КТПО-500. Комплекс термообезвреживания промышленных отходов

КТПО-500. Комплекс термообезвреживания промышленных отходов

Автор вЗавершенные проекты, НИР и ОКР

КТПО-500 предназначен для термообезвреживания промышленных отходов нефтехимических и химических производств, производств добычи, транспортировки нефти и нефтепродуктов, отходов станций водоочистки, отходов добычи и переработки металлов, отходов лекарственных средств, сельскохозяйственных отходов и стойких органических загрязнителей.

3D модель КТПО-500

3D модель КТПО-500

Общий вид КТПО-500, размещенного в типовом здании

Общий вид КТПО-500, размещенного в типовом здании

КТПО-500. Вид сверху

КТПО-500, Вид сверху

     На основании имеющегося научно-технического задела, полученного в ходе разработки, создания и опытно-экспериментальной эксплуатации технических средств обезвреживания опасных промышленных отходов в рамках Федеральной целевой программы «Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009-2014 годы)», Научно-исследовательским институтом технологий органической, неорганической химии и биотехнологий разработана проектная документация на инновационный объект обезвреживания отходов.
     При разработке проектной документации были учтены требования новейших ГОСТ в области наилучших доступных технологий, среди которых:

  • ГОСТ Р 55831-2013 Ресурсосбережение. Наилучшие доступные технологии. Методы термической обработки отходов;
  • ГОСТ Р 55829-2013 Ресурсосбережение. Наилучшие доступные технологии. Ликвидация отходов, содержащих стойкие органические загрязнители;
  • ГОСТ Р 55837-2013 Ресурсосбережение. Наилучшие доступные технологии. Обработка отходящих газов при сжигании отходов.

     КТПО-500 может быть смонтирован и эксплуатироваться в производственных помещениях, относящихся к объектам капитального строительства, и во временных сооружениях — мобильных (инвентарных) зданиях контейнерного и сборно-разборного типа по ГОСТ 22853-86 «Здания мобильные (инвентарные). Общие технические условия», оборудованных в соответствии с требованиями санитарных норм, требованиями промышленной безопасности и охраны труда, требованиями пожарной безопасности и требованиями экологической безопасности при температуре окружающего воздуха от плюс 10 °С до плюс 40 °С, при относительной влажности воздуха до 80 %.
     КТПО-500 представляет собой комплекс технологических аппаратов, предназначенных для проведения процесса термического обезвреживания промышленных отходов методом их окислительного пиролиза с плазмохимической активацией процесса дожигания и последующей очисткой отходящих газов.

КОНСТРУКЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ КТПО-500

     В КТПО-500 предусмотрена подготовка промышленных отходов к процессу термического обезвреживания. Выбор используемого оборудования зависит от физико-химических свойств термообезвреживаемого отхода.
     Немаловажным является то обстоятельство, что некоторые виды промышленных отходов обладают высокой токсичностью. Поэтому конструкция станции растаривания твердых промышленных отходов, оснащена системой аспирации, которая позволяет минимизировать контакт вредных веществ с человеком и окружающей средой.
     При возникновении необходимости в измельчении твердых промышленных отходов перед подачей в печь для достижения относительно равномерной подачи и сгорания на КТПО-500 станция растаривания укомплектована дробилкой, обеспечивающей измельчение крупных фракций.
     Для приготовления гомогенной смеси жидких отходов в КТПО-500 используется емкость с мешалкой, оборудованная системой подогрева.
     Подготовка пастообразных промышленных отходов к термообезвреживанию включает в себя удаление посторонних включений (крупных механических примесей) при помощи сетчатого фильтра и подогрев в емкости, оборудованной маслонаполненной рубашкой с тэнами для обеспечения перемещения по трубопроводам и подачи в печь. Загрузочное устройство печи обеспечивает равномерную и непрерывную по количеству и тепловой нагрузке печи подачу отхода в печь.
     Подача твердых промышленных отходов обеспечивается работой бункера дозатора и шнекового питателя.
     Подача жидких и пастообразных промышленных отходов обеспечивается работой соответствующих насосных систем и форсунок.
     Приемное устройство, расположенное на входе в печь, предназначено для подачи твердых, пастообразных и жидких промышленных отходов, размещения горелки и подачи в печь воздуха для процесса горения. Его конструкция позволяет достаточно быстро подготовить КТПО-500 для проведения процесса обезвреживания определенного вида отходов.
     Сжигание происходит во вращающейся барабанной проходной печи, оборудованной газовой горелкой. Температура сжигания отходов в печи должна быть не ниже 1000 °С. Конструкция, принцип действия вращающейся печи обеспечивают непрерывность процесса.
     Применение в данном проекте барабанной проходной печи обусловлено следующими условиями:
Для предотвращения образования опасных продуктов неполного сгорания, предусмотрен высокотемпературный дожиг полученных отходящих газов в камере дожигания при температуре не ниже 1000 °С, а при наличии галогенсодержащих соединений – от 1200 до 1450°С. Продолжительное время пребывания (не менее 2,0 с), расположение горелки, дополнительная подача воздуха способствуют более полному окислению продуктов неполного сгорания.
     Наличие генератора плазмы электрического разряда для ионизации и озонирования воздуха на линии подачи воздуха в камеру дожигания позволяет ионизировать воздух, образовавшиеся при этом химически активные частицы (аэроионы и озон) обеспечивают наилучшие условия дожига, способствуют более полному устранению опасных соединений в отходящих газах.
     Вредные выбросы появляются, в основном, при загрузке новой порции отходов и резком понижении кислорода в рабочей зоне печи или из-за плохого перемешивания горючей массы и, следовательно, низкой теплопередачи. Для борьбы с эффектом резкого понижения концентрации кислорода в печи на КТПО-500 предусмотрена система контроля О2, СО и остановки подачи отхода до момента восстановления концентрации кислорода до оптимальной.
     Для частичной очистки газов от крупнодисперсных частиц сажи и золы в случае их появления используется отстойный газоход. Отстойный газоход выполняет роль огнепреградителя.
     Для предотвращения образования диоксинов необходимо провести «закалку» отходящих газов до температуры 200°С и ниже. Это достигается резким охлаждением отходящих газов в испарительном, полом, противоточном, форсуночном скруббере.
     Уменьшение суммарной поверхности контакта жидкости с газом в испарительном скруббере приводит к некоторому снижению абсорбции образующихся при горении оксидов азота и серы, а также хлористого водорода, в связи с этим в технологическом процессе после очистки и «закалки» отходящих газов в полом испарительном скруббере предусматривается использование насадочного скруббера.
     Проведению более полного процесса абсорбции также способствует расположение форсунок таким образом, что все поперечное сечение насадочного скруббера перекрыто факелами мелкодисперсной разбрызгиваемой жидкости.
     Насадочный скруббер способствует уменьшению образования и выбросов опасных химических веществ, как в парообразном, так и во взвешенном виде.
     Процесс абсорбции происходит за счет орошения 5 %-ным раствором гидроксида натрия.
     Предусмотренная система приготовления раствора гидроксида натрия включает в себя емкость с перемешивающим устройством и емкости для свежеприготовленного и отработанного щелочного раствора. Предусмотренная система для осуществления циркуляции и подпитки щелочного раствора, состоящая из емкостей с мешалками, позволяет производить корректировку щелочного раствора по результатам анализа. Также предусмотрена емкость для хранения отработанного раствора скрубберной жидкости.
Для предупреждения уноса капельной влаги из скрубберов установлен сепаратор.
     Предусмотрена дополнительная очистка отходящих газов в адсорбере на активированном угле. Объем и марка активированного угля подобраны таким образом, что при возникновении аварийных ситуаций, адсорбером будет обеспечена очистка отходящих газов от вредных примесей до нормативных значений, принятых на территории РФ в течении 6 часов, времени достаточного для остановки технологического процесса и ликвидации аварийной ситуации.
     После очистки отходящие газы сбрасываются в атмосферу.
Для контроля стабильности показателя качества по содержанию вредных веществ в отходящих газах в составе КТПО-500 предусмотрен автоматический мониторинг химического состава отходящих газов.

