Сжигание

редактировать

Мусоросжигательный завод в Шпиттелау в Вене, Австрия, следует Фриденсрайх Хундертвассер мусоросжигательный завод SYSAV в Мальмё, Швеция, способный обрабатывать 25 тонн (28 коротких тонн ) в час бытовых отходов. Слева от основной дымовой трубы строится новая идентичная печь (март 2007 г.).

Сжигание - это процесс обработки отходов, который включаетсжигание органические вещества, содержащиеся в отходах. Сжигание и другие системы высокотемпературной обработки отходов описываются как «термическая обработка ». При сжигании отходов отходы преобразуются в золу, дымовой газ и тепло. Зола в основном образована неорганическими составляющими отходами и может принимать форму твердых комков или макрочастиц, переносимых дымовыми газами. Дымовые газы необходимо очистить от газовых и твердыхзагрязняющих веществ, прежде чем они попадут в атмосферу. В некоторых случаях выделяется тепло, выделяющееся при сжигании, можно использовать для выработки электроэнергии.

Сжигание с рекуперацией энергии из нескольких технологий преобразования отходов в энергию. такие как газификация, пиролиз и анаэробное разложение. Хотя технологии сжигания и газификации в принципе схожи, энергия, получаемая при сжигании, представляет собойвысокотемпературное тепло, тогда как горючий газ является часто основным энергетическим продуктом газификации. Сжигание и газификация также могут осуществляться без рекуперации энергии и материалов.

В некоторых сообществах по-прежнему заводится воздействием мусоросжигательныхов на Земле (см. аргументы против сжигания).

В некоторых странах мусжигательные заводы, построенные несколько десятилетий назад, не включаются разделение материалов для удаления опасныхвредных веществ, громоздких или пригодных для вторичной переработки материалов. перед горением. Эти объекты были подвержены риску для здоровья рабочих станций и окружающей среды из-за недостаточного уровня очистки газа и процесса сжигания. Большинство из этих объектов не производили электричество.

Установки для сжигания уменьшают твердую массу исходных отходов на 80–85%, а объем (уже несколько сжатый в мусоровозах ) на 95–96%, в зависимости от состава и степенивосстановления, таких как металлы из золы, для вторичной переработки. Это означает, что, хотя сжигание не полностью заменяет захоронение, оно снижает объем, закрытие для захоронения. Мусоровозы часто уменьшают объем отходов во встроенном компрессоре перед доставкой на мусоросжигательный завод. В качестве альтернативы на свалках объем несжатого мусора можно уменьшить примерно на 70% с помощью стационарного стального компрессора, хотя и со значительными затратами энергии. Вомногих странах более простое уплотнение отходов обычной практикой уплотнения на полигонах.

Сжигание имеет особенно сильные преимущества при обработке определенных типов отходов в нишах областях, таких как клинические отходы и некоторые опасные отходы где патогены и токсины могут быть уничтожены высокими температурами. Примеры включают химические многопродуктовые заводы с различными токсичными или очень токсичными потоками сточныхвод, которые нельзя направить на обычные очистные сооружения.

Сжигание отходов особенно популярно в таких странах, как Япония, Сингапур и Нидерланды, где земля является дефицитным ресурсом. Дания и Швеция были лидерами в использовании энергии, вырабатываемой при сжигании, на локальных объектах комбинированного производства тепла и электроэнергии, поддерживающих схемы централизованного теплоснабжения. В 2005 году сжигание отходов произвело 4,8% потребляемойэлектроэнергии и 13,7% от общего бытового потребления тепла в Дании. Некоторые другие европейские страны могут использовать городские отходы, в частности Люксембург, Нидерланды, Германия и Франция.

Содержание

  • 1
  • 2 Технологии
    • 2.1 Горелка
    • 2.2 Горелка
    • 2.3 Подвижная решетка
    • 2.4 Неподвижная решетка
    • 2.5 Вращающаяся печь
    • 2.6 Кипящий слой
    • 2.7 Специализированная печь для сжигания
    • 2.8 Использование тепла
    • 2.9 Загрязнение
    • 2.10Газообразные выбросы
      • 2.10.1 Диоксины и фураны
      • 2.10.2 Методы крекинга диоксинов и ограничения
    • 2.11 Крекинг диоксинов на практике
      • 2.11.1 CO 2
      • 2.11.2 Другие выбросы
      • 2.11.3 Очистка дымовых газов
    • 2.12 Твердые отходы
    • 2.13 Другие проблемы загрязнения
  • 3 Дебаты
    • 3.1 Аргументы в пользу сжигания
    • 3.2 Аргументы против сжигания
  • 4 Тенденции в мусоросжигательной печи использовать
    • 4.1 Сжигание в Северной Америке
    • 4.2 Сжигание в Европе
    • 4.3Сжигание в Соединенном Королевстве
    • 4.4 Установки для сжигания для аварийного использования
    • 4.5 Небольшие установки для сжигания
  • 5 В популярных СМИ a
  • 6 См. также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки

История

Manlove, Alliott Co. Ltd. Деструкторная печь 1894 г. в Кембриджском технологическом музее

Первые печи сжигания отходов в Великобритании были построены в Ноттингеме компанией Manlove, Alliott Co. Ltd. в 1874 году по конструкции,запатентованной Альфредом Фрайером. Первоначально они были известны как деструкторы .

Первый мусоросжигательный завод в США был построен в 1885 году на Говернорс Айленд в Нью-Йорке, Нью-Йорк. Первый объект в Чешской был построен в 1905 году в Брно.

Технология

Мусоросжигательная печь - это печь для сжигания отходов. Современные мусоросжигательные заводы включают оборудование для уменьшения загрязнения, такое как дымоход для очистки газов.Существуют различные типы конструкции мусоросжигательного завода: подвижная колосниковая решетка, неподвижная колосниковая решетка, вращающаяся печь и псевдоожиженный слой.

Горючая свая

Горящая куча одной из самых ранних форм захоронения отходов, по существу состоящие из горючих материалов, сложных на открытом грунте и подожженных грунте.

Типичная небольшая горящая куча в саду.

