Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экологические аспекты судоходства. Учебное пособие
.pdf
автоматизированных установок, в которых можно сжигать все виды судовых отходов,
нефтесодержащего шлама, пищевых отходов и сточных вод с
производительностью до 500 кг/ч.
До ввода в эксплуатацию каждая такая установка для сжигания мусора
должна быть испытана на заводе или на испытательном стенде в соответствии с
требованиями вила 16 Приложения VI МАРПОЛ-73/78 и резолюции ИМО
МЕРС 76(40) и иметь сертификат КО, который подтверждает фактическую
способность установки сжигать отходы.
Перечень отходов, подлежащих сжиганию, должен быть приведен в
Инструкции по эксплуатации установки (стандартные спецификации топлива
/отходов).
Показано [6], что теплотворную способность отходов на основании
опытных данных можно принимать в теплотехнических расчетах для:
- пищевых и бытовых отходов — от 7,55 до 11,5 кДж/кг;
- нефтяного шлама (с содержанием воды до 50 %) — 20,95 кДж/кг;
- теплотворную способность отстоя при обработке сточных вод,
содержащего до 98 % воды, при расчетах можно не учитывать.
Типовой состав установки следующий: инсинератор с камерой сгорания,
системой подачи дизельного топлива из топливного танка, дозирующей системой,
панелью управления, воздухопровод с регулятором давления внутри
инсинератора и вентилятор.
Для обеспечения безопасной работы инсинератора следует использовать
установки, в которых сжигание отходов осуществляется при давлении в топке
ниже атмосферного, т. к. в этом случае исключается возможность выброса
пламени и из топки во время загрузки отходов.
Практика эксплуатации судовых инсинераторов и береговых мусоросжигательных комплексов показывает, что оптимальная температура в топке, с
точки зрения полного сгорания горючей массы и полного обезвреживания отходов,
лежит в диапазоне от 800 до 1500 °С. Повышение температуры может привести к
размягчению золы и образованию трудноудалимых образований на колосниках и
поде печи. Для устранения запаха при сжигании отходов, следует поддерживать
Среднее
максимальное количество сажи (20 % непро
чности). (Более высокое
Бакарак
-3,
Диапазон температур топочного газа на выходе из камеры сгорания
, °С
температуру дымовых газов на выходе из топки на уровне не менее 750 °С [1].
Отсепарированные нефтяные остатки и нефтесодержащая ветошь
подлежат утилизации на судне в установках для сжигания судовых отходи или
сдаче в портовые приемные сооружения. Жидкие отходы сжигаются в топках
циклонного типа или путем их непосредственного впрыска в топочный объем
инсинератора.
На пассажирских судах устанавливаются инсинераторы
производительностью более 100 кг/ч с колосниковыми решетками, что позволяет
обеспечить оптимальный режим горения.
Типовой режим работы инсинератора согласно требованиям Привила 16
Приложения VI МК МАРПОЛ-73/78 характеризуется следующими
показателями (табл. 4.3).
Таблица 4.3
Типовой режим работы инсинератора согласно требованиям Привила 16
Приложения VI МК МАРПОЛ-73/78
Максимальное содержание СО в топочном газе, мг/мДж 200
содержание сажи допустимо только в течение очень коротких периодов
времени, например, в течение пуска устройства)
Несгоревшие компоненты в остатках золы, % по массе 10
Содержание кислорода в камере сгорания, % 6…12
Рингель-
ман-1
850…1200
Основной причиной, определяющей трудности сжигания нефтяных
отходов, является наличие воды и ее неравномерное распределение в массе
топлива. Для достижения устойчивой работы топки при сжигании
нефтесодержащих отходов необходимо, чтобы содержащаяся в них вода была
бы равномерно распределена в виде мельчайших частиц по всей массе. Именно
такой тип топливной эмульсии обеспечивает ее надежное воспламенение и
устойчивое горение в потоке, поскольку в каплях распыляемой эмульсии вода,
как дисперсионная фаза, находится в виде мельчайших частиц внутри, а топливо
— снаружи. Такой тип эмульсии необходим и по другой не менее важной
причине. Благодаря тому, что температура кипения воды на 170…200 °С ниже
температуры кипения мазута, вода, являющаяся дисперсной фазой, при
попадании капель эмульсии в раскаленную топку значительно быстрее
испаряется, а образовавшийся внутри капель пар разрывает их на части. Это
явление обеспечивает дополнительное дробление капель эмульсии на
мельчайшие частицы и улучшает смесеобразование, что способствует более
эффективному сгоранию.
