ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА ПРИ СЖИГАНИИ RDF-ТОПЛИВА

В настоящее время ведется анализ мероприятий по уменьшению объемов твердых бытовых отходов (ТБО) и древесных отходов [1-7]. Существенной долей всех отходов является древесина – как первичная, в результате рубки и чистки зеленых насаждений, так и вторичная – в виде предметов и отходов переработки деревообрабатывающей отрасли, так и отходов строительства и крупногабаритный мусор. Наиболее перспективным является сжигание древесных остатков с примесями ТБО, как традиционный и проверенный метод уменьшения объема продукта, так и с точки зрения получения полезного результата – тепловой энергии для нужд отопления и технологических циклов.

Для определения пригодности брикетов RDF-топлива для сжигания был проведен промышленный эксперимент с целью анализа состава газов, образующихся при сжигании брикетов RDF-топлива в водогрейном котле теплопроизводительностью 200 кВт, установленном  ТК «Экотранс» (г. Белгород). Для анализа брались следующие материалы: 1. Брикеты RDF-топлива (древесина 70%, ТБО 30%); 2. Брикеты RDF-топлива (древесина 50%, ТБО 50%).

Подготовка топлива велась в виде брикетов диаметром 50 мм произвольной длины (до 400 мм). Сжигание проводилось в течение 3-х дней с замерами результатов на выходе из котла измерительным комплексом ГАНК-4. В процессе измерений проводился так же анализ эффективности работы котла.

Характеристика вредных веществ, концентрация которых измерялась, приведена в табл. 1. Для каждого вещества в таблице приведены предельно допустимые концентрации (ПДК):

ПДК мр –предельная допустимая максимально разовая  концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе (концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущее поколение, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни);

ПДК сс – предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест (эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределённо долгом вдыхании). Полученные результаты измерений содержания веществ в газоходе после котла приведены в табл. 2.

Таблица 1

Характеристика вредных веществ

Наименование вещества	Химическая формула	Описание	ПДКмр, мг/м3	ПДКсс, мг/м3	Класс опасности
Углерода оксид	CO	Газ без цвета и запаха, токсичен	5	3	4
Азота диоксид	NO2	При высоких концентрациях бурый газ с удушливым запахом	0,2	0,04	4
Аммиак	NH3	Бесцветный газ с резким удушливым запахом и едким вкусом	0,2	0,04	4
Меркаптан	R-SH	Бесцветный газ с характерным запахом	0,007	—	3
Сероводород	H2S	Бесцветный газ с запахом тухлых яиц	0,008	—	3
Фенол	–	летучее вещество с характерным резким запахом	0,007	—	3

Таблица 2

Результаты измерений содержания вредных веществ в газоходе

Вид брикетов	Температура уходящих газов	Содержание, мг/м3
		Углерода оксид CO	Азота диоксид NO2	Аммиак NH3	Меркаптан R-SH	Сероводород H2S	Фенол
№ 1	267	1235	57,2	60	3,48	1,53	0,052
№ 1	320	475	37,3	53	0,0	2,36	0,0
№ 1	409	207	15,2	37,1	0,0	1,08	0,0
№ 2	233	1436	12,1	0,0	9,66	0,653	0,453
№ 2	246	1085	14,1	105	19,4	0,711	0,462
№ 2	284	725	15,0	142	13,9	1,44	1,98
№ 2	303	440	11,04	0,0	15,7	0,655	0,711
№ 2	350	920	7,04	163	9,1	1,17	1,21
№ 2	366	445	12,5	190	12,5	2,22	2,44

Расчет значения приземной концентрации вредных веществ (табл. 3) производился по методике ОДН-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий». Как видно из рис., концентрация всех веществ значительно ниже ПДК при всех режимах работы котла.

Таблица 3

Расчетные значения приземной концентрации вредных веществ

Вид брикетов	Температура уходящих газов	Содержание, мг/м3
		Углерода оксид CO	Азота диоксид NO2	Аммиак NH3	Меркаптан R-SH	Сероводород H2S	Фенол
№ 1	267	0,1389	0,00643	0,0067	0,000391	0,000172	0,000006
№ 1	320	0,0485	0,00381	0,0054	0	0,000241	0
№ 1	409	0,0185	0,00136	0,0033	0	0,000096	0
№ 2	233	0,1737	0,00146	0	0,001168	0,000079	0,000055
№ 2	246	0,1275	0,00166	0,0123	0,002280	0,000084	0,000054
№ 2	284	0,0789	0,00163	0,0155	0,001513	0,000157	0,000215
№ 2	303	0,0462	0,00116	0	0,001650	0,000069	0,000075
№ 2	350	0,0894	0,00069	0,0158	0,000884	0,000114	0,000118
№ 2	366	0,0422	0,00119	0,0180	0,001185	0,000211	0,000231

Рис. Сравнение расчетной приземной концентрации вредных веществ с ПДК

Вывод. Результаты замеров состава газов после котла, сжигающего смесь древесных и бытовых отходов показал, что по всем определяемым показателям расчетные приземные концентрации не превышают ПДК. Таким образом сжигание смеси древесных отходов и ТБО не оказывает неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека.

 

Список литературы:

1. Головков С.И., Коперин И.Ф., Найденов В.И. Энергетическое использование древесных отходов. – М.: Лесн. пром-сть, 1987. – 224 с.
2. Теплотехнические испытания пиролизного котла / П.А. Трубаев, П.Н. Тарасюк, В.И. Филатов, Б.М. Гришко // Инновационные технологии в энергетике. – сб. статей II Межд. научно-практ. конф. – Вып. II. – Пенза: ПДЗ, 2014. – С. 98-101.
3. Технологические комплексы и оборудование для переработки техногенных материалов / С.Н. Глаголев, В.С. Севостьянов, С.В. Свергузова и др. // Вестник Казанского технологического университета, 2012. – Т. 15, № 10.– С. 198-200.
4. Ресурсо-энергосберегающие модули для комплексной утилизации техногенных материалов / С.Н. Глаголев, В.С. Севостьянов, А.М. Гридчин и др. // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова, 2013. – № 6. – С. 102-106.
5. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86). Утв. Госкомгидрометом СССР 04.08.1986, пр. № 192.
6. ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест». Утв. Минздравом РФ 21.05.2003 г. с изменениями от 3.11.2005 г. и 4.02.2008 г.
7. Коровин И.О. Исследование пиролизной утилизации углесодержащих твёрдых бытовых отходов. Дисс … канд. техн. наук. – Тюмень, 2003. – 159 с.[schema type=»book» name=»ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА ПРИ СЖИГАНИИ RDF-ТОПЛИВА» description=»Целью работы являлось проведение промышленного эксперимента с целью анализа химического состава газов, образующихся при сжигании брикетов RDF-топлива в водогрейном котле. Результаты замеров состава газов после котла, сжигающего смесь древесных и бытовых отходов показал, что по всем определяемым показателям расчетные приземные концентрации не превышают ПДК. Таким образом сжигание смеси древесных отходов и ТБО не оказывает неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека.» author=»Корнилова Наталья Вячеславовна, Трубаев Павел Алексеевич» publisher=»Басаранович Екатерина» pubdate=»2016-12-14″ edition=»euroasia-science_6(27)_23.06.2016″ ebook=»yes» ]