Горящие груды могут распространять и распространять неконтролируемые пожары,например, если ветер сдувает горящий материал с кучи на всем горючую траву или на здания. По мере разрушения внутренних структур сваи может сместиться и разрушиться, увеличивая зону ожога. Даже в безветренную погоду небольшие легкие зажженные угли могут оторваться от кучи за счет конвекции и разлететься по воздуху на траву или на здания, воспламеняя их. Горящие кучи часто не приводят к полному сгоранию отходов и, следовательно, вызывают загрязнение твердыми частями.

Горелка длясжигания

Горящая камера - это несколько контролируемая форма сжигания отходов, содержащая горящий материал внутри металлический ствол, с металлической решеткой на выхлопе. Ствол предотвращает распространение горящего материала в ветреную погоду, и по мере уменьшения количества горючих они могут осесть только в стволе. Выхлопная решетка предотвращает распространение тлеющих углей. Обычно стальные бочки на 55 галлонов США (210 л) используются в качестве бочек для обжига, отверстий длявыпуска воздуха, вырезанными или просверленными вокруг основания для забора воздуха. Со временем из-за очень высокой температуры сгорания металл окисляется и ржавеет, и в итоге сам ствол поглощается теплом, и его необходимо заменить.

Частное сжигание сухих целлюлозных / бумажных продуктов, как правило, является чистым сжиганием, не вызывает видимого дыма, но пластмассы в бытовых отходах могут вызывать частное сжигание, создаваемое общественное неудобство, создаваемые едкие запахи ипары, которые вызывают глаза сжечь и полить. Большинство городских запрещают сжигание бочек в некоторых общинах.

По состоянию на 2006 год в США, частное сельское домохозяйство или ферма сжигания отходов обычно разрешается при условии, что это не доставляет неудобств другим, не представляет опасности возгорания, например, в засушливых условиях, и при пожаре образует густой ядовитый дым. В нескольких штатах, таких как Нью-Йорк, Миннесота и Висконсин, есть законы или постановления,запрещающие или строго регулирующие открытое сжигание из-за вредных последствий для здоровья или вредных последствий для здоровья. Людям, намеревающимся проверять сжигать отходы, может потребоваться заранее с государственным агентством, чтобы текущими рисками и условиями пожара не было.

Подвижная решетка

Диспетчерская Типичная установка для сжигания отходов с подвижной решеткой, контролируемая две линии котлов

Типичная установка для сжигания твердых бытовых отходов представляет собой установку для сжигания отходов с подвижной решеткой. Подвижная решетка позволяет оптимизировать перемещение через камеру сгорания, чтобы обеспечить более эффективное и полное сгорание. Один котел с подвижной решеткой может обрабатывать до 35 метрических тонн (39 коротких тонн) отходов в час и может работать 8000 часов в год с одной только запланированной остановкой проверки и обслуживания продолжительностью около одного месяца. Мусоросжигательные установки с подвижнойрешеткой иногда называют Мусоросжигательные установки для твердых бытовых отходов (MSWI).

Отходы вводятся с помощью крана для отходов через «горловину» на одном конце решетки, откуда они движутся вниз по опускающейся решетке в зольную яму на другом конце. Здесь зола удаляется через гидрозатвор.

Твердые бытовые отходы в печи мусоросжигательного завода с подвижной решеткой, способной обрабатывать 15 метрических тонн (17 коротких тонн) отходов в час. Видны отверстияв решетке, подающие первичный воздух для горения.

Часть воздуха для горения (первичный воздух для горения) подается через решетку снизу. Этот воздушный поток предназначен для охлаждения самой решетки. Охлаждение важно для механической прочности решетки, многие подвижные решетки также имеют внутреннее охлаждение.

Вторичный воздух для горения подается в котел с высокой скоростью через сопла над решеткой. Он способствует полному сгоранию дымовых газов, создавая турбулентность для лучшего перемешивания и избыток кислорода. В инсинераторах с местами / ступенчатыми подами вторичный воздух для горения вводится в отдельную камеру после первичной камеры сгорания.

Согласно Европейской директиве по сжиганию отходов, мусоросжигательные заводы должны быть спроектированы таким образом, чтобы дымовые газы достижимы температуры не менее 850 ° C (1560 ° F) в 2 секунды, чтобы обеспечить надлежащее разложение токсичных веществ. Для постоянного соблюдениятребований необходимо установить резервные вспомогательные горелки, которые запускаются в котелах, если теплотворная способность становится слишком низкой для достижения только этой температуры.

дымовые газы затем охлаждаются в пароперегревателях, где тепло передается пару, нагревая обычно пар до 400 ° C (752 ° F) при давлении 40 бар (580 psi ) для выработки электроэнергии в турбине. В этот момент дымовой газ имеет температуру около 200 °C (392 ° F) и направляется в систему очистки дымового газа.

В Скандинавии всегда выполняется плановое техническое обслуживание. летом, когда спрос на центральное отопление невелик. Часто мусоросжигательные заводы состоят из нескольких «котельных линий» (котлов и установок для очистки дымовых газов), так что отходы продолжают поступать в одну котельную линию, пока другие проходят техническое обслуживание, ремонт или модернизацию.

Фиксированная решетка

Более старый и простой вид инсинератора представляет собой облицованную кирпичную камеру с фиксированной металлической решеткой над нижним зольником, с одним отверстием вверху или сбоку для ввода, других отверстий для удаления негорючих твердых частиц, называемых клинкерами. Многие небольшие мусоросжигательные печи, которые раньше находились в жилых домах, теперь заменены уплотнителями отходов.

вращающимися печами

вращающимися печами мусоросжигательнымиустановками, которые используются муниципалитетами и крупными промышленными предприятиями.. Данная конструкция инсинератора имеет две камеры: первичную и вторичную. Первичная камера во вращающейся печи для сжигания отходов состоит из наклонной огнеупорной футеровки цилиндрической трубки. Внутренняя огнеупорная футеровка служит защитным слоем для защиты печи. Этот огнеупорный слой необходимо время от времени заменять. Перемещение цилиндра вокруг оси облегчает перемещение отходов. В первичнойкамере происходит преобразование твердой фракции в газ в результате улетучивания, деструктивной перегонки и частичного сгорания. Вторичная камера необходима для реализации горения в газовой фазе.

Клинкер высыпается из конца цилиндра. Высокая дымовая труба, вентилятор или пароструйный насос обеспечивающая тягу . Зола падает через решетку, но многие частицы уносятся вместе с горячими газами. Частицы и любые горючие газы могут сжигаться в «дожигателе».