Зола и шлак, образовавшиеся в установке после сжигания в ней мусора,
представляют обеззараженный мусор, который сбрасывается за борт. Твердые
отходы могут сжигаться на колосниковых решетках, непосредственно на поду
или посредством пиролиза, т.е. процесса, при котором из твердых отходов под
действием высоких температур без доступа воздуха сначала происходит испарение влаги (подсушивание), а затем с увеличением температуры начинается
разложение компонентов отходов и выделение газообразных и жидких веществ,
например, смол или масел.
Практический опыт работ показал, что наиболее эффективно проблема
сжигания отходов на судах и морских сооружениях решается при использовании
комбинированных печей, позволяющих сжигать как твердые, так и жидкие
нефтяные остатки, а также шламы сточных вод из отстойных танков без дыма и
запаха. Твердые отходы и жидкие нефтяные отходы сжигаются одновременно,
при этом процесс сжигания происходит за счет теплотворной способности
нефтяных отходов без использования дополнительного дизельного топлива.
Охлаждение инсинератора — воздушное. Воздух входит через отверстия в
днищевом листе и последовательно проходит загрузочное и эжектирующее
устройства и заслонку, а затем выбрасывается в атмосферу дымососом с
производительностью до 12000 м3/ч. Эжектирующее устройство предназначено
для смешения воздуха с дымовыми газами для снижения их температуры на
выходе до 350…400 °С. Разбавление дымовых газов холодным воздухом
снижает относительное содержание вредных примесей в дымовом выхлопе в
3…4 раза [1].
Расход дизельного топлива на разогрев топки инсинераторов и подержание теплового режима зависит от требуемой производительности и
оставляет от 8 до 55 кг/ч. Время разогрева и достижение в топке рабочей
температуры составляет 2…3 ч.
Процесс сжигания автоматизирован, не требует постоянной вахты и
позволяет избавиться от большого количества контейнеров для сбора отходов, их
разгрузки и мойки.
Тема 5. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПОРЯДОК ОБРАБОТКИ
СУДОВЫХ ОТХОДОВ
1. Организация и порядок сбора судовых отходов
Проблема предотвращения загрязнения в настоящее время решается
двумя путями [3]:
1. Передачей отходов на суда–сборщики, которые, в свою очередь,
передают СВ и мусор на береговые специализированные причалы, а НВ — на
плавучие станции;
2. Оснащение новых и существующих судов ООСВ и ОНВ, а также
инсенераторами.
Первый путь сбора судовых отходов позволяет практически полностью
решать проблему с очисткой НВ. Что касается СВ и мусора, то из-за отсутствия
необходимого числа береговых очистных сооружений строительство
специализированных причалов сдерживается проблема решается не в полной
мере.
Второй путь, являясь основным перспективным путем, в настоящее время
рассматривается как дополнительный к первому, так как оборудовать
очистными установками весь ВТ не представляется возможным как по
техническим ,так и, особенно, по экономическим соображениям.
Анализ изложенных вариантов сбора судовых отходов показывает, что
решить эту проблему в короткие сроки практически невозможно. Это во многом
связано со сложностью обработки крупных пассажирских судов, на которых
суточное накопление СВ достигает 100…200 м3, а максимальный объем сборных
емкостей судна-сборщика составляет 120 м3 [3]. Кроме того, с учетом времени на
передачу СВ на специализированный причал, разгрузку и вспомогательные
операции возникают ситуации, при которых невозможно принять отходы со всех
судов, находящихся в порту.
В дополнение к перечисленным причинам следует иметь ввиду то
обстоятельство, что некоторые специализированные причалы спроектированы
таким образом, что к ним могут подходить суда–сборщики только определенного
типа, в то время как в ряде случаев целесообразна непосредственная передача
отходов с транспортного судна. На ряде причалов отсутствуют механизация для
передачи контейнеров с мусором и пищевыми отходами.
