Обезвреживание свалочного газа в высокотемпературных факельных установках

Журнал «Коммунальщик» № 06/2011

В процессе жизнедеятельности свалки или полигона твердых бытовых отходов образуется значительное количество свалочного газа. В составе свалочного газа присутствуют такие компоненты как метан, диоксид углерода, летучие не метановые органические соединения и небольшое количество оксида азота, оксида углерода и др. компонентов. Основными компонентами свалочного газа являются метан и углекислый газ в средней концентрации 50–75% и 25–50% соответственно.

Метан, входящий в состав свалочного газа обеспечивает приблизительно 3–4% ежегодных глобальных антропогенных выбросов парниковых газов.

На полигонах помимо биоразлагаемых отходов содержится ряд опасных отходов, которые мы используем в быту, такие как батарейки, люминесцентные лампы и др. И в зависимости от концентрации тех или иных веществ состав свалочного газа меняется, например, при наличии гипса в отходах концентрация серы в составе свалочного газа увеличивается.

Таблица 1: Основные компоненты свалочного газа.

Таблица 1: Основные компоненты свалочного газа.

Распространение свалочного газа и неприятного запаха происходит на расстояние до 4–5 км.

Вызываемые газом свалок нагрузки от запаха обусловлены наличием примесей таких компонентов как сероводород, органические соединения серы (меркаптаны), различные эфиры, алкинбензолы и др. Эти вещества с интенсивным запахом часто в малых количествах оказывают вредное действие на самочувствие жителей близлежащих районов.

Таблица 2: Загрязнители, находящиеся в свалочном газе.

Таблица 2: Загрязнители, находящиеся в свалочном газе.

Комментарий к таблице 2. Классификация: группа А1-канцерогенные для людей; группа А2 — канцерогенные в экспериментах с животными; группа В — обоснованное подозрение на канцерогенность; группа С — токсичные; группа D — дурно пахнующие.

На поверхности и в теле полигона может происходить горение. При горении ТБО дымовые газы и запах распространяются на расстояние до нескольких километров. Пока огонь или дым не вышли на поверхность, обнаружить очаг возгорания визуально практически невозможно. Под толщей отходов выгорают большие пустоты, что приводит к просадкам слоев отходов. Следует учитывать также, что продукты горения высокотоксичные. Задача ликвидации таких очагов сложна и требует больших затрат. Система сбора свалочного газа предотвращает риски самовозгорания.

Для обезвреживания свалочного газа во всем мире используют высокотемпературные факельные установки (рис. 1).

Рис. 1: Для обезвреживания свалочного газа во всем мире используют высокотемпературные факельные установки.

Рис. 1: Для обезвреживания свалочного газа во всем мире используют высокотемпературные факельные установки.

Основные компоненты высокотемпературной факельной установки — это камера сгорания и дозирующий смеситель. Камера сгорания состоит из корпуса камеры с крышей, четырех газовых горелок, запальной горелки, устройства зажигания, датчика наличия пламени, датчика контроля температуры факела, жалюзи с электроприводом для регулирования поступления воздуха в камеру сгорания. Камера сгорания сконструирована с теплоизоляционной прокладкой стойкой к высоким температурам.

Факельная установка может выдерживать импульсы давления выброса пламени без внешней деформации.

Для обеспечения безопасности происходит непрерывное измерение компонентов свалочного газа, поступающего в высокотемпературную факельную установку.

В таблице 3 показаны концентрации компонентов свалочного газа до и после обезвреживания в высокотемпературной факельной установке.

Таблица 3. *-меркаптаны, сероводород; **- диоксид серы.

Таблица 3. *-меркаптаны, сероводород; **- диоксид серы.

Значения выхлопных газов после высокотемпературной факельной установки не превышают предельных значений за счет следующих условий:

  • Горение происходит при минимальной температуре 1000°С.
  • Минимальное время задержания СГ на определенной температурной зоне составляет более 0,3 с.
  • В процессе горения нет «холодных» зон, т. е. пламя быстро и равномерно распределяется по всей камере сгорания за счет внутренней керамической изоляции.
  • Быстродействующая автоматическая регулировка оптимальной газо-воздушной смеси для постоянного поддержания в потоке соотношения объема и теплотворных колебаний.

В высокотемпературной факельной установке все токсичные и канцерогенные составляющие свалочного газа обезвреживаются, а эмиссия парниковых газов минимизируется.

Высокотемпературная факельная установка соответствует российским требованиям по выбросам, а также требованиям немецкой и английской директив по выбросам.