Псевожиженный слой

Сильный воздушный поток проходит через песчаный слой. Воздух просачивается через песок до тех пор, пока не достигнута точка, в которой частицы песка отделяются, происходит перемешивание и взбивание, таким образом создается псевдоожиженный слой, и теперь можно получить топливо и отходы. Песок с обработанными отходами и / или топливом удерживается во взвешенном состоянии в потоках нагнетаемого воздуха и приобретает текучий характер. Таким образом, слой интенсивно перемешивается ивзбалтывается, сохраняя мелкие инертные частицы и воздух в жидком состоянии. Это позволяет всей массе полностью отходов, топлива и песка циркулировать через печь.

Специализированная печь для сжигания

Установки для сжигания опилок мебельной фабрики требуют особого внимания, поскольку они должны обрабатывать порошок смолы и многие другие легковоспламеняющиеся вещества. Контролируемое горение и системы предотвращения обратного возгорания очень важны, поскольку взвешенная пыльнапоминает явление возгорания любого сжиженного нефтяного газа.

Использование тепла

Тепло, вырабатываемое установкой для сжигания мусора, установка для выработки пара, который может заглушить двигатель турбины для производства электроэнергии. Типичное количество чистой энергии, которое может быть произведено на тонну муниципальных отходов, составляет около 2/3 МВтч электроэнергии и 2 МВтч центрального отопления. Таким образом, сжигание около 600 метрических тонн (660коротких тонн отходов) в день будет около 400 МВт энергии в день (17 МВт непрерывно в течение 24 часов) и 1200 МВт энергии централизованного теплоснабжения. ежедневно.

Загрязнение

Сжигание имеет ряд выходов, таких как зола и выброс в атмосферу дымовых газов. До системы очистки дымовых газов, если она установлена, дымовые газы могут содержать твердые частицы, тяжелые металлы, диоксины, фураны, диоксид серы исоляная кислота. Если на предприятиях не обеспечивается надлежащая очистка дымовых газов, эти результаты могут быть значительным выброса выброса из дымовых труб.

В исследовании 1997 года Управление по твердым отходам штата Делавэр обнаружило, что при том же количестве произведенной энергии мусоросжигательные заводы выбрасывают меньше частиц, углеводородов и меньше SO 2, HCl, CO и NO x, чем электростанции, работающие на угле, но больше, чем электростанции,работающие на природном газе. Согласно Министерству окружающей среды Германии, мусоросжигательные заводы сокращают количество атмосферных загрязнителей за счет замены энергии, производимой угольными электростанциями, энергией, производимой электростанциями, работающими на отходах.

Выбросы газов

Диоксин и фураны

Наиболее широко освещаемые опасения по поводу сжигания твердых бытовых отходов (ТБО) связаны с опасностями, что при сжигании образуются значительныеколичества диоксина и фурана выбросы. Многие считают диоксины и фураны опасными для здоровья. В 2012 году объявлено EPA, что предел составляет 0,7 пикограмма эквивалента (TEQ) на килограмм массы тела в день, что составляет 17 миллиардных долей грамма для человека весом 150 фунтов в год.

В 2005 году министерство окружающей среды Германии, где в то время было 66 мусоросжигательных заводов, оценило, что «... тогда как в 1990 году треть всех выбросов диоксинов в Германиипришла на мусоросжигательные заводы, как в 2000 году. этот показатель составлял менее 1%. Дымовые трубы и изразцовые печи в частных домах выбрасывают в среду примерно в 20 раз больше диоксина, чем мусоросжигательные заводы ».

Согласно Агентство по охране окружающей среды США, процент сжигания от общего количества диоксинов и фуранов из всех известных и предполагаемых источников в США (не только сжигание) для каждого типа сжигания составляет: 35,1% бочек на заднем дворе;26,6% медицинских отходов; 6,3% коммунально-бытовых ила очистки сточных вод ; 5,9% сжигание бытовых отходов; 2,9% сжигания промышленной древесины. Таким образом, контролируемое сжигание отходов составило 41,7% от общего количества диоксинов.

В 1987 году, до того, как правительственные постановления требовали использования средств контроля выбросов, было в общей сложности 8 905,1 грамма (314,12 унции) токсичного эквивалента (TEQ) выбросов диоксинов из камер сгорания городскихотходов в США. Сегодня общие выбросы от заводов составляют 83,8 грамма (2,96 унции) ТЭ в год, что на 99% меньше.

Сжигание бытовых и садовых отходов в бочках на заднем дворе, все еще разрешенное в некоторых сельских районах, ежегодно дает 580 граммов (20 унций) диоксинов. Исследования, проведенные Агентством по охране окружающей среды США, показали, что одна семья, использующая бочку для сжигания, произвела больше выбросов, чем мусоросжигательный завод, утилизирующий 200 метрическихтонн (220 коротких тонн) отходов в день к 1997 году и в пять раз больше, чем к 2007 году, из-за увеличения количества химикатов в быту. мусора и сокращения выбросов муниципальными мусоросжигательными заводами с использованием более совершенных технологий.

Те же исследователи обнаружили, что их первоначальные оценки для сжигаемой бочки были высокими, и что мусоросжигательная установка, использованная для сравнения, представляла собой теоретическую «чистую» установку, а не какую-либосуществующий объект. Их более поздние исследования показали, что сжигаемые бочки производят в среднем 24,95 нанограмм ТЭ на фунт сожженного мусора, так что семья, сжигающая 5 фунтов мусора в день, или 1825 фунтов в год, производит в целом 0,0455 мг ТЭ в год, и что Эквивалентное количество сжигаемых бочек для 83,8 граммов (2,96 унций) из 251 камеры сгорания городских отходов, инвентаризованных EPA в США в 2000 году, составляет 1 841 700, или в среднем 7337 семейных бочек для сжигания на однуустановку для сжигания городских отходов.

В основном сокращение выбросов диоксинов в США произошло на крупных установках для сжигания бытовых отходов. По состоянию на 2000 год, хотя небольшие мусоросжигательные заводы (с суточной производительностью менее 250 тонн) перерабатывали только 9% от общего количества сожженных отходов, они производили 83% диоксинов и фуранов, выбрасываемых при сжигании городских отходов.

