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, 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
Наименование источника выделения загрязняющих веществ	Наименование загрязняющего вещества	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
С_орг, 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».

Опытно-промышленная передвижная плазменно-химическая установка мощности класса I

sarnii.ru