Проектирование системы очистки отходящих газов с мусоросжигательного завода

Содержание

Содержание

Введение

Проблема утилизации твердых бытовых отходов. Технологии хранения и переработки твердых бытовых отходов

Техническое задание

3. Расчет выбросов загрязняющих веществ по методике ОНД-

4. Определение превышения концентраций загрязняющих веществ на границе СЗЗ

5. Проектирование системы очистки отходящих газов

5. 1. Общая схема

5. 2. Проектирование системы очистки газа от сернистого ангидрида

5. 3. Конструкция аппарата

5. 4. Расчет на прочность цилиндрической опоры аппарата

5. 5. Расчет опоры аппарата на устойчивость

Список литературы

Введение

Сегодня, используя сложившиеся технологии, человечество имеет разнообразнейшую структуру всевозможных отходов бытового и промышленного происхождения. Эти отходы, постепенно накапливаясь, превратились в настоящее бедствие. Правительства развитых стран начинают все большее внимание уделять вопросам охраны окружающей среды и поощряют создание соответствующих технологий. Развиваются системы очистки территорий от мусора и технологии его сжигания.

Мусоросжигание уменьшает объем отходов, попадающих на свалки, и может использоваться для производства электроэнергии. Хотя сжигание всех отходов без разбора - это технология прошлого, современные мусоросжигательные установки, оборудованные системами очистки выбросов, генераторами электроэнергии и используемые в комбинации с другими методами утилизации ТБО могут помочь справиться с потоком мусора, особенно в плотно населенных областях.

Проблема утилизации твердых бытовых отходов. Технологии хранения и переработки твердых бытовых отходов

Проблема полного уничтожения или частичной утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) — бытового мусора — актуальна, прежде всего, с точки зрения отрицательного воздействия на окружающую среду. Твердые бытовые отходы - это богатый источник вторичных ресурсов (в том числе черных, цветных, редких и рассеянных металлов), а также "бесплатный" энергоноситель, так как бытовой мусор - возобновляемое углеродсодержащее энергетическое сырье для топливной энергетики. Однако для любого города и населенного пункта проблема удаления или обезвреживания твердых бытовых отходов всегда является в первую очередь проблемой экологической. Весьма важно, чтобы процессы утилизации бытовых отходов не нарушали экологическую безопасность города, нормальное функционирование городского хозяйства с точки зрения общественной санитарии и гигиены, а также условия жизни населения в целом. Как известно, подавляющая масса ТБО в мире пока складируется на мусорных свалках, стихийных или специально организованных в виде "мусорных полигонов". Однако это самый неэффективный способ борьбы с ТБО, так как мусорные свалки, занимающие огромные территории часто плодородных земель и характеризующиеся высокой концентрацией углеродсодержащих материалов (бумага, полиэтилен, пластик, дерево, резина), часто горят, загрязняя окружающую среду отходящими газами. Кроме того, мусорные свалки являются источником загрязнения как поверхностных, так и подземных вод за счет дренажа свалок атмосферными осадками. Зарубежный опыт показывает, что рациональная организация переработки ТБО дает возможность использовать до 90% продуктов утилизации в строительной индустрии, например в качестве заполнителя бетона.

По данным специализированных фирм, осуществляющих в настоящее время даже малоперспективные технологии прямого сжигания твердых бытовых отходов, реализация термических методов при сжигании 1000 кг ТБО позволит получить тепловую энергию, эквивалентную сжиганию 250 кг мазута. Однако реальная экономия будет еще больше, поскольку не учитывают сам факт сохранения первичного сырья и затраты на добычу его, т. е. нефти и получения из нее мазута. Кроме того, в развитых странах существует законодательное ограничение на содержание в 1 м3 выбрасываемого в атмосферу дымового газа не более 0,1х109 г двуокиси азота и фуранов при сжигании отходов. Эти ограничения диктуют необходимость поисков технологических путей обеззараживания ТБО с наименьшим отрицательным влиянием на окружающую среду, особенно мусорных свалок. Следовательно, присутствие бытового мусора в открытых свалках крайне отрицательно влияет на окружающую среду и как следствие — на человека.

В настоящее время существует ряд способов хранения и переработки твердых бытовых отходов, а именно: предварительная сортировка, санитарная земляная засыпка, сжигание, биотермическое компостирование, низкотемпературный пиролиз, высокотемпературный пиролиз [1].

Процесс сжигания отходов жизнедеятельности человечества, осуществлявшийся с доисторических времён, получил индустриальное оформление и является достаточно востребованным. Его недостатки, вызывающие справедливое негативное отношение образованной и ориентированной на устойчивое развитие общественности, заключаются:

в несовершенной на многих предприятиях организации удаления из исходных отходов компонентов, преобразующихся в процессе сжигания во вредные вещества в составе дымовых газов и шлакозольных остатков;

в дороговизне и сложности эффективной очистки дымовых газов, из-за чего используются упрощённые схемы с недостаточной глубиной очистки от опасных примесей, и происходит загрязнение окружающей среды;

с экологической точки зрения, в широкомасштабном сжигании органических отходов, которое искажает естественную динамику циркуляции веществ и баланс энергии в природной среде, что служит одним из факторов, вызывающим климатические изменения, которые особенно наглядно проявляются в новом тысячелетии.