Способы и ограничения крекинга диоксина

Разрушениедиоксина требует воздействия на молекулярное кольцо достаточно высокой температуры, чтобы вызвать термическое разрушение прочных молекулярных связей, удерживающих его вместе. Небольшие кусочки летучей золы могут быть несколько толстыми, а слишком короткое воздействие высокой температуры может только ухудшить диоксин на поверхности золы. Для воздушной камеры большого объема слишком короткое воздействие может также привести к тому, что только некоторые выхлопные газы достигнут температуры полногоразрушения. По этой причине существует также элемент времени для температурного воздействия, чтобы обеспечить полный нагрев через толщу летучей золы и объем отходящих газов.

Есть компромисс между увеличением температуры или времени выдержки. Обычно, когда температура молекулярного разложения выше, время воздействия на нагрев может быть меньше, но чрезмерно высокие температуры также могут вызвать износ и повреждение других частей оборудования для сжигания. Точно так же можно до некоторойстепени снизить температуру разрушения, но тогда для выхлопных газов потребуется более длительный период, возможно, несколько минут, что потребует больших / длинных камер обработки, которые занимают много места на очистной установке.

Побочным эффектом разрыва прочных молекулярных связей диоксина является возможность разрыва связей газообразного азота (N2 ) и газообразного кислорода (O2 ) в приточном воздухе. По мере охлаждения выхлопного потока эти высокореактивные оторванные атомысамопроизвольно преобразуют связи в реактивные оксиды, такие как NOx в дымовых газах, что может привести к образованию смога и кислотных дождей, если они будут выброшены непосредственно в местное пространство. Окружающая среда. Эти реакционноспособные оксиды необходимо дополнительно нейтрализовать с помощью селективного каталитического восстановления (SCR) или селективного некаталитического восстановления (см. Ниже).

Растрескивание диоксина на практике

Температуры, необходимые для разложения диоксина, обычно не достигаются при сжигании пластмасс на открытом воздухе в бочке для сжигания или мусорной яме, что вызывает высокие выбросы диоксина, как упоминалось выше. В то время как пластик обычно горит при пожаре на открытом воздухе, диоксины остаются после сгорания и либо уносятся в атмосферу, либо могут оставаться в золе, где их можно выщелачивать в грунтовые воды, когда дождь падает на кучу золы. К счастью, соединения диоксина и фуранаочень прочно связываются с твердыми поверхностями и не растворяются в воде, поэтому процессы выщелачивания ограничиваются первыми несколькими миллиметрами ниже кучи золы. Газофазные диоксины могут быть существенно разрушены с использованием катализаторов, некоторые из которых могут присутствовать как часть структуры тканевого фильтровального мешка.

Современные конструкции муниципальных мусоросжигательных заводов включают высокотемпературную зону, в которой дымовой газ выдерживается притемпературе выше 850 ° C (1560 ° F) в течение как минимум 2 секунд, прежде чем он охладится. Они оснащены дополнительными обогревателями, чтобы обеспечить это в любое время. Они часто работают на нефти или природном газе и обычно активны только в течение очень небольшой части времени. Кроме того, в большинстве современных мусоросжигательных заводов используются тканевые фильтры (часто с тефлоновыми мембранами для улучшения сбора субмикронных частиц), которые могут улавливать диоксины,присутствующие в твердых частицах или на них.

Для очень маленьких городских мусоросжигательных заводов требуемая температура для термического разложения диоксина может быть достигнута с помощью высокотемпературного электрического нагревательного элемента плюс стадия селективного каталитического восстановления.

Хотя диоксины и фураны могут быть разрушены при горении, их преобразование в процессе, известном как «синтез de novo», при охлаждении выхлопных газов, являетсявероятным источником диоксинов, измеренных при испытаниях дымовых труб с заводов с высоким температуры горения поддерживаются при длительном времени пребывания.

CO2

Что касается других процессов полного сгорания, почти весь углерод, содержащийся в отходах, выбрасывается в атмосферу в виде CO 2. ТБО содержат примерно такую ​​же массовую долю углерода, что и сам CO 2 (27%), поэтому при сжигании 1 тонны ТБО образуется примерно 1 тонна CO 2.

Если отходы были захоронение, 1 тонна ТБО даст приблизительно 62 кубических метра (2200 кубических футов) метана в результате анаэробного разложения биоразлагаемой части отходов. Поскольку потенциал глобального потепления метана равен 34, а вес 62 кубических метров метана при 25 градусах Цельсия составляет 40,7 кг, это эквивалентно 1,38 тонне CO 2, что составляет больше, чем 1 тонна CO 2, которая могла бы образоваться при сжигании. В некоторых странахсобираются большие количества биогаза. Тем не менее, потенциал глобального потепления выбросов свалочного газа в атмосферу значителен. В США было подсчитано, что потенциал глобального потепления выбросов свалочного газа в 1999 г. был примерно на 32% выше, чем количество CO 2, которое могло бы быть выброшено при сжигании. После этого исследования оценка потенциала глобального потепления для метана была увеличена с 21 до 35, что само по себе увеличило бы эту оценку почти дотройного эффекта GWP по сравнению со сжиганием тех же отходов.

Кроме того, почти все биоразлагаемые отходы имеют биологическое происхождение. Этот материал был образован растениями, использующими атмосферный CO 2 обычно в течение последнего вегетационного периода. Если эти растения перерастут, CO 2, выделяемый при их сгорании, снова будет удален из атмосферы.

Такие соображения являются основной причиной того, почему в некоторых странах сжигание биоразлагаемыхотходов регулируется как возобновляемая энергия. Остальные - в основном пластмассы и другие продукты, производные от нефти и газа - обычно рассматриваются как невозобновляемые источники.

. Различные результаты для выбросов CO 2 от сжигания могут быть получены при различных предположениях. Местные условия (например, ограниченная потребность в централизованном теплоснабжении, отсутствие выработки электроэнергии на ископаемом топливе для замены или высокий уровеньалюминия в потоке отходов) могут снизить выгоды от сжигания CO 2. Методология и другие допущения также могут существенно повлиять на результаты. Например, выбросами метана со свалок, происходящими в более позднее время, можно пренебречь или придать им меньший вес, или биоразлагаемые отходы нельзя считать нейтральными по CO 2. Исследование потенциальных технологий обработки отходов в Лондоне, проведенное Eunomia Research and Consulting в 2008 г., показало, что при применениинекоторых из этих (по мнению авторов) необычных допущений, существующие в среднем мусоросжигательные заводы плохо справлялись с балансом CO 2 по сравнению с теоретический потенциал других новых технологий обработки отходов.

