Опытно-промышленная передвижная плазменно-химическая установка мощности класса I
В рамках Федеральной целевой программы «Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009-2014 годы)» был разработан опытный образец установки для обезвреживания и утилизации токсичных отходов I, II класса опасности.
Опытный образец передвижной плазменно-химической установки мощности класса I конструктивно состоит из модуля термообезвреживания, размещенного в 20 футовом контейнере, модуля газоочистки, размещенного в 20 футовом контейнере, и дизель генератора.
Опытный образец передвижной плазменно-химической установки мощности класса I может транспортироваться в места дислокации по автомобильным дорогам общего назначения, железным дорогам и по путям морского сообщения, а также авиационным транспортом в соответствии с установленными правилами перевозки грузов.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА ПЕРЕДВИЖНОЙ ПЛАЗМЕННО-ХИМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ МОЩНОСТИ КЛАССА I
Разработанный опытный образец передвижной плазменно-химической установки мощности класса I и технология позволяет в безопасном для окружающей среды и человека режиме уничтожать либо обезвреживать следующие виды отходов непосредственно в местах их накопления :
- отходы средств защиты растений – просроченные и запрещенные к применению удобрения, пестициды, гербициды и другие сельскохозяйственные ядохимикаты, за исключением ртуть и мышьяксодержащих;
- стойкие органические загрязнители – совтол, совол и др.;
- грунт, загрязненный нефтепродуктами, агропромышленными ядохимикатами, за исключением ртуть и мышьяксодержащих, стойкими органическими загрязнителями.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА ПЕРЕДВИЖНОЙ ПЛАЗМЕННО-ХИМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ МОЩНОСТИ КЛАССА I
Оборудование модуля термообезвреживания имеет следующие конструктивные решения, обеспечивающие наиболее эффективное уничтожение (обезвреживание) отходов:
- винтовой конвейер для подачи отходов в приемное устройство печи;
- приемник, расположенный на входе в электропечь, в котором расположена дизельная форсунка, предназначенная для разогрева подаваемого в электропечь воздуха, и узел подачи отходов, а также отработанных поглотительных растворов;
- электропечь барабанная проходная обеспечивает окислительный пиролиз уничтожаемых отходов при температуре 800 — 1000°С и перемещение зольного остатка к узлу выгрузки;
- камера дожига, снабженная дизельной горелкой для дожигания газообразных продуктов пиролиза при температуре не менее 1500°С и специальным контейнером для сбора золы;
- оборудование для генерации пароводяной плазмы (плазмотрон) обеспечивает разложение диоксиноподобных соединений при температуре 2000°С .
Оборудование модуля термообезвреживания имеет следующие конструктивные решения, обеспечивающие наиболее эффективную очистку отходящих газов:
- два скруббера для мокрой закалки отходящих газов, которые обеспечивают охлаждение отходящих газов за время не более 2 секунд до температуры 150 — 200°С для предотвращения вторичного образования диоксиноподобных соединений и поглощение кислых газов;
- два отстойных газохода, для предварительной очистки отходящих газов от сажи и продуктов уноса зольного остатка;
- система из двух рукавных фильтров для тонкой очистки отходящих газов от пыли;
- два адсорбера, заполненных активированным углем, для обеспечения очистки отходящих газов от остаточных количеств неорганических и органических соединений;
- система подготовки поглотительных растворов, состоящая из двух емкостей, мерника и реактора с перемешивающим устройством;
- система сбора отработанных поглотительных растворов, состоящая из двух емкостей и узла подачи отработанных поглотительных растворов на утилизацию;
- труба выброса отходящих газов в атмосферу.
