Испытания на опытной ЦФС-станции Ahlstrom

работает на малой (0,7 МВт) опытной ЦФС-станции в Финляндии. В 1992 г. было проведено несколько испытательных прогонов в целях получения базовой информации о ходе процессов при сжигании пластмасс [146]. При условиях изменения механических параметров системы ЦФС для оптимизации рабочих условий при использовании топлива из пластмассовых отходов были проведены три главных испытания 1) тест продолжительностью 45,5 ч для оптимизации условий сжигания хлопьев из ПЭ, полученных из отходов производства пленки; 2) 28-часовой тест с раздельно собранными и перемолотыми СПО из Хельсинки; 3) 24-часовой тест со смесью агломерированных ПЭ, ПС и ПВХ (60/20/15,5 %масс).

С точки зрения эффективности сгорания и выбросов, базовые параметры пла стиковых отходов по сравнению с таковыми для угля оказались превосходными. В частности, низкий уровень СО в топочном газе (среднее значение 8 мг/Нм3 указывает на отличное сгорание).

После завершения программы испытаний был проведен визуальный осмотр опытной станции (камера сгорания, циклон, герметичность контура, линия загрузки, бойлер и рукавный фильтр). Несмотря на высокую температуру сжигания (до 950 °С) не было обнаружено признаков осадков, расплавленного или за-коксованного пластика. Согласно заключению, исследование, проведенное на опытной ЦФС-станции АНЫгот, показало, что предварительно подогретые СПО могут использоваться в качестве единственного топлива в сжигательной установке с циркулирующим флюидизированным слоем. Однако было указано на необходимость полупромышленного испытания для полной оценки и проверки эффективности, требований к подготовке топлива и конверсии энергии.

Испытания на полупромышленной ВЦФС-станции Еbаrа

Обзор оборудования и испытательных устройств от лучших в мире производителей привел к заключению, что завод типа ВЦФС компании в Японии предлагает наиболее подходящие средства для проведения испытаний АРМЕ. Установка с ВЦФС компании ЕЬага является полупромышленной сжигательной станцией и используется преимущественно для сжигания промышленных отходов от собственных производств компании. Станция также используется для испытаний качества сгорания различных промышленных и коммерческих потоков отходов Чтобы результаты испытаний были репрезентативны в Европе, СПО из Нидерландов и Германии составляли большую долю отходов: 1) 47 т из Нидерландов; 2) 68 т из немецкой системы) 12 т из Японии (ПЭ и ПВХ).

В 1994-1995 гг. были проведены 10 испытаний с использованием этих материалов. Среднее время испытания составляло 12 ч. Изменяемыми параметрами были: 1) тип сырья — Голландская ассоциация производителей пластиковой упаковки подготовка сырья (пыль или таблетки); 3) тепловая нагрузка на систему; 4) степень рекуперации энергии. Поскольку установка с ВЦФС компании ЕЪага не была специально рассчитана на высокотеплотворные отходы, такие как СПО, производились необходимые модификации установки для предотвращения перегрева печи или флуктуации температуры.

Внесенные модификации подтвердили свою эффективность и установка смогла работать с СПО. Даже при использовании пылеобразного материала В5В удавалось достичь стабильности сгорания. Концентрация кислорода в топочном газе могла быть понижена до 7,5-8,5° %об. до сухой основы при умеренной переработке топочного газа (15-20 % объема топочного газа). Как следствие этого, отбор тепла из слоя через змеевики ЯОТ увеличивался на 150 %. Это привело к хорошему результату по снижению на 25-40 % объема топочного газа на единицу тепла, освобожденного в камере сжигания.

Базовые параметры сжигания оказались великолепными и близкими к параметрам, полученным на испытаниях. Используя уже установленное обычное оборудование для очистки газа, было возможно достичь уровней выброса, отвечающих европейским стандартам, в частности, 0,01-0,1 нг/Нм3 КЭТ для ПХДФ/ПХДД.

Тепловой КПД процесса был увеличен на 77,6% за счет улучшения выхода тепла из слоя через змеевики ЯОТ при снижении подачи воздуха. Для полупромышленной установки это хороший результат.

Анализ проб топочного газа из ЯОТ показал, что концентрация НС1 оставалась существенно ниже 200 мг/Нм3 даже при содержании до 10 % органического хлора в сырье. Этот факт, в совокупности с отсутствием засорения ЯОТ после 300 часов работы, подтверждает предположение о том, что концепция ВЦФС с ЯОТ может быть применена к производству пара под давлением 10 МПа с температурой 520 °С. Это приближается к КПД современных промышленных электростанций с совместной генерацией.

Экологическое влияние топлива из пластмассовых отходов

Данные многочисленных исследований убедительно говорят в пользу рекуперации энергии из СПО [148-151]. Ценность пластмасс как топлива была особенно выделена в исследовании экологического воздействия, выполненного в 1995 г. Германии. Исследование, профинансированное, Германской Ассоциацией химической промышленности, Германской Ассоциацией производителей пластмасс (УКЕ) и АРМЕ, сравнивало воздействие на окружающую среду различных процессов рекуперации отходов пластиковой упаковки от [8] (рис. 11.19). Четыре технологии, обладающие самым высоким потенциалом рекуперации энергии, — это доменные печи, термолиз, сжигание с флюидизиро-ванным слоем (в целях извлечения энергии) и гидрогенизация. Количество восстановленной энергии в этих процессах колеблется от 23,8 до 29,3 МДж/кг. Сравнение перечисленных технологий с лучшими технологиями механической вторичной переработки показывает, что только переработка бутылок и изготовление кабелепроводов из пленочных фракций имеет более высокий потенциал (рис. 11.20). Исследование продемонстрировало, что для достижения максимальной экономии ресурсов при пониженном воздействии на окружающую среду одинаково важно восстановление как физических и химических свойств, так и энергетического содержания пластмасс [152].