Другие выбросы

Другие газообразные выбросы в дымовых газах из печей мусоросжигательных заводов включают оксиды азота, диоксид серы, соляная кислота, тяжелые металлы и мелкие частицы. Из тяжелых металловртуть вызывает серьезную озабоченность из-за ее токсичности и высокой летучести, поскольку практически вся ртуть в потоке городских отходов может уйти с выбросами, если ее не удалить с помощью средств контроля выбросов.

Содержащийся пар в дымоходе может выделять видимый дым из дымовой трубы, который может восприниматься как визуальное загрязнение. Этого можно избежать, уменьшив паросодержание за счет конденсации дымового газа и повторного нагрева, илипутем повышения температуры дымового газа на выходе значительно выше его точки росы. Конденсация дымовых газов позволяет рекуперировать скрытую теплоту парообразования воды, что впоследствии увеличивает термический КПД установки.

Очистка дымовых газов

Электроды внутри электрофильтра

количество загрязняющих веществ в дымовых газах от мусоросжигательных заводов может быть уменьшено или не уменьшено с помощью нескольких процессов, в зависимости от завода.

Твердыечастицы улавливаются фильтрацией частиц, чаще всего электростатическими осадителями (ESP) и / или рукавными фильтрами. Последние обычно очень эффективны для сбора мелких частиц. В исследовании Министерства окружающей среды Дании в 2006 году средние выбросы твердых частиц на энергосодержание сжигаемых отходов из 16 датских мусоросжигательных заводов были ниже 2,02 г / ГДж (граммов на энергосодержание сжигаемых отходов).. Подробные измерения мелких частицразмером менее 2,5 мкм (PM2,5 ) были выполнены на трех инсинераторах: одна инсинератор, оснащенная ЭЦН для фильтрации частиц, выделяла 5,3 г / ГДж мелких частиц, тогда как выбросы двух инсинераторов, оборудованных рукавными фильтрами, составляли 0,002 и 0,013 г / ГДж PM 2,5. Для сверхмелкозернистых частиц (ТЧ 1,0) значения составили 4,889 г / ГДж ТЧ 1,0 от установки ЭЦН, а выбросы 0,000 и 0,008 г / ГДж ТЧ 1,0 были измерены на установках,оборудованных рукавными фильтрами.

Кислый газ скрубберы используются для удаления соляной кислоты, азотной кислоты, плавиковая кислота, ртуть, свинец и другие тяжелые металлы. Эффективность удаления будет зависеть от конкретного оборудования, химического состава отходов, конструкции установки, химического состава реагентов и способности инженеров оптимизировать эти условия, которые могут противоречить различным загрязнителям. Например,удаление ртути мокрыми скрубберами считается случайным и может составлять менее 50%. Основные скрубберы удаляют диоксид серы, образуя гипс в результате реакции с известью.

Сточные воды из скрубберов должны впоследствии проходить через установку для очистки сточных вод.

Диоксид серы можно также удалить сухой десульфуризацией путем впрыскивания суспензии известняка в дымовой газ перед фильтрацией частиц.

NOx восстанавливается каталитическимвосстановлением с аммиак в каталитическом нейтрализаторе (селективное каталитическое восстановление, SCR) или путем высокотемпературной реакции с аммиаком в печи (селективное некаталитическое восстановление, SNCR). Мочевина может быть заменена аммиаком в качестве восстанавливающего реагента, но ее необходимо подавать раньше в процессе, чтобы она могла гидролизоваться до аммиака. Замена мочевины может снизить затраты и потенциальные опасности, связанные с хранениембезводного аммиака.

Тяжелые металлы часто адсорбируются на введенном порошке активированного угля, который собирается частицами

Твердые отходы

При работе инсинератора на борту авианосца

При сжигании образуется летучая зола и зольный остаток, как и случай, когда сжигается уголь. Общее количество золы, образующейся при сжигании твердых бытовых отходов, колеблется от 4 до 10% по объему и от 15 до 20% по весу от исходного количестваотходов, а летучая зола составляет около 10-20% от общей золы. Зола-унос, безусловно, представляет большую потенциальную опасность для здоровья, чем зольный остаток, потому что зола-унос часто содержит высокие концентрации тяжелых металлов, таких как свинец, кадмий, медь и цинк а также небольшое количество диоксинов и фуранов. Зольный остаток редко содержит значительные количества тяжелых металлов. В настоящее время, хотя некоторые исторические образцы, протестированные группойоператоров мусоросжигательного завода, будут соответствовать критериям экотоксичности, в настоящее время EA заявляет, что «мы согласились» рассматривать зольный остаток мусоросжигательного завода как «неопасный» до завершения программы тестирования.

Другие проблемы загрязнения

Запах загрязнение может быть проблемой для мусоросжигательных заводов старого образца, но запахи и пыль чрезвычайно хорошо контролируются на новых мусоросжигательных заводах. Они принимают и хранят отходыв замкнутом пространстве с отрицательным давлением, при этом воздушный поток направляется через котел, что предотвращает выход неприятных запахов в атмосферу. Однако не все заводы реализованы таким образом, что создает неудобства в данной местности.

Проблема, которая влияет на отношения с общественностью, - это увеличение дорожного движения мусоровозов для перевозки городских отходов в incinerator. Due to this reason, most incinerators are located in industrial areas. Thриск.

Люди и организации, профессионально вовлеченные в эту проблему, включают США. Агентство по охране окружающей среды и множество местных и национальных органов регулирования качества воздуха по всему миру.