ПРЕИМУЩЕСТВА ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА ПЕРЕДВИЖНОЙ ПЛАЗМЕННО-ХИМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ МОЩНОСТИ КЛАССА I ПО СРАВНЕНИЮ С ДЕЙСТВУЮЩИМИ АНАЛОГАМИ
В отличие от известных на сегодняшний день установок термического уничтожения (обезвреживания) опасных отходов опытный образец передвижной плазменно-химической установки имеет ряд преимуществ, таких как:
- узел загрузки отходов, конструкция которого расширяет функциональные возможности печи, который способен одновременно подавать подогретый воздух непосредственно в зону окислительного пиролиза для уменьшения градиента температур от стенок печи к центру вращающегося барабана и создания равномерного теплового поля температурой 800 – 1000°С по всей длине барабана и обеспечивать подачу отходов в печь;
- двухступенчатый дожиг газов, включающий в себя камеру предварительного дожига газообразных продуктов пиролиза отходов (температура дожига 1200 — 1500°С) и блок плазмохимического разложения диоксиноподобных соединений, оснащенный плазмотроном с косвенной плазмой (температура в зоне плазмохимического разложения 1800 — 2000°С);
- четырехступенчатая система газоочистки (отстойный газоход, скруббер, адсорбер, рукавный фильтр);
Так же, опытный образец передвижной плазменно-химической установки оснащен блоком контроля состава отходящих газов, позволяющим в режиме реального времени отслеживать значения текущих концентраций основных загрязняющих отходящие газы веществ, таких как, HCl, Cl2, NO, NO2, SO2, CO, CO2
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА ПЕРЕДВИЖНОЙ ПЛАЗМЕННО-ХИМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ МОЩНОСТИ КЛАССА I
|
Наименование параметров и характеристик |
Значения параметров и характеристик |
|
|
Производительность по твердым видам отходов, |
100 |
|
|
Потребляемая мощность, кВт |
пусковая |
108 |
|
средняя |
70 |
|
|
Потребление дизельного топлива не более, кг/ч |
60 |
|
|
Характеристика сети питания, В; Гц |
380/220; 50 |
|
|
Время выхода на режим не менее, ч |
6 |
|
|
Максимальная рабочая температура электропечи, oC |
1000 |
|
|
Высокотемпературный дожиг отходящих газов, oC |
1500 |
|
|
Общее разрежение, кПа |
3,5 |
|
|
Температура плазмохимического разложения, oC |
2000 |
|
|
Количество модулей, шт. |
2 |
|
|
Габаритные размеры одного модуля установки, м |
6,096×2,438×2,372 |
|
|
Масса установки, кг |
14500 |
|
ВОЗДЕЙСТВИЕ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА ПЕРЕДВИЖНОЙ ПЛАЗМЕННО-ХИМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ МОЩНОСТИ КЛАССА I НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Возможными источниками негативного воздействия на окружающую среду при работе установки являются химические факторы воздействия (выбросы загрязняющих веществ в атмосферу) и физические факторы воздействия (шум).
В результате функционирования объекта можно выделить следующие источники загрязнения атмосферы:
- дымовая труба опытного образца передвижной плазменно-химической установки мощности класса I;
- дымовая труба двигателя внутреннего сгорания дизель-генератора.
В атмосферу выбрасываются загрязняющие вещества 10-ти наименований. Валовый выброс загрязняющих веществ составляет – 18,164077 т/год.
Источники выделения загрязняющих веществ
|
Наименование источника выделения загрязняющих веществ |
Наименование загрязняющего вещества |
|
Опытный образец передвижной плазменно-химической установки мощности класса I |
Азот (IV) оксид (азота диоксид) |
|
Азот (II) оксид (азота оксид) |
|
|
Гидрохлорид (водород хлористый, соляная кислота) |
|
|
Сера диоксид (ангидрид сернистый) |
|
|
Дигидросульфид (Сероводород) |
|
|
Углерод оксид |
|
|
Формальдегид |
|
|
Керосин |
|
|
Взвешенные вещества |
|
|
Дизельный генератор АД-100-Т400 |
Азота диоксид (Азот (IV) оксид) |
|
Азот (II) оксид (Азота оксид) |
|
|
Углерод (Сажа) |
|
|
Сера диоксид (Ангидрид сернистый) |
|
|
Углерод оксид |
|
|
Формальдегид |
|
|
Керосин |
Характеристика источников загрязнения атмосферы
|
Наименование источника выделения загрязняющих веществ |
Наименование загрязняющего вещества |
Количество ЗВ, выбрасываемых в атмосферу |
|
|
максималь-ное, г/с |
суммарное, т/год |
||
|
Опытный образец передвижной плазменно-химической установки мощности класса I |
Азот (IV) оксид (азота диоксид) |
0,09760000 |
0,4919072 |
|
Азот (II) оксид (азота оксид) |
0,01586000 |
0,0513864 |
|
|
Гидрохлорид (водород хлористый, соляная кислота) |
0,00610000 |
0,0197640 |
|
|
Сера диоксид (ангидрид сернистый) |
0,07722222 |
0,8064917 |
|
|
Дигидросульфид (Сероводород) |
0,00277778 |
0,0254754 |
|
|
Углерод оксид |
0,23333333 |
2,3341932 |
|
|
Формальдегид |
0,00277780 |
0,0262532 |
|
|
Керосин |
0,00585990 |
0,0189861 |
|
|
Взвешенные вещества |
0,47222222 |
4,3862213 |
|
|
Дымовая труба дизель-генератора |
Азота диоксид (Азот (IV) оксид) |
0,2133333 |
3,870720 |
|
Азот (II) оксид (Азота оксид) |
0,0346667 |
0,628992 |
|
|
Углерод (Сажа) |
0,0138889 |
0,241920 |
|
|
Сера диоксид (Ангидрид сернистый) |
0,0333333 |
0,604800 |
|
|
Углерод оксид |
0,1722222 |
3,144960 |
|
|
Формальдегид |
0,0033333 |
0,060480 |
|
|
Керосин |
0,0805555 |
1,451520 |
|
Для рассматриваемого опытного образца передвижной плазменно-химической установки мощности класса I при благоприятном режиме работы в приземном слое атмосферы концентрации по 10-и загрязняющим веществам, а также по трем группам суммации, выбрасываемых источниками выбросов, не превышают 0,98 ПДК на расстоянии 150 метров и составляют:
- Азот (IV) оксид (Азота диоксид) – 0,98 ПДК.
