Инсинераторы и Крематоры

Инсинераторы

Инсинераторами или крематорами называют специальное оборудование, выполняющие функции термической утилизации твёрдых и жидких отходов, как минерального, так и органического происхождения. Технология инсинерации также решает проблему отходов при переработке металлолома, который содержит пластик, органику, минеральные включения и т.д. Иными словами инсинератор это печь для отходов. Инсинераторная установка может быть стационарной или мобильной.

• Крематор-инсинератор обеспечивает утилизацию биологических останков людей и животных, которая необходима, например, в зоне эпидемий скота, при кремированни умерших, а также при окончательной переработке пищевых отходов. Для некоторых слова «инсинератор крематор» — имеют одинаковое значение, что не совсем верно;
• Инсинератор медицинских отходов или медицинские инсинераторы обеспечивает ликвидацию опасных для здоровья и жизни медицинского инструмента и средств первичной обработки пациентов клиник;
• Инсинераторы отходов нефтехимического производства. Они устанавливаются на крупных предприятиях, и утилизируют все побочные виды органического шлама, накапливаемые при производстве нефтепродуктов.

Инсинератор для утилизации отходов действует следующим образом.  Подлежащий утилизации отход нагревается до температур начала биологического разложения – испарения — его составляющих. Эти температуры, в зависимости от состава отходов, достигают 1100-1200 ⁰С — такой температуры позволяет достичь печь инсинератор. После этого остаток, очищенный от влаги и опасных примесей, дожигается в специальных печах. В некоторых конструкциях инсинераторов вместо дожигания газов (не включающих в себя опасные для эксплуатации или жизни компоненты) происходит их сжижение, с целью последующего использования в качестве биотоплива.

Таким образом, инсинерация обеспечивает стопроцентную утилизацию всех неметаллических остатков большинства видов утильсырья, где инсинератор для медицинских отходов позволяет обезопасить от биологических отходов класса А, Б и В.

Для выполнения поставленных задач установка инсинерации должна включать в себя следующие узлы:

• Нагревательную печь, оснащённую средствами автоматизации загрузки исходного сырья;
• Камеру первичной сортировки продуктов горения, в которой происходит их разделение на сухой остаток, и на компоненты, которые ещё могут гореть;
• Струйную печь, где происходит дожигание;
• Циклон, обеспечивающий удаление мелких частиц продуктов сгорания;
• Ёмкости с нейтрализатором, в которой уничтожаются несгоревшие органические частицы отходов.

Все структурные элементы инсинератора снабжаются герметически закрытыми транспортными конвейерными системами, а также эффективными вентиляционными устройствами. Особую сложность представляют термические режимы действия инсинераторов, поскольку каждый из элементов отхода, поступающего на утилизацию,  имеет своё значение температуры окончательного разложения. Поэтому система регулирования работой подобных установок – одна из наиболее точных.

Производительность инсинератора определяется возможностями для непрерывной подачи сырья, различного по своим характеристикам. Поэтому в его состав включают обычно производительные шнековые транспортёры непрерывного действия, вибрационные сита, дозирующие устройства и т.д.

Особенности, определяющие устойчивую работу установки инсинератора

Для обеспечения качественной утилизации в инсинераторах предусмотрено:

1. Для печи ротационного типа – оперативное управление температурой в рабочей зоне, от чего зависит скорость вращения печи. Управление должно обеспечивать эффективное осушивание отхода, и удаление из него влаги. С этой целью в печи предварительно происходит смешивание первичного сырья с песком. Остаток, непригодный с последующему сжиганию, приобретает повышенную вязкость, и отправляется в утилизационный танк.
2. Для загрузочных устройств – надёжное уплотнение всех составляющих, при котором исключается подсос внешнего воздуха. Все транспортирующие элементы промышленных инсинераторов снабжаются лопатками, производящими непрерывное перемешивание компонентов утилизируемого сырья. Это уравнивает его плотность в различных зонах печи, и способствует переходу частиц отхода во взвешенное состояние, при котором процесс возгорания существенно облегчается.
3. Для дожигающей печи – дополнительную подачу кислорода, который ускоряет процесс горения. Печь оснащается горелками комбинированного горения, в которых подача кислорода производится в два приёма: вначале в горелку подаётся горячий газ и минимально необходимое для поджига факела количество воздуха. Затем, при устойчивом факеле, во внешнюю камеру подаётся дополнительный воздух. Это стабилизирует размеры факела, и обеспечивает постоянную температуру горения. Распыление топлива обеспечивается в результате повышения давления его подачи.
4. Для корпусных деталей – применение нержавеющей жаропрочной стали, в результате чего обеспечивается высокая эксплуатационная стойкость деталей инсинератора, а также исключается образование окисных плёнок, замедляющих испарение.

В качестве топлива установок может использоваться также и жидкое топливо, в таком случае в дожигающей печи инсинератора предусматривается установка двух форсунок. Качественное распыление топлива обеспечивается при помощи ультразвука, а в камере для первичной сортировки отходов искусственно создаётся среда с повышенной влажностью (водяной пар+метанол). При этом разделение частиц утилизируемого отхода облегчается.

Печь-инсинератор с двумя камерами дожига

Печь-инсинератор «Веста Плюс» ПИр – 2,0 К (далее – установка) с ручной загрузкой предназначена для сжигания горючих отходов, отходов птицефабрик, промасленной ветоши, корпусов компьютерной и оргтехники, отработанных масел, отработанных фильтров, нефтесодержащих отходов, медицинских отходов (класса А,Б,В.)в т. ч. просроченных препаратов и лекарственных средств, бумажных документов, биоорганических отходов, бытового мусора, прикурсоры, наркотические и психотропные опасные вещества, промышленных, химических, текстильных, пищевых и отходов РТИ,  с целью превращения их в стерильную золу (пепел), которая допускается к захоронению на полигоне ТБО.

