Проектирование технологической линии газоочистки МСЗ №4 "Руднево"

дипломная работа

2. Характеристика дымовых газов МСЗ

В составе дымовых газов МСЗ, помимо названных выше взвешенных веществ и оксидов, могут присутствовать при наличии в сжигаемом ТБО хлор- и фтор- содержащих компонентов (в частности, в массе некоторых пластмассовых отходов) хлорид водорода HCl и фторид водорода HF. Наряду с этим, отходящие газы МСЗ отличаются от дымовых газов энергетических установок, работающих на природном топливе, высоким (от 10 до 20%) содержанием водяных паров, что обусловлено значительной влажностью ТБО. [26]

Среди загрязняющих дымовые газы МСЗ веществ могут присутствовать также полихлоридибензодиоксины (ПХДД) и полихлоридибензофураны (ПХДФ). Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха на уровне дыхания человека выбросами вредных веществ промышленных предприятий и котельных в нашей стране определяют по величине концентрации вредности (загрязнения) при неблагоприятных метеорологических условиях, значение которого не должно превышать максимальной разовой предельно допустимой концентрации.

В странах ЕЭС с 1989 года введены весьма жесткие нормы (таблица №1) содержания вредных веществ в дымовых газах МСЗ (после газоочистных устройств).

Таблица №2.1. Регламентируемые содержания вредных примесей в выбрасываемых в атмосферу дымовых газах мусоросжигательных заводах стран ЕЭС

Компонент

Регламентируемое содержание, мг/нм?

Пыль

30.0

Диоксид серы

100.0

Оксид углерода

50.0

Оксиды азота

300.0

Хлорид водорода

10.0

Фторид водорода

1.0

Тяжелые металлы: Кадмий (Cd) и Таллий (Tl)

0.1

Ртуть

0.1

Сумма тяжелых металлов: Сурьма(Sb), Мышьяк(As), Свинец (Pb), Хром(Cr), Кобальт(Co), Медь(Cu), Магний(Mg), Никель(Ni), Ванадий(V), Олово(Sn) и их соединения

1.0

Результаты прямых аналитических определений свидетельствует, что содержание вредных веществ в выбросах из дымовых труб МСЗ (при отсутствии газоочистного оборудования) превышает охарактеризованные выше нормативы в 3-200 раз в зависимости от состава сжигаемых отходов, конструкции печи и режима ее работы. Дымовые газы отечественных МСЗ содержит от 1500 до 5000 мг/нм? взвешенных частиц.

Примерно такова же концентрация взвешенных в дымовых газах МСЗ и других стран. Например, в США она составляет 2000-5555, в Германии - 1000-12000, в Японии - 1600-4500 мг/м?.

Имеющие место в практике газоочистки концентрации загрязняющих компонентов в выбрасываемых в атмосферу отходящих газов МСЗ характеризуются данными таблицы №2.

Таблица №2.2. Содержание (в мг/м?) токсичных примесей в очищенных в электрофильтрах дымовых газах МСЗ.

Компонент

Содержание

Летучая зола (нетоксичная пыль)

120-220

SO2

30-180

NO2

10-160

CO

140-250

HCl

10-210

HF

0,07-3,0

Формальдегид

0,0007-0,001

Хлорорганика

100-120

Сложные эфиры (бутилацетат)

1,9-6,4

Сумма карбоновых кислот

25-49

Спирты (бутиловый спирт)

11,3-24,8

Ацетон

0,87-1,85

Смолистые соединения

5-0

Необходимо отметить, что МСЗ не являются крупными (по сравнению с предприятиями теплоэнергетики, функционирующими на твердом и жидком топливе) источниками загрязнения атмосферного воздуха оксидами серы из-за сравнительно малого ее содержания в ТБО - 0,05-0,3% от общей массы (содержание серы в мазутах, сланцах и подмосковных углях составляет соответственно 0,5-5, 3-4 и 2,5-4%). Кроме того, при сжигании ТБО часть ее переходит в сульфаты, остающиеся в шлаке.

Содержание оксидов азота в дымовых газах МСЗ определяется температурой в топках соответствующих агрегатов, обычно находящейся в интервале 850-1000?С, в то время, как интенсивное образование оксидов азота имеет место при температурах выше 1100?С.

