Курсовая работа по экологии на тему Мусоросжигающие заводы и их воздействие на окружающую среду

Глава 2. Технологии мусоросжигательного завода

Сжигание промышленных отходов начало впервые использоваться на предприятиях Великобритании в XIX в., где для этого устанавливались специальные печи. А в 1874 г. в Ноттингеме создали паровую машину, работающую на тепловой энергии, полученной от сжигания отходов.
Однако широкого развития мусоросжигание не получило, ограничившись в большинстве автономными установками. И только во второй половине XX в. началось масштабное строительство мусоросжигательных предприятий в основном в Японии и Западной Европе. В 1975 г. и в Советском Союзе был впервые построен такой завод.
В России только развивается сфера обращения с отходами, в то время как европейские страны практически избавились от проблемы мусора благодаря программе «Энергия из отходов» .
Мусоросжигательный завод (МСЗ) – это предприятие, осуществляющее утилизацию отходов путем их сжигания в специализированных котлах или печах.
Мусоросжигательный завод перерабатывает следующие категории :
-все виды бытовых отходов граждан;
-мусор организаций, промышленных предприятий неопасного класса.
Распространённое понятие сжигание отходов не точное. По Директиве ЕС «Об отходах» это устаревший способ утилизации с невосполнимым уничтожением мусора. Правильная формулировка для современных заводов - термическая обработка отходов с производством энергоресурсов.
По правилам на термическую утилизацию направляют те материалы, которые невозможно вторично переработать.
Мусоросжигательный завод предназначен для уничтожения твердых бытовых отходов. На предприятии пользуются высокотемпературными технологиями, которые снижают первоначальный объем отходных материалов. После сжигания остается шлак, который очищают от металлов. Его направляют на полигоны как отсыпку или на изготовление стройматериалов.
Мусоросжигательный завод - полноценный источник энергоресурсов. Полученная в процессе работы энергия идет на восполнение энергетических нужд завода. До 2/3 излишек способны заменить электрическую сеть ближайших пунктов .
В мире термическая переработка мусора стала распространенным способом из-за простоты применения. Независимо от применяемого технического процесса в достоинства термосжигания отходов включены:
-надежное уничтожение;
-снижение массы и объема;
-исключение загрязнения воды и почвы свалочными стоками;
-получение возобновляемой энергии.
Технологии сжигания различаются по типу печей, используемых в процессе. Учитывая их разнообразие, стоимость переработки ТБО отличается. К примеру, низко технологичные комплексы массового сжигания требуют меньше затрат, чем новые установки. Среди перспективных - мусоросжигательная установка по проведению пиролиза.
Применение метода термического разложения позволяет уменьшить объемы захоронения ТБО и промышленных отходов в 10 и более раз. Помимо этого тепловая энергия от процесса сжигания может применяться для выработки электроэнергии или устройства систем теплоснабжения.
Предприятия работают по универсальному алгоритму, который предполагает утилизацию отходов на МСЗ в 5 этапов:
1. Доставка отходов мусоровозами.
2. Взвешивание и выгрузка мусора.
3. Его последующая сортировка для удаления предметов повышенной опасности.
4. Измельчение крупногабаритных отходов.
5. Сжигание мусора в котлах или печах с температурой до 1 000С.
Термическое разложение при максимально высоких температурах позволяет уничтожить все органические вещества и добиться стерилизации отходов. В ходе их сжигания выделяется большое количество газа, который обезвреживают путем его разложения на пар, азот и углекислый газ (CO2).
На МПЗ переработка каждого вида сырья осуществляется по различным технологиям:
- Измельчение. С помощью промышленных шредеров крупногабаритный мусор (мебель, крупная бытовая техника и прочие) измельчается до необходимого размера.
- Грохочение – сортировка отходов на фракции барабанными или звездочными грохотами. Принцип работы прост. Аппараты грохота отделяют методом отсева органические компоненты: землю, песок, органические остатки пищи и прочее. Отделенные таким образом мелкие частицы попадают в отсев.
- Сепарация. Отсортированный грохочением мусор далее сепарируют. Этот заключительный метод разделения мусора также бывает как ручным, так и автоматизированным. Для отделения ферромагнитных металлов (чугун, железо) применяют магнитный сепаратор, прикрепленный над конвейером. Для сбора немагнитных цветных металлов служит вихретоковый сепаратор. Бумагу, картон, стекло, резину и прочее отделяют вручную.
- Прессование. Прессование или брикетирование – это завершающий этап сортировки. Пластмассовые бутылки перед этим проходят через прокалыватель, с помощью которого выпускается из них воздух, для облегчения прессования. Картон и бумага, отсортированные вручную, также подвергаются этому способу складирования и перевозки.
- Мойка (пленки, пластик, полимеры).
- Сухая очистка (картон, дерево, текстиль). Эти функции могут осуществляться и на мусоросортировочных комплексах, они относятся как к сортировке, так и к переработке.
- Грануляция. С помощью плавильно-нагревательных агрегатов (грануляторов) пластику, полиэтилену и полимерам, после расплавления, придают вид гранул для дальнейшей перевозки к месту их вторичной обработки.
- Размол и другие. Дробление специальными аппаратами больших кусков до нужного размера (кирпич, камни, строительные отходы) .
В России сейчас 10 мусоросжигательных заводов, мусороперерабатывающих – 243. В зависимости от того, какой результат требуется после сжигания, МСЗ используют для него специальное оборудование и технологии. Самых распространённых три.
1. Слоевое сжигание.
Слой мусора загружается на металлическую решётку, сквозь её отверстия подают разогретый до очень высокой температуры воздух. Технология требует продуманной и очень мощной очистительной системы, позволяющей фильтровать крупные объёмы поступающих воздушных масс. Имеются следующие разновидности слоевого сжигания:
- На неподвижной наклонной колосниковой решётке. Колосники при этом способе располагают каскадом, как черепицу на крыше. Между ними оставляют вертикальную щель, через которую подаётся воздух. Мусор поступает на самый верхний колосник и движется вниз. Раскалённый воздух движется в том же направлении. С самого нижнего колосника зола через щелевые отверстия попадает в зольник.
- На подвижной наклонной колосниковой решётке. Колосники расположены, как в предыдущем варианте, но часть из них приводится в движение особым приводом. Между решётками в вертикальной и горизонтальной плоскостях через сопла поступает разогретый воздух. Его движение совпадает с движением отходов. На самом нижнем уровне зала попадает в зольник. В отличие от предыдущей разновидности, сжигание с подвижными решётками позволяет получать более высокие экологические показатели и увеличивает стабильность сгорания сложных типов мусора.
- Сжигание мусора в кипящем слое. Вместо колосников в печи находятся воздухораспределительные решётки с форсунками. К ним под высоким давлением подают воздух. Над форсунками имеется слой песка либо другого инертного материала. Поступающий из форсунок воздух перемешивается с песчинками. Создаётся так называемый кипящий слой. Он перемешивается со сгорающими отходами. Описанный мусоросжигающий процесс отличается высокой стабильностью, однако плохо подходит для утилизации смешанных отходов т. к. приводит к образованию большого количества шлаков.
2. Дожигатели диоксинов.
Летучие газы, содержащие диоксины, поступают в специальную камеру, где идёт их повторное сжигание при температуре 1250 градусов по Цельсию . Только при таком нагреве за промежуток времени не менее 2 секунд диоксиновая решётка в молекуле может разрушиться. К сожалению совершенных технологий, позволяющих полностью избавиться от