Мониторинг отходящих газов осуществляется с помощью газоанализаторов:

  • определение концентрации СО и О2 – газоанализатор АКВТ-03, установлен после газохода отстойного (ГО);
  • определение концентрации фосгена – газоанализатор Drager Polytron 7000 PB;
  • определение концентрации NO, NO2, O2, SO2, HCl, CO2, CO и CxHx – газоанализатор Sensis-310;
  • контроль концентрации пыли в газоходе осуществляется лазерным пылеизмерителем ЛПИ-05.

Контроль за воздухом в рабочей зоне осуществляется с помощью следующих приборов:

  • датчик угарного газа Мак-Д Exd и Дукат-Д Exd;
  • датчик метана Марш-Д Exd;
    датчик паров углеводородов Бином-Д;
  • измерительная мультигазовая система контроля концентрации газов «Система ИГС-98» А-4;
  • пылемер ИКВЧ.

Водообеспечение КТПО-500 производится от источника водоснабжения технической водой по ГОСТ 17.1.1.04-80.
КТПО-500 имеет систему сжатого воздуха.
КТПО-500 предусматривает потребление природного газа (ГОСТ 5542 87).
КТПО-500 оснащен системой пожарной сигнализации и пожаротушения.
КТПО-500 оснащен системой аварийной сигнализации.
КТПО-500 оснащен автоматической системой запуска аварийного источника электроснабжения со временем срабатывания не более 10 с после отключения основного источника электроснабжения.
КТПО-500 оснащен комплектами трубопроводов и запорно-регулирующей арматуры, насосным оборудованием, комплектами электрооборудования и освещения, оборудованием КИПиА.
Приборы КИПиА позволяют осуществлять контроль и управление технологическими параметрами такими как:

  • температура в печи, в камере дожигания, в газоходе отстойном, перед скруббером №1, перед скруббером №2, перед сепаратором, перед адсорбером и после адсорбера;
  • расход воздуха, подаваемого во вращающуюся печь (ПЧ) и в камеру дожигания;
  • расход природного газа подаваемого на горелки;
  • подготовка и подача щелочного раствора;
  • подготовка и подача в приемное устройство жидких отходов;
  • расход подачи пастообразных промышленных отходов в приемное устройство;
  • величину тяги в газоходе перед скруббером №1 и №2;
  • величину тяги после адсорбера;
  • разряжение в газоходе;
  • уровень раствора щелочи, в скрубберах №1 и №2;
  • уровень жидкости в сепараторе;
  • уровень жидкости в накопительной емкости;
  • давление в системе циркуляции раствора щелочи и т.д.

     Всего в КТПО-500 предусмотрены управление и контроль за более чем 100 параметрами технологического процесса.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ КТПО-500

Наименование показателя

Ед. изм.

Номинальное значение

Производительность по промышленным отходам

кг/ч

до 500

Температура сжигания отходов в печи

ºС

не ниже 1000

Температура отходящих газов на выходе из камеры дожигания,

при наличии галогенсодержащих соединений

ºС

не ниже 1000

не ниже 1200

Сеть питания

В; Гц

380/220; 50

Нормальные значения климатических факторов в условиях эксплуатации оборудования

температура воздуха

ºС

от плюс 10 до плюс 40

влажность не более

%

не более 80

Нормальные значения климатических факторов внешней среды при хранении

температура воздуха

ºС

от плюс 5 до плюс 40

влажность не более

%

не более 80

Содержание в отходящих газах:

мг/нм3

не более

СО

100

NОх

350

SО2

150

HCl

50

пыль

20

Сорг

20

Hg

0,03

Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V

0,5

Cd+Tl

0,05

диоксины и фураны

нг/нм3 (в ДЭ)

0,1

 

