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.
Модуль термообезвреживания
Модуль газоочистки
Дизель генератор
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, не менее, кг/ч
|
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».