Таким образом, при практическом решении вопроса о применимости термического способа переработки отходов города необходимо решить как минимум следующие задачи:

• Подготовка собираемых муниципальных отходов в части извлечения повторно используемых материалов и удаления вредных веществ на стадии либо сбоpa твёрдых отходов в жилых массивах, на предприятиях и организациях, либо на специальных сортировочных участках.

• Выбор оптимального для конкретных условий проекта МСЗ, обеспечивающего эффективное сжигание и последующую достаточную очистку дымовых газов, сводящих к минимуму негативное воздействие окружающую среду.

Техническое задание

В качестве исходных данных были взяты результаты анализа проб выбросов Мусоросжигательного завода №2 (22.10.86, 23.10.86) [2].

Производительность завода – 130 тыс. т/год.

Производительность котла по сжигаемым ТБО Вч=8.3 т/ч.

Число котлов – 2.

Высота дымовой трубы – 50 м.

Диаметр устья трубы 2.1 м.

Температура продуктов сгорания – 220 °С.

Температура окружающего воздуха – 20 °С.

Количество дымовых газов – 30 м3/с.

Определение превышения концентраций загрязняющих веществ на границе СЗЗ

Согласно СанПиН 2.2.1./2.1.1.120003 «Санитарно-защитные зоны» [6] для объектов, их отдельных зданий и сооружений с технологическими процессами, являющимися источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека, в зависимости от мощности, условий эксплуатации, характера и количества выделяемых в окружающую среду загрязняющих веществ, создаваемого шума, вибрации и других вредных физических факторов, а также с учетом предусматриваемых мер по уменьшению неблагоприятного влияния их на среду обитания и здоровье человека в соответствии с санитарной классификацией предприятий, производств и объектов устанавливаются следующие размеры санитарно-защитных зон:

предприятия первого класса - 1000 м;

предприятия второго класса - 500 м;

предприятия третьего класса - 300 м;

предприятия четвертого класса - 100 м;

предприятия пятого класса - 50 м.

Мусоросжигательные и мусороперерабатывающие заводы мощностью свыше 40 тыс. т/год относятся к предприятиям первого класса.

Проектирование системы очистки отходящих газов

Проектирование системы очистки (абсорбера) газа от сернистого ангидрида Процесс очистки основан на процессе абсорбции, процессе которого оксид взаимодействует с используемым реагентом (наиболее часто применяется 2% р-р Ca(OH)2) с образованием сульфитов. Для проектирования аппарата (абсорбера) необходимо задать эффективность очистки газа. Исходная концентрация на границе санитарно-защитной зоны составляет 0.0133 мг/м3, конечная – 0.003, откуда эффективность составляет 77.4%. В качестве абсорбера принимаем тарельчатый колонный аппарат с решетчатыми тарелками. Аппараты данного вида просты в конструкции, надежны, долговечны, просты в монтаже. Решетчатые тарелки наиболее часто используются по причине их относительно невысокой стоимости, простоты конструкции и надежности. Недостатком, как аппарата, так и тарелок является довольно узкий диапазон нагрузок, то есть абсорбер может работать в узком диапазоне скоростей, отклонение более чем на 25% от оптимальных значений грозит «захлебыванием» колонны и переход ее в нерабочее состояние. В качестве реагента применяется 2% р-р Ca(OH)2 (как проверенный и надежный вариант). Температура входящего в абсорбер газа – 250 °С. Расход газа – 30 м3/с. Расчет аппарата произведен с помощью программы MathCad. Текст программы и результаты технологического, гидравлического и массообменного расчетов приведены в Приложении 1, 2, 3. По результатам расчета построены фазовые диаграммы процесса абсорбции, в аппарате представленные в Приложении 4, 5.

Список литературы

http://www.recyclers.ru

Методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от мусоросжигательных и мусороперерабатывающих заводов. Отдел научно-технической информации АКХ, Москва, 1989.

Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД86. Госкомгидромет. Гидрометеоиздат. Ленинград, 1987г.

Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 150 с.

Методики определения валовых выбросов вредных веществ в атмосферу. МГ347001083: СПО Союзтехэнерго. - М., 1984. - 35 с.

СанПиН 2.2.1./2.1.1.120003. Проектирование, строительство, реконструкция и эксплуатация предприятий, планировка и застройка населенных мест.

ГН 2.1.6.1338 – 03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

РД 52.04.18689. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. Москва, 1991.

ГОСТ 17.2.3.0278. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями.

http://www.stroygramota.ru/12_m/54.php

Тимонин А. С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования. Справочник. Издание 2е, переработанное и дополненное. Том 1. – Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2002. – 852 с.

Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты пылеочистки. Учебное пособие.- Пенза: Изд-во Пенз. Гос. Унта,2005.

Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Лащинский А. А., Толчинский А. Р., Л., «Машиностроение». 1970 г., 752 стр. Табл. 476. Илл. 418. Библ. 218 назв.