Аргументы в пользу сжигания

Kehrichtverbrennungsanlage Zürcher Oberland (KEZO) в Хинвиле, Швейцария
  • Обеспокоенность по поводу воздействия на здоровье диоксина и фурана выбросы были значительно уменьшены за счет достижений в разработке систем контроля выбросов и очень строгие новые правительственные постановления, которые привели к значительному сокращению выбросов диоксинов и фуранов.
  • Великобритания Агентство по охране здоровья в 2009 году пришло к выводу, что «Современные, хорошо управляемые мусоросжигательные заводы производят только небольшой вклад в локальные концентрации загрязнителей воздуха. Возможно, что такие небольшие добавки могут повлиять на здоровье, но такие эффекты, если они существуют, скорее всего, будут очень небольшие и не поддаются обнаружению. "
  • Установки для сжигания могут вырабатывать электричество и тепло, которые могут заменить электростанции, работающие на других видах топлива в региональной электросети и системе централизованного теплоснабжения, а также в поставке пара для промышленных потребителей. Мусоросжигательные заводы и другие предприятия по переработке отходов вырабатывают возобновляемую энергию, по крайней мере частично, на основе биомассы, которая компенсирует загрязнение парниковыми газами от угля, нефти -и газовые электростанции. ЕС рассматривает энергию, вырабатываемую из биогенных отходов (отходы биологического происхождения) на мусоросжигательных заводах, как неископаемые возобновляемые источники энергии в соответствии с его предельными уровнями выбросов. Эти сокращения выбросов парниковых газов являются дополнительными к сокращению выбросов за счет предотвращения захоронения метан.
  • Зольный остаток, оставшийся после сжигания, оказался неопасным твердым отходом, который можнобезопасно вывозить на свалки или перерабатывать в качестве строительного заполнителя. Образцы проверены на экотоксичность металлов.
  • В густонаселенных районах становится все труднее найти место для дополнительных свалок.
  • Центр обработки отходов Майсима в Осаке, спроектированный Фриденсрайхом Хундертвассером, использует тепло для выработки электроэнергии. Мелкие частицы могут быть эффективно удалены из дымовых газов с помощью рукавных фильтров. Несмотря на то, чтопримерно 40% сжигаемых отходов в Дании сжигалось на заводах без рукавных фильтров, оценки, основанные на измерениях Датского института экологических исследований, показали, что на мусоросжигательные установки приходилось только примерно 0,3% от общих бытовых выбросов твердых частиц размером менее 2,5 микрометров (PM2,5 ) в атмосферу в 2006 году.
  • Сжигание твердых бытовых отходов позволяет избежать выброса метана. Каждая тонна сжигаемых ТБО предотвращает выброспримерно одной тонны эквивалента углекислого газа в атмосферу.
  • В большинстве муниципалитетов, в которых есть мусоросжигательные заводы, уровень переработки выше, чем в соседних городах и странах, которые не отправляют свои отходы на мусоросжигательные заводы... В обзоре стран за 2016 год, подготовленном Европейским агентством по окружающей среде, страны с лучшими показателями рециклинга также имеют самый высокий уровень проникновения сжигания, даже несмотря на то, что восстановлениевсех материалов из отходов, отправляемых на сжигание (например, металлов и строительных материалов) по определению считается переработкой в ​​европейских целях. Таким образом, восстановление стекла, камня и керамических материалов, повторно используемых в строительстве, а также черных и в некоторых случаях цветных металлов, извлеченных из остатков сгорания, увеличивает фактическое количество переработанных материалов. Металлы рециркулировать из золы, как правило, невозможно или рециркулироватьобычными способами, путем удаления прилипшего горючего материала путем альтернативного трудоемким или энергоемким методом механического разделения.
  • Объем сжигаемых отходов уменьшается примерно на 90%, увеличивая срок службы свалок. Зола инсинераторов остекловывается при температуре от 1000 ° C (1830 ° F) до 1100 ° C (2010 ° F), что снижает выщелачиваемость и токсичность остатков. В результате специальных свалки, как правило, больше не требуются золы из мусоросжигательных заводов службымуниципальных отходов, и срок службы муниципальных отходов может значительно увеличиться за счет сжигания отходов, что снижает потребность муниципалитетов в размещении новых полигонов.

