1 ̶ Экономайзер; 2 ̶ конвективный пароперегреватель; 3 ̶ циклоны

Рисунок 2.8 ̶ Котел с ЦКС для сжигания бытовых отходов

в) В Великобритании разработана технология сжигания твердого топлива в котле с вращающимся кипящим слоем. Котел с кипящим слоем фирмы имеет наклонную решетку, разделенную на три секции с различным расходом воздуха в каждую из них, а часть переднего мембранного экрана расположена параллельно решетке и выполняет роль дефлектора. Вынужденная циркуляция кипящего слоя поддерживается не только конструктивным решением, но и вдувом твердого топлива в передней и задней стенках котла. В России указанная технология реализована в промышленном масштабе на МСЗ № 4 (промзона Руднево) [9].

2.5.3. Пиролиз

Пиролиз ̶ это термическое разложение органических соединений (древесины, нефтепродуктов, угля и т. д.) без доступа воздуха. Из молекул органических отходов в результате пиролиза образуются менее сложные частицы, молекулы простых органических соединений и зола; продукты пиролиза могут использоваться как сырье для химических производств и топливо.

Пиролиз является одним из самых перспективных направлений переработки ТКО с точки зрения, как экологической безопасности, так и получения полезных товарных продуктов. В зависимости от принципиальной схемы установки, возможна переработка различных видов отходов, в том числе, с влажностью 80 – 90 %, а также добавлением загрязненных сточных вод.

На рисунке 2.9 представлена принципиальная схема пиролиза отходов.

Рисунок 2.9  Принципиальная схема пиролиза отходов

Различают сухой и окислительный пиролиз:

а) окислительный пиролиз представляет собой процесс термического разложения отходов при их частичном сжигании или непосредственном контакте с продуктами сгорания топлива. В результате окислительного пиролиза образуется твердый углеродистый остаток (кокс). В дальнейшем кокс можно использовать в качестве твердого топлива или в других целях;

б) сухой пиролиз  метод термического обезвреживания отходов, обеспечивающий их высокоэффективное обезвреживание и использование в качестве топлива и химического сырья. В зависимости от температуры различают три вида сухого пиролиза.

Под сухим пиролизом понимается процесс термического разложения отходов, твердого и жидкого топлива без доступа окислителя. В процессе сухого пиролиза отходов образуются пиролизный газ с высокой теплотой сгорания, жидкие продукты и твердый углеродистый остаток. Количественный и качественный состав продуктов сухого пиролиза зависят от состава обрабатываемых отходов и температуры процесса.

В зависимости от температуры распада неорганических соединений различают низкотемпературный и высокотемпературный пиролиз.

Низкотемпературный пиролиз (при температуре 450 – 900 °С)  физико-химический процесс, при котором максимален выход жидких продуктов, твердого остатка и минимален выход пиролизного газа. К преимуществам низкотемпературного пиролиза можно отнести: легкость хранения и транспортировки отходов пиролиза; существенное уменьшение объемов отходов; получение энергии, которую можно использовать для отопления и получения электроэнергии.

Высокотемпературный пиролиз (при температуре свыше 900 °C)  физико-химический процесс, при котором минимален выход жидких продуктов, твердого остатка и максимален выход пиролизного газа. Составной частью процесса высокотемпературного пиролиза являются твердые продукты в виде шлака, т.е. непиролизуемые остатки.

Преимущество пиролиза по сравнению с непосредственным сжиганием отходов заключается в его эффективности с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. С помощью пиролиза можно перерабатывать составляющие отходов, трудно поддающиеся утилизации, такие, как автопокрышки, пластмасса, отработанные масла, отстойные вещества. После пиролиза не остается биологически активных веществ, поэтому подземное складирование пиролизных отходов не наносит вреда природной среде. Образующийся пепел имеет высокую плотность, что резко уменьшает объем отходов, подвергающийся подземному складированию [10].

К недостаткам пиролиза относят:

• сложность печей;

• дороговизну оборудования;

• необходимость большого количества работников.