Среди других газообразных токсикантов дымовых газов МСЗ следует отметить альдегиды и органические кислоты, образующиеся при неполном окислении пищевых отходов, жиров, масел и некоторых других компонентов ТБО.

Кроме того, следует иметь в виду возможность поступления в окружающую вреду при сжигании ТБО канцерогенных веществ. Наиболее известными в настоящее время бластомогенными углеводородами являются бенз(а)-пирен, бенз(е)-пирен, бенз(а)-антрацен, керонен, фенантрен и пирен.

Однако с учетом улавливания современными пылеулавливающими устройствами до 99; летучей золы, сорбирующей названные канцерогены, а также ее рассеивание через дымовые трубы, концентрация этих веществ в приземном слое воздуха оказывается существенно меньше величин действующих ПДК.

Кроме указанных загрязняющих веществ, в дымовых газах МСЗ присутствует аммиак, озон и некоторые другие вредные вещества, но их количество крайне незначительно.

Сложной проблемой при сжигании ТБО является образование диоксинов и фуранов.

Органическая химия насчитывает 75 соединений класса ПХДД и 135 соединений ПХДФ. Эти соединения можно встретить во многих искусственно полученных продуктов, таких, как средства защиты растений (пестициды, гербициды), а также в минимальных количествах в изделиях, технология которых способствует образованию ПХДД и ПХДФ.

ПХДД при нормальных условиях представляет собой твердое вещество с молекулярной массой 321,8, имеющие температуру плавления 303-305?С и растворимость в воде 0,2 мкг/л. Она устойчиво в процессах оксидации и редукции, инертно к кислотам и щелочам, является стабильным до определенного уровня температур. При температуре 600?С начинает разлагаться, а при выдержке более 3 секунд при температуре свыше 1000?С полностью распадаются.

Источником образования диоксинов являются химические процессы сжигания и термообработки сырья, содержащего хлорированные углеводороды, реализуемые на электростанциях, сжигающих бурый уголь, каменный уголь и мазут, мусоросжигательных заводах, установках огневого обезвреживания ряда промышленных и специфичных отходов, а также работающие бензиновые и дизельные двигатели, процессы жарения и копчения, сжигания древесины, топливных брикетов, кокса, масел, различные виды пожаров. Включая возгорания электрических трансформаторов, заполненных маслами, содержащими полихлорированные бифенилы. Кроме того, доказано, что смет на улицах крупных городов содержит диоксины.

Необходимо отметить, что обнаружение диоксинов весьма затруднено, так как обычно речь идет об их количествах, измеряемых нано- и пикограммами на единицу массы или объема. Например, содержание (в пг/г) 2,3,7,8-ПХДД составляет в саже выхлопных газов бензиновых двигателей - 1-4, в саже дымовых отопительных печей - 1-100, в пепле сигарет - 1, в смете городских улиц - 6-50.

ТБО содержит как диоксины (например, в составе отработанных масел и некоторых других веществ), так и вещества, из которых могут образовываться диоксины при охлаждении дымовых газов после сжигания отходов. Такими веществами являются, в частности, ПВХ, уголь, древесина, NaCl, HCl.

Образующийся при сжигании ТБО шлак вследствие избытка воздуха и быстрого охлаждения не содержит диоксинов. Охлаждаемые же дымовые газы уже при температуре 450?С содержат диоксины, фиксируемые золой-уносом. Кроме того, зола-унос содержит тяжелые металлы. В этой связи улавливаемую из отходящих газов МСЗ золу необходимо складировать в отвалах, защищенных от воздействий влаги и ветра, или подвергать специальной обработке (переводя, в частности, в связанную и нерастворимую форму, например, путем остекловывания).

Чем совершеннее организован процесс сжигания в топке, тем меньше запыленность уходящих дымовых газов и мельче взвешенные в них частицы.

Таблица №2.3. Химический состав золы отечественных МСЗ.

Компонент

Содержание, % по массе

Диоксид кремния, SiO2

30-40

Оксид алюминия, Al2O3

15-20

Оксид железа, Fe2O3

7-30

Оксид кальция, CaO

8-18

Оксид магния, MgO

1-3

Серный ангидрид, SO3

3-7

Оксид калия, K2O

2-4

Оксид натрия, Na2O

0.5-1.5

Диоксид титана, TiO2

1-1.5

Делись добром ;)