Аргументы против сжигания

Списан мусоросжигательный завод в Квай-Чунг с 1978 года. Он был снесен к февралю 2009 года.
  • В октябре 2009 года всеобъемлющее исследование воздействия на здоровье Шотландского агентства по защите (SEPA) завершилось «безрезультатно». Авторы подчеркивают, что даженесмотря на то, что в существующей литературе не было обнаружено убедительных доказательств воздействия мусжигательных заводов на здоровье, не связанное с работой, «небольшие, но важные эффекты практически невозможны». В отчете представлены эпидемиологические исследования предыдущих исследований в Великобритании и Северной Ирландии. Агентство по охране здоровья Соединенного Королевства в сентябре 2009 г. подготовило менее подробное резюме. Многие токсикологи критикуют и оспаривают этототчет как всеобъемлющий эпидемиологически, не отражающий экспертную оценку и влияние мелких частиц на здоровье.
  • Высокотоксичная летучая зола должна быть безопасно утилизирована. Обычно это связано с дополнительными милями отходов и необходимостью специальных полигонов для токсичных отходов в другом месте. Это может вызвать беспокойство у местных жителей.
  • Влияние на здоровье выброса диоксина и фурана из старых мусоросжигательных заводов; проблемаостается, особенно во время пуска и останова или когда требуется байпас фильтра.
  • Установки для сжигания уровня уровней тяжелых металлов, таких как ванадий, марганец, хром, никель, мышьяк, ртуть, свинец и кадмий, которые могут быть токсичными в очень незначительных количествах.
  • Зола из зола мусоросжигательного завода (IBA) имеет повышенные уровни тяжелых металлов, вызывающие экотоксичность, если не используетсяповторно должным образом. Некоторые люди считают, что повторное использование IBA все еще считается зрелым или желательным продуктом, несмотря на дополнительные инженерные решения. Обеспокоенность использования IBA в пенобетоне была выражена Управлением здравоохранения и безопасности Великобритании в 2010 году после нескольких взрывов при строительстве и сносе. В своем руководящем документе Управление шоссейных дорог Великобритании в настоящее время запрещает использовать IBA в бетонныхработах до тех пор, пока эти инциденты не будут расследованы.
  • Доступны или разрабатываются альтернативные технологии, такие как механическая биологическая обработка, анаэробное сбраживание (MBT / AD), автоклавирование или механическая термическая обработка (MHT) с использованием пара или плазменной газификации (PGP), которое представляет собой сжигание с использованием электрических источников экстремально высоких температур или комбинаций этихвидов обработки.
  • Строительство мусоросжигательных печей конкурирует с разработкой и внедрением других новых технологий. В отчете WRAP правительства Великобритании, август 2008 г., было обнаружено, что в Великобритании медианные затраты на установку сжигания на тонну в целом были выше, чем затраты на обработку MBT на 18 фунтов стерлингов за метрическую тонну ; и 27 фунтов стерлингов за метрическую тонну для современных (после 2000 г.) мусоросжигательных заводов.
  • Строительство и эксплуатация заводов по переработке отходов, таких как мусоросжигательные заводы, требует длительных контрактных периодов для возмещения первоначальных инвестиционных затрат, что приводит к долгосрочному блокированию. Срок службы инсинератора обычно составляет 25–30 лет. Это было подчеркнуто Питером Джонсом, OBE, представителем мэра Лондона по отходам в апреле 2009 года.
  • В мусоросжигательных установках в печи образуются мелкие частицы. Даже при современнойсистеме фильтрации дымовых газов небольшая их часть выбрасывается в атмосферу. PM 2.5 не регулируется отдельно в Европейской Директиве по сжиганию отходов, даже несмотря на то, что они неоднократно пространственно коррелируют с детской смертностью в Великобритании (карты М. Райан на основе данных ONS вокруг EfW) / Установки для сжигания отходов ТЭЦ в Эдмонтоне, Ковентри, Чайнхеме, Кирклисе и Шеффилде). При использовании WID не требуется контролировать уровни PM 2,5 печи для сжигания отходов вверху или по ветру. Несколько европейских ассоциаций врачей (включая междисциплинарных экспертов, таких как врачи, химики-экологи и токсикологи) в июне 2008 года представляют более 33 000 врачей, которые представляют собой основные заявления в Европейском парламенте, в которых сослались широко распространенные опасения по поводу частиц мусоросжигательного. Мельчайших и ультратонких размеров частиц мусоросжигательных заводов.
  • Местные сообщества часто выступаютпротив идей размещения заводов по переработке отходов, таких как мусоросжигательные заводы, поблизости от них (Не в феномене "Мой задний двор "). Исследования, проведенные в Андовере, Массачусетс, коррелировали 10% обесценения собственности с близостью мусоросжигательного завода.
  • Предупреждение, минимизация отходов, повторное использование и переработка следует предпочесть все отходы сжиганию в соответствии с иерархией отходов.Сторонники нулевых отходов рассматривают инсинераторы и другие технологии обработки отходов как препятствия на пути и разделения уровней сверх уровней, а также ресурсы отходов производства в жертву для производства энергии.
  • Отчет Eunomia 2008 года показал, что при некоторых подозрениях вызывает возникновение причинного выброса CO 2, чем другие появляющиеся EfW и комбинации технологий ТЭЦ для обработки остаточных смешанных отходов. Авторыразрабатывают, что технология сжигания отходов занимает место из 24 комбинаций (где все альтернативы сжигания отходов комбинируются с передовыми отходами); быть на 228% менее эффективным, чем технология созревания Advanced MBT, занявшая первое место; или на 211% менее эффективен, чем комбинация плазменной газификации / автоклавирования, получившая оценку 2.
  • Некоторые инсинераторы визуально нежелательны. Во многих странах требуется визуально заметная дымовая труба.
  • Сократитжизнеспособную работу для местной экономики. По оценкам, 1 миллион человек зарабатывают себе на жизнь сбором отходов.
  • Снижение уровней выбросов загрязняющих веществ и отходов на электростанции по сравнению с историческими пиками в степени является результатом умелого использования технологий контроля выбросов. Контроль за выбросами увеличивает начальные и эксплуатационные расходы. Не следует предполагать, что все новые заводы будут использовать доступные технологии контроля, если этоне требуется по закону.
  • Отходы, которые были захоронены на свалке , могут быть добыты даже спустя десятилетия и столетия., и перерабатываются с использованием технологий будущего - чего нельзя сказать о сжигании.

Тенденции использования мусоросжигательных заводов

История сжигания твердых бытовых отходов (ТБО) объединяет с историей полигонов и прочей технологии обращения с отходами. О достоинствах неизбежания неизбежно судят по сравнению ссуществующими альтернативами. С 1970-х годов переработка и другие профилактические меры изменили контекст таких суждений. С 1990-х годов альтернативные технологии обработки отходов жизнеспособны.

Сжигание - это ключевой процесс обращения с опасными и клиническими отходами. Часто случается, чтобы медицинские отходы подвергались воздействию высоких температур при сжигании для уничтожения патогенов и токсичных загрязнений, которые они содержат.

Сжигание вСевернойАмерике

Первый мусоросжигательный завод в США был построен в 1885 году на острове Говернорс в Нью-Йорке. В 1949 году Роберт С. Росс основал одну из компаний по утилизации опасных отходов в США. Он основал компанию Роберт Росс. Промышленная утилизация. В 1958 году компания построила один из первых мусоросжигательных заводов в США.

Первым полномасштабным мусоросжигательным заводом в США, находящимся под управлением муниципальных властей, был завод по рекуперацииресурсов АрнольдаО. Чантленда, построенный в 1975 году в <222 году.>Эймс, Айова. Завод до сих пор работает и производит топливо из отходов, которое отправляется на местные электростанции в качестве топлива. Первый коммерчески успешный мусоросжигательный завод в США был построен в Согусе, штат Массачусетс, в октябре 1975 года компанией Wheelabrator Technologies, и работает до сих пор.

Есть несколько корпораций по охране окружающей среды или утилизации отходов.которые в конечномитоге транспортируются на мусоросжигательный завод или в центр обработки цементной печи. В настоящее время (2009 г.) существует три основных предприятия, занимающихся уничтожением отходов: Clean Harbours, WTI-Heritage и Ross Incineration Services. Clean Harbours приобрела множество независимых независимо управляемых предприятий, накопление в процессе 5-7 мусоросжигательных заводов по всей территории США. У WTI-Heritage есть один мусоросжигательный завод, расположенный вюго-восточном районе Огайо через реку Огайо с запада. Вирджиния.