Следовательно, для решения этой проблемы необходимо развивать оба
способа, а также искать новые технические, технологические и организационные
решения. В частности, предлагается [3] в крупных портах, где суточное накопление
СВ превышает 150…200 м3, основным техническим средством для приема и
переработки СВ и мусора, рекомендуется иметь специализированные причалы. Для
приема НВ в этих портах целесообразно применять плавучие станции очистки. Для
других пунктов сбора отходов с судов технического флота, работающих на
отдаленных от портов плесах и сбора СВ на боковых реках во время
кратковременной навигации на них, целесообразно создавать суда комплексной
переработки судовых отходов.
2. Структура и состав портовых приемных сооружений
для судовых отходов
Правительства, подписавшие конвенцию МАРПОЛ-73/78, обязуются
предусмотреть в портах и терминалах своих стран сооружения для приема
судовых отходов достаточные для удовлетворения потребностей судов, не
приводя к их простою. Большинство государств передали эту обязанность
своей портовой отрасли или другим государственным либо частным органам.
Однако такая передача не снимает с государства ответственности за
обеспечение выполнения своих обязательств.
В Руководстве по обеспечению достаточности портовых приемных
сооружений для отходов записано, что «...для обеспечения достаточности порт
должен учитывать эксплуатационные потребности пользователей и
предоставлять приемные сооружения для всех видов и количества отходов с
судов, обычно пользующихся портом».
Морские порты по степени оснащенности средствами предотвращения
загрязнения водной среды и очитки акватории делятся на четыре следующих
типа [1]:
Тип 1 — порты, имеющие достаточные средства для предотвращения
загрязнения, обеспечивающие прием с судов и обработку загрязняющих веществ
(очистные сооружения, сборщики льяльных вод, зачистные станции и т.п.), и
средства для очистки акваторий;
Тип 2 — порты, имеющие только достаточные средства для предотвращения
загрязнения, обеспечивающие прием с судов и обработку загрязняющих веществ;
Тип 3 — порты, имеющие средства только для очистки акваторий;
Тип 4 — порты, не имеющие достаточных средств для приема с судов
загрязняющих веществ и очистки акваторий.
Капитаны судов должны получать от судовладельцев перечень портов, в
которых возможно обслуживание судов с указанием типа порта.
В соответствии с требованиями МАРПОЛ-73/78 (Приложение I, Правило
12) портовые приемные сооружения предусматриваются во всех:
- портах и терминалах, где производится погрузка/разгрузка нефти в
нефтяные танкеры;
- портах, имеющих судоремонтные верфи и сооружения для очистки танков;
- портах и терминалах, обрабатывающих суда, которые оборудованы
танками для нефтесодержащих осадков;
- портах для приема нефтесодержащих льяльных вод и других остатков,
которые не могут быть сброшены в море;
- портах погрузки массовых грузов для приема от комбинированных судов
нефтяных остатков, которые не могут быть сброшены в море.
Перечень технических средств портовых приемных сооружений может
быть различным, как по составу оборудования, так и по производительности,
исходя из конкретных условий и специфики каждого порта. Например, он может
в своем составе иметь [1]:
- приемные портовые буферные резервуары, предназначенные для
накопления принимаемых с судов жидких нефтесодержащих отходов из танков
машинного отделения, отстойных танков и т.п.;
- емкости для осуществления вторичного гравитационного отстоя
нефтесодержащих вод;
- установки для очистки нефтесодержащих вод до 5 ррm;
- установки для очистки сточных вод;
- установки для утилизации судового мусора, озоноразрушающих веществ
и продуктов, образующихся при очистке выхлопных систем;
- береговые или плавучие станции для зачистки судовых топливных и
грузовых танков и универсальные плавучие сборщики судовых отходов (НВ,
СВ, мусора и нефтяных остатков);
- технические средства для сбора с поверхности воды плавающей нефти и
мусора и для ограждения загрязненных акваторий.
В ряде государств на национальной и региональной основе разработано
законодательство, регулирующее предоставление судам портовых приемных
сооружений для отходов. Одной из целей законодательства является обеспечение
того, чтобы порты получали заблаговременное уведомление о намерении судна
сдать отходы.
В соответствии с требованиями резолюции МЕРС.44/20 капитаны судов
обязаны сообщать портам о своих требованиях относительно сдачи отходов, как
минимум за 24 часа до прибытия или, в случае более коротких переходов, в
возможно короткие сроки. Заявки судов на очистку и мойку грузовых и
топливных танков подаются через агентирующую организацию старшему
диспетчеру портового флота не позднее, чем за 48 часов до готовности судна к
операции.
Судам, стоящим в порту у причалов или на рейде, запрещается [1]:
- откачивать за борт загрязненные воды и выбрасывать за борт отходы
любого типа;
- разводить открытый огонь и сжигать судовые отходы любого рода на
борту судна;
- проводить работы по очистке и покраске корпусов судов, в том числе и
подводную очистку;
- осуществлять выбросы вредных веществ в атмосферу с нарушением
установленных нормативов;
- на весь период пребывания судна в порту открывать клапаны забортных
балластно-осушительных, хозяйственно-фекальных систем.
Судам, не сдавшим до выхода из порта загрязненные воды и судовые
отходы, выход не разрешается, если объемы сборных танков с
нефтесодержащими и сточными водами не позволяют обеспечить переход в следующий порт захода или выйти из особого района.
Естественно, что при этом следует реально смотреть на эту сложную
проблему и думать, что в ближайшем будущем все суда станут абсолютно
экологически безопасными, поскольку это слишком дорогое удовольствие даже для
самых богатых стран. Поэтому часть судовых отходов всегда будет заканчивать свой
путь на берегу и судам всегда будут требоваться услуги портовых приемных
сооружений. При таком реальном положении дела очень важным представляется
развитие систем сбора судовых отходов и создание очистных сооружений в портах.
Все работы по обслуживанию судов в порту выполняются за счет судна
(судовладельца) в порядке, установленном в данном порту.
3. Организация и порядок утилизации судовых отходов
Основой комплексной переработки судовых отходов на береговых
приемных сооружениях положена концепция использования отходов как
вторичного источника сырья или энергии. Начальной стадией такой концепции
является сортировка отходов с разделением на четыре следующие основные
группы [1]:
- утилизируемые (лом цветных и черных металлов и др.);
- неорганические (пластмасса, стеклобой и др.);
- компостируемые органические;
- не компостируемые органические.
В последующем предусматривается, что утилизируемые отходы продаются
потребителям как товарный продукт. Неорганические отходы, которые
нерационально утилизировать, подлежат захоронению на специальных
полигонах. Компостируемые органические отходы подвергаются биотермической
переработке и в смеси с минеральными удобрениями выпускаются в виде
высокоэффективных органно–минеральных удобрений. Не компостируемые
органические отходы рационально сжигать с получением тепловой и
электрической энергии. Естественно, что технология утилизации различных
судовых отходов имеет свои специфические особенности [1].
Так, на практике принято биотермическую переработку и сжигание
отходов рационально осуществлять в одной установке, позволяющей
обезвреживать газовые выбросы, имеющие место при компостировании и
потребность в затраченной тепловой и электрической энергии покрывается
энергией, вырабатываемой на установке при сжигании не компостируемых
отходов.
Утилизация твердых отходов путем сжигания целесообразно
осуществлять на установке с производительностью от 1,5 до 5 т/ч. При этом
специализированный котлоагрегат, включающий в себя топку, камеру
сжигания и котел при давлении пара 4 МПа при 400 0С должен обеспечить температуру сжигания в печи до 1000 С°, а в котле — утилизаторе, используемом
как камера сжигания - до 1200 0С. Выработанный пар используется для производства
электроэнергии конденсационной турбиной с синхронным генератором.
Газы, образующиеся при сжигании отходов, подвергаются многоступенчатой
очистке от пылевидных и газообразных примесей и очистке от диоксинов.
Шлак от сжигания перерабатывается в товарную продукцию — строительные материалы (блоки), зола и сухие отходы газоочистки подвергаются
инертизации и захоронению.
Такие установки должны быть бессточными и газовые выбросы в
пределах ПДВ.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]