Печь представляет собой L-образную конструкцию, выполненную из трех камер (камеры сгорания и двух камер дожига) выложенных из огнеупорного кирпича. В камере сгорания происходит непосредственно сам процесс сжигания отходов. Дымовые газы из инсинератора поступают в камеру дожигания, в которой для подержания требуемой температуры смонтирована дополнительная горелка. Из камеры дожигания газы входят в очистную систему, а после него, в дымовую трубу.

На выходе камеры дожигания, перед поступлением в очистную систему, дымовые газы проходят через систему из трёх параллельных сит, размером 50*50 см2, вставленных перпендикулярно к оси трубы.

Ячейка сит 1*1см2, диаметр проволоки от 6 до 10мм (в разных модификациях). Минуя систему сит, газы, поступая из первичной во вторичную камеру дожигания, проходят слои керамических трубок 50*60*200 мм. Где происходит каталитический процесс (газификация сажи и восстановление азота) в том числе, слои керамических трубок исполняют функцию удержания дымовых газов в камере дожигания на 1-2 секунды необходимых для стабильного прохождения процесса дожигания.

Система стальных сит и слои керамических трубок действуют как катализатор, ускоряющий процесс, превращения сажи и угольной пыли в оксиды углерода, с кислородом избыточного воздуха, поступающего в камеру дожигания. Процесс газификации сажи и угольной пыли продолжается на раскалённых поверхностях керамических трубок. После чего поступают на очистную систему.

Каталитические свойства оксидов металлов и оксида кремния и алюминия (кремний и алюминий входит в состав керамических труб) в процессе газификации углерода. Данные процессы известны давно и применяются во многих технологиях.

В случае технологического процесса, присутствие стальных сит и керамических трубок, способствует так же внутри топочному восстановлению оксидов азота (NOx) по реакциям:

2NO + CH4 + O2 = N2 + CO2 + 2H2O

2NO + C + O2 = N2 + CO2

2NO + 2CО = N2 + CO2

Температура на выходе камеры дожигания, в ЗАВИСИМОСТИ от количества вторичного воздуха и состава сжигаемого сырья меняется в интервале 700 – 1200 °C. Основной механизм каталитических превращении на метало-оксидных катализаторах заключается в адсорбировании молекул газа в порах катализатора и их временном закреплении на активных центрах катализатора,  в роли которых выступают атомы металлов.

Второй составной частью процесса дожига несгоревших частиц является воздушный канал. Воздушный канал служит для подачи воздуха в дожигатель. В то время, когда в дожигателе, несгоревшие частицы ускоряются за счет завихрителя, воздушный канал обеспечивает приток воздуха, следствием чего значительно повышается температура и происходит дожигание несгоревших частиц, а также благодаря установленным компонентам увеличивается период нахождения газов в камере дожига,  что способствует значительному снижению выбросов в атмосферу, и делает возможным поставку установки близ жилых районов.

Установка предназначена для периодической работы, т.е. после периода загрузки отходов следует период сгорания, после сгорания следует период золоудаления.

Крематоры

Современные специалисты – животноводы для повышения эффективности утилизации биологических отходов рекомендуют использовать специальные крематоры. Крематоры представляют собой печь, которая предназначается для термического уничтожения падших животных, птиц и других органических отходов. У крематоров широкая сфера применения – крематоры используют на свинокомплексах, комплексах по содержанию КРС, птицефабриках, в инкубаторах, мясокомбинатах, ветеринарных лечебницах, лабораториях и т.д.

Крематоры представляют собой ёмкость, оснащённую с внутренней стороны слоем термоизоляционной огнеупорной прокладкой. Печи для сжигания имеют следующие показатели объёма разовой загрузки: 1000, 500, 300, 200, 100 и 50 кг. Данные механизмы также отличаются друг от друга типом используемого топлива: они могут работать на дизельном топливе, магистральном или сжиженном газе. В крематор встраивается специальная высокопроизводительная горелка, обеспечивающая необходимую для полного сжигания температуру, которая составляет 760-870 ⁰С.

Такой температурный режим позволяет уничтожить возбудителей заболеваний животных, следовательно, на выходе получается стерильная в патогенном отношении зола. Её масса не превышает 5% от объёма загруженной массы. Все модели крематоров оснащают автоматическим таймером и датчиком температуры, что позволяет осуществлять точный контроль температурного режима.

Следующей составной частью печи для сжигания биологических отходов является термоизоляционная прокладка, защищающая корпус от нагревания и препятствующая потере тепла. В свою очередь, использование уникальной системы вытяжки способствует спиралеобразному и равномерному распространению пламени по всей длине горизонтальной ёмкости камеры горения. Экономия расхода топлива достигается благодаря применению блока системы управления крематорами.

Технологическая схема работы крематора

Загрузка – осуществляется оператором инсинератора через загрузочный отсек. При этом необходимо зафиксировать дверцы люка с помощью страховочной цепи, чтобы не допустить самопроизвольного закрывания.

Процесс сжигания – постепенное нагревание горелки до заданных показателей температуры, после горелка накаливается, и температура поддерживается в автоматическом режиме до полного сгорания биологических отходов.

Остывание – необходимо, чтобы прошло некоторое время для остывания пепла, образовавшегося в процессе горения.

Очистка камеры – после остывания пепла необходимо очистить загрузочную камеру. Очистку необходимо производить осторожно, чтобы не повредить огнеупорный материал.