Было закрыто несколько мусоросжигательных заводов старого поколения; из 186 установок для сжигания ТБО в 1990 г. к 2007 г. осталось только 89, а из 6200 установок для сжигания медицинских отходов в 1988 г. осталось только 115 в 2003 г. Никаких новых установок для сжигания не было построено в период с 1996 по 2007 г. Основными причинами отсутствия активности были:

  • Экономика. Эти недорогие региональные заводыне могли конкурировать за«топливо», т. Е. За отходы в США
  • Налоговая политика. Налоговые льготы для электростанций, производящих электроэнергию из отходов, были отменены в США в период с 1990 по 2004 год.

В США и возобновился интерес к сжиганию и другим технологиям преобразования отходов в энергию. В США сжигание было предоставлено право на получение налоговых льгот на производство возобновляемой энергии в 2004 году. Муниципалитеты снова оценивают вариант строительствамусоросжигательных заводоввместо продолжения захоронения муниципальных отходов. отходы. Однако многие из этих проектов продолжали сталкиваться с политическим противодействием, несмотря на новые аргументы в пользу преимущества сжигания парниковых газов и улучшения контроля загрязнения воздуха и утилизации золы.

Сжигание в Европе

В Европе с запретом на захоронение необработанных отходов за последнее десятилетие было построено множество мусоросжигательных заводов, и еще большестроится. Недавно рядмуниципальных органов власти начали процесс заключения контрактов на строительство и эксплуатацию мусоросжигательных заводов. В Европе часть электроэнергии, производимой из отходов, считается «из возобновляемых источников энергии» (ВИЭ) и, таким образом, имеет право на налоговые льготы, если она находится в частной собственности. Кроме того, некоторые мусоросжигательные заводы в Европе позволяют использовать черные и цветные материалы, обнаруженные на свалках. Яркимпримером являетсяэлектростанция AEB, работающая на отходах.

В Швеции 50% образующихся отходов сжигания на предприятиях отходов предприятия, производя электричество и система централизованного теплоснабжения местных городов. Важная информация в схеме выработки электроэнергии в Швеции отражается в 2 700 000 тонн отходов, импортируемых в год (в 2014 г.) для производства энергии из отходов.

Сжигание в Соединенном Королевстве

Технология, применяемая в британской отраслипо переработкеотходов, сильно отстает от европейской из-за широкой доступности полигонов для мусора. Директива о свалках, установленная Европейским Союзом, закон о захоронении отходов , закон об отходах, включая налог на захоронение отходов и Схема разрешениями на захоронение отходов. Это законодательство направлено на сокращение выбросов парниковых газов, образующихся на свалках, за счет использования альтернативных методов обработки отходов. ВластьВеликобритании,используемая в энергоснабжении Великобритании.

В 2008 году планы относительно размещения мусоросжигательных заводов существуют примерно для 100 объектов. Они были интерактивно нанесены на карту британскими неправительственными организациями.

В соответствии с новым планом в июне 2012 года была создана схема грантов, поддерживаемая DEFRA (Схема сельского и лесного хозяйства), чтобы стимулировать использование мусоросжигательных заводов малой мощности на

Недавно быловыдано разрешение на строительство крупного в Великобритании мусоросжигательного завода в центре коридора Кембридж - Милтон Кейнс - Оксфорд, в Бедфордшир. После строительства большого мусоросжигательного завода в Грейтмуре в Бакингемшире и планов строительства еще одного около Бедфорда коридор Кембридж - Милтон Кейнс - Оксфорд станет большим сжигания отходов в СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО.

Мусоросжигательные установки для экстренногоиспользования

Мобильные инсинерационные установки для экстренного использования

Существуют экстренные инсинерационные установки для срочного и биологически безопасного уничтожения животных и их побочных продуктов после гибели или вспышки болезни. Усиление регулирования и правоприменения правительств и учреждений во всем мире было вызвано общественным авторитетным экономическим воздействием.

Инфекционные болезни животных обошлись правительствам и промышленности в 200миллиардов долларов за 20 летдо 2012 г. и являются причиной более 65% вспышек инфекционных заболеваний во всем мире за последние шестьдесят лет. Одна треть мирового экспорта мяса (около 6 миллионов тонн) в любой момент подвержена торговым ограничениям, и поэтому правительства, государственные органы и коммерческие операторы уделяют основное внимание более чистым, безопасным и надежным методам утилизации туш животных для сдерживания и контролировать болезнь.

Крупномасштабные системысжигания доступны у нишевыхпоставщиков и часто покупаются правительствами в качестве подстраховки на случай заразной вспышки. Многие из них являются мобильными, и их можно быстро развернуть в местах, требующих биологической защиты.

Малые установки для сжигания отходов

Пример мобильной установки для сжигания отходов малой мощности

Мелкие установки для сжигания отходов существуют для специальных целей. Например, небольшие мусоросжигательные заводы предназначены для гигиенически безопасногоуничтожения медицинских отходов в развивающихся странах. Небольшие мусоросжигательные заводы можно быстро развернуть в отдаленных районах, где произошла вспышка болезни, чтобы быстро и без риска перекрестного заражения избавиться от зараженных животных.

В популярных СМИ

  • В Cube Zero, Существуют вымышленные так называемые «мгновенные мусоросжигатели», которые, по сути, испаряют все органическое.
  • Мусоросжигательные установкипоявляются в SimCity 3000 в двух вариантах: большое традиционное устройство для сжигания, которое выделяет значительное количество энергии. количество загрязнения воздуха и более современное устройство, которое преобразует отходы в энергию, чтобы обеспечить городу большую способность загружать мусор, но при этом производить много загрязнения.
  • Они также появятся в SimCity 4, но без варианта, не использующего энергию из отходов.
  • Ежегодный фестивальметалла под названием Incinerat ion Fest проводится в Великобритании.
  • В кульминации Portal (видеоигра) главный герой, Челл, находясь на конвейерной ленте, сбегает из мусоросжигательной печи после t Главный антагонист игры, GLaDOS, принудил ее к этому.
  • В кульминации Истории игрушек 3 есть сцена, в которой работает подвижная решетка инсинератор (и измельчитель мусора ) был показан изнутри, поскольку главные герои сталкиваются суничтожением.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы, связанные с сжиганием.
Найдите сжигание в Викисловарь, бесплатныйсловарь.
Группы по борьбе с сжиганием отходов
Информация ЕС
Учебники
Последняя правка сделана 2021-05-23 13:03:53
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте