность вращающегося барабана в форме тонкого скрапа, не имеет сколь-либо значительных рынков сбыта);

2) повышенный переход в газовую фазу при 1500 °С опасных металлов (цинка, кадмия, ртути, свинца, олова и других) вследствие поступления в электропечь всех металлов, содержащихся в не подвергнутых предварительной сортировке исходных ТБО;

3) высокие эксплуатационные расходы.

В практике мусоросжигания барабанные печи ранее часто использовали с целью дожигания продуктов ТБО. В настоящее время такие барабаны используют на заводах по сжиганию ТБО. На этих заводах вращающиеся со скоростью 12 об/мин. барабанные печи установлены за каскадами наклонно для переталкивания отходов на колосниковых решетках. Помимо дожигания несгоревшей части ТБО, в барабанных печах происходит дробление образующегося при сжигании ТБО шлака, который с помощью системы шлакоудаления подают на пластинчатый конвейер и далее направляют в шлаковое отделение либо в электропечь для плавки шлака.

1 - загрузочное устройство; 2,4 – барабанные печи; 3 – промежуточная камера; 5 – электропечь для плавки шлака; 6 – камера дожигания отходящих газов; 7,8 –реагентная очистка газов; 9 – реагентная станция; 10 – котёл- утилизатор; 11 – рукавный фильтр

Рисунок 39 - Схема переработки отходов по технологии «Пироксэл»