- Азот (II) оксид (Азота оксид) – 0,08 ПДК.
- Углерод (Сажа) – 0,08 ПДК.
- Сера диоксид (Ангидрид сернистый) – 0,09 ПДК.
- Дигидросульфид (Сероводород) – 0,16 ПДК.
- Формальдегид – 0,09 ПДК.
- Взвешенные вещества – 0,44 ПДК.
- Группа суммации (Сероводород, Формальдегид) – 0,23 ПДК.
- Группа суммации (Сера диоксид, Сероводород) – 0,25 ПДК.
- Группа суммации (Азота диоксид, Сера диоксид) – 0,66 ПДК.
Критерием для определения размера санитарно-защитной зоны является не превышение на ее внешней границе и за ее пределами ПДК загрязняющих веществ для атмосферного воздуха населенных мест. На расстоянии 150 м от источников выбросов установки концентрации загрязняющих веществ ниже 1 ПДК, что дает основание для рекомендации размера СЗЗ указанной установки равным 150 м.
В месте локализации установки во время ее работы может происходить незначительные механическое повреждение почвенного и травяного покрова в радиусе до 10 м.
Воздействия на животный мир в ходе эксплуатации установки не ожидается. В отходящих газах не будут формироваться опасные для животных концентрации, а площадь занимаемая установкой крайне невелика.
Уровень электромагнитного излучения устройств, используемых при эксплуатации установки, в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.055-96 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)» принципиально низкий, воздействие на персонал не ожидается.
Основным источником шума при работе установки является работа дизель генератора. На границе санитарно-защитной зоны эквивалентный уровень звука при работе установки не превысит 21 дБА, максимальный уровень звука – 37,6 дБА, что соответствует требованиям СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».
Таким образом, степень воздействия УПХ-100 на окружающую среду оценивается, как допустимая.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА ПЕРЕДВИЖНОЙ ПЛАЗМЕННО-ХИМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ МОЩНОСТИ КЛАССА I
В ходе проведения приемочных испытаний установки были получены данные по качественному и количественному составу загрязняющих веществ в отходящих дымовых газах.
|
Загрязняющие вещества |
Тебуконазол |
Прометрин |
Требование норм директивы ЕС 2000/76, прилож.V |
|
СО, мг/Нм3 |
97 |
98 |
Не более 100,00 |
|
Сорг, мг/Нм3 |
9 |
9 |
Не более 10,00 |
|
NОx, мг/Нм3 |
149 |
196 |
Не более 200,00 |
|
HCl, мг/Нм3 |
5 |
0,3 |
Не более 10,00 |
|
SO2, мг/Нм3 |
10 |
49 |
Не более 50,00 |
|
Пыль, мг/Нм3 |
29 |
29 |
Не более 30,00 |
|
Диоксины и фураны, нг/Нм3 |
0,09 |
0,09 |
Не более 0,1 |
Состав образующегося в процессе термического обезвреживания зольного остатка соответствует экологическим и санитарным нормам безопасности:
- остаточное содержание органических веществ в зольном остатке составляет не более 0,01%;
- образующийся зольный остаток относится к 4 классу опасности (малоопасный).
Результаты испытаний свидетельствуют о соответствии образца передвижной плазменно-химической установки уничтожения (утилизации) ПХБ, пестицидов и агрохимикатов требованиям действующей нормативной документации РФ и Директиве N 2000/76/ЕС Европейского парламента и Совета Европейского Союза «О сжигании отходов».