ВОЗДЕЙСТВИЕ КТПО-500 НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

     В соответствии с требованиями Федерального закона от 23 ноября 1995 г. № 174-ФЗ «Об экологической экспертизе» и Федерального закона от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» проведение оценки воздействия на окружающую среду, ОВОС, предусмотрено для всех видов намечаемой хозяйственной и иной деятельности. Оценка воздействия на окружающую среду проводится на стадии проектирования.
     Поэтому при проектировании КТПО-500 была проведена процедура оценки воздействия данного изделия на окружающую среду.
Оценка воздействия на окружающую среду выполнена с учетом основных принципов в части обеспечения охраны окружающей среды, регламентированных «Положением об оценке воздействия намечаемой хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду в РФ», утвержденных приказом Госкомэкологии РФ от 16 мая 2000 г. № 372.

     В ходе проведения оценки воздействия КТПО-500 на окружающую среду установлено, что:

1) ориентировочная расчетная санитарно-защитная зона (СЗЗ) для рассматриваемого комплекса КТПО-500 по совокупности факторов воздействия составляет 300 м от всех источников негативного воздействия в целом;
2) уровни химического загрязнения атмосферного воздуха на границе ориентировочной расчетной СЗЗ 300 м по всем выбрасываемым загрязняющим веществам и группам суммации при работе в штатном и аварийном режимах с учетом максимального фонового загрязнения для городов и поселков, где отсутствуют наблюдения за загрязнением атмосферы, не превышают допустимых санитарно-гигиенических нормативов, действующих на территории РФ и стран ЕС (не превышают 0,8 д. ПДК);
3) фактические выбросы загрязняющих веществ при поочередной эксплуатации КТПО-500 на 3-х режимах работы: при обезвреживании жидких, твердых и пастообразных промышленных отходов составят: 0,6464265 г/с и 12,1281812 т/год;
4) по значимости воздействия выбросов ЗВ в атмосферный воздух КТПО-500 отнесен к хозяйствующему субъекту 3 категории;
5) уровни физического воздействия на атмосферный воздух (шум, вибрация, электромагнитное излучение) на расстоянии 300 м также не превышают установленных гигиенических нормативов ни в дневное, ни в ночное время;
6) негативное воздействие КТПО-500 на подземные (грунтовые) воды и на воду поверхностных водоемов в период его эксплуатации не ожидается в связи с тем, что прямой сброс производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод в существующие водоемы и на поверхность грунта, согласно принятым технологическим решениям, исключен;
7) объем образования отходов за год при поочередной эксплуатации КТПО-500 на 3-х режимах работы (при обезвреживании твердых жидких и пастообразных промышленных отходов 1 и 2 класса опасности) составит 6336,3587 т/год, из них:

  • отходов 1 класса опасности – 0000,0000 т/год;
  • отходов 2 класса опасности – 0000,0000 т/год;
  • отходов 3 класса опасности – 10,1232 т/год;
  • отходов 4 класса опасности – 5104,6667 т/год;
  • отходов 5 класса опасности – 1221,5688 т/год.

8) негативного воздействие при эксплуатации КТПО-500 на почвенно-растительный покров не ожидается, так как размещение КТПО-500 предполагается в помещении предприятия-заказчика, и работы, связанные с изъятием земель, а также подготовкой площадки к строительству, в том числе снятие и складирование плодородного слоя почвы, не предусмотрены;
9) животный мир также не будет испытывать существенного негативного воздействия от эксплуатации КТПО-500 в связи с тем, что размещение на водоохранных и прибрежных полосах, зонах санитарной охраны и иных территориях с особым режимом охраны (в том числе заповедниках) не предусмотрено.
     Таким образом, по всем параметрам при эксплуатации рассматриваемого комплекса термообезвреживания промышленных отходов КТПО-500 его воздействие на окружающую среду не превысит предельно-допустимые значения, регламентируемые действующими на территории РФ, и прогнозируемые изменения состояния окружающей среды будут незначительны и допустимы.

sarnii.ru