Come funzionano gli inceneritori

L'applicazione e lo sviluppo della tecnologia di incenerimento dei rifiuti in paesi stranieri ha una storia di diversi decenni. I tipi di forni più maturi includono l'inceneritore a griglia pulsata, l'inceneritore a griglia meccanica, l'inceneritore a letto fluidizzato, l'inceneritore rotativo e l'inceneritore CAO. Quella che segue è una breve introduzione a questi tipi di forni.
Inceneritore a griglia meccanica
Principio di funzionamento: i rifiuti entrano nella griglia inclinata verso il basso- attraverso la tramoggia di alimentazione (la griglia è divisa in area di essiccazione, area di combustione e area di combustione). A causa del movimento sfalsato tra le griglie, la spazzatura viene spinta verso il basso, in modo che la spazzatura passi a turno attraverso ciascuna area della griglia (quando la spazzatura entra da un'area all'altra, svolge un ruolo importante nel ribaltamento) fino a quando non viene bruciata e scaricata dal forno. L'aria comburente entra dal fondo della griglia e si mescola ai rifiuti; l'alta-temperatura dei gas di scarico genera vapore caldo attraverso la superficie riscaldante della caldaia e anche i gas di scarico vengono raffreddati. Infine, i fumi vengono trattati dal dispositivo di trattamento fumi e scaricati.
Caratteristiche: i requisiti di materiale e i requisiti di precisione di lavorazione della griglia sono elevati e la superficie di contatto tra le griglie deve essere abbastanza liscia e lo spazio tra le file è piuttosto piccolo. Inoltre, la struttura meccanica è complessa, il tasso di danneggiamento è elevato e il volume di manutenzione è elevato. Gli alti costi di costruzione e manutenzione dei forni a griglia ne rendono difficile la promozione e l’applicazione in Cina.
Inceneritore a letto fluido
Principio di funzionamento: Il corpo del forno è composto da una piastra di distribuzione porosa. Una grande quantità di sabbia di quarzo viene aggiunta al forno e la sabbia di quarzo viene riscaldata a una temperatura superiore a 600 gradi. L'aria calda superiore a 200 gradi viene soffiata sul fondo del forno per far bollire la sabbia calda, quindi viene inserita la spazzatura. La spazzatura bolle con la sabbia calda e la spazzatura viene rapidamente essiccata, accesa e bruciata. I rifiuti incombusti hanno un peso specifico più leggero e continuano a bollire e bruciare. I rifiuti bruciati hanno un peso specifico maggiore e cadono sul fondo della fornace. Dopo il raffreddamento ad acqua, le scorie grossolane e fini vengono inviate fuori dalla fabbrica mediante apparecchiature di cernita, e una piccola quantità di scorie medie e sabbia di quarzo vengono rimandate al forno attraverso l'attrezzatura di sollevamento per l'uso continuato.
Caratteristiche: il letto fluidizzato brucia completamente e il controllo della combustione nel forno è migliore, ma la quantità di polvere nei gas di scarico è elevata, l'operazione è complicata, i costi operativi sono elevati, i requisiti di uniformità delle dimensioni delle particelle di carburante sono elevati ed è necessario un dispositivo di frantumazione ad alta-potenza. La sabbia di quarzo provoca una grave usura dell'attrezzatura e la manutenzione dell'attrezzatura è elevata.
Inceneritore rotativo
Principio di funzionamento: L'inceneritore rotativo è disposto lungo il corpo del forno con tubi dell'acqua di raffreddamento o materiali refrattari e il corpo del forno è posizionato orizzontalmente e leggermente inclinato. Attraverso il funzionamento continuo del corpo del forno, i rifiuti nel corpo del forno vengono completamente bruciati e allo stesso tempo si muovono nella direzione del corpo del forno finché non vengono bruciati e scaricati dal corpo del forno.
Caratteristiche: elevato tasso di utilizzo delle apparecchiature, basso contenuto di carbonio nelle ceneri, basso volume d'aria in eccesso e basse emissioni di gas nocivi. Tuttavia, la combustione non è facile da controllare ed è difficile bruciare quando il potere calorifico dei rifiuti è basso.
Inceneritore CAO
Principio di funzionamento: i rifiuti vengono trasportati nella fossa di stoccaggio ed entrano nel serbatoio di trattamento biochimico. Viene disidratato sotto l'azione dei microrganismi, per cui la materia organica naturale (rifiuti di cucina, foglie, erba, ecc.) si decompone in polvere. Altri solidi, inclusa la materia organica sintetica come la gomma plastica e la materia inorganica presente nei rifiuti, non possono essere decomposti e ridotti in polvere. Dopo la vagliatura, i rifiuti che non possono essere polverizzati entrano prima nella prima camera di combustione (la temperatura è di 600 gradi), quindi il gas combustibile generato entra nella seconda camera di combustione e i componenti non-combustibili e non-pirolizzabili vengono scaricati nella prima camera di combustione sotto forma di cenere. La temperatura della seconda camera è controllata a 860 gradi per la combustione e l'alta-temperatura dei gas di scarico riscalda la caldaia per produrre vapore. Dopo essere stati trattati, i fumi vengono scaricati in atmosfera attraverso il camino. Il vetro metallico non si ossida né si scioglie nella prima camera di combustione e può essere selezionato e recuperato nella cenere.
Caratteristiche: le sostanze utili presenti nella spazzatura possono essere riciclate; ma la capacità di trattamento di un singolo inceneritore è piccola e il tempo di trattamento è lungo. La capacità massima di lavorazione giornaliera di un singolo forno è di 150 tonnellate. Poiché il tempo di permanenza dei gas di combustione a temperature superiori a 850 gradi difficilmente supera 1 secondo, il contenuto di diossine nei gas di combustione è elevato ed è difficile soddisfare gli standard di protezione ambientale. [5]
Inceneritore a griglia-lanciante a impulsi
Principio di funzionamento: i rifiuti vengono immessi nel letto di essiccazione dell'inceneritore attraverso l'unità di alimentazione automatica per l'essiccazione, quindi immessi nella griglia di primo-livello. Si volatilizza e si rompe ad alta temperatura sulla griglia. La griglia viene lanciata sotto l'impulso del dispositivo di potenza dell'aria a impulsi e la spazzatura viene gettata passo dopo passo nel livello successivo della griglia. In questo momento, le sostanze ad alto peso molecolare vengono frantumate e le altre sostanze vengono bruciate. Ciò continua fino a quando non viene completamente bruciato ed entra nel pozzo della cenere, dove viene scaricato dal dispositivo automatico di rimozione delle scorie. L'aria comburente viene iniettata dai fori d'aria sulla griglia e miscelata con i rifiuti per la combustione, mentre i rifiuti rimangono sospesi nell'aria. Le sostanze volatilizzate e crackizzate entrano nella camera di combustione del secondo-stadio per ulteriore cracking e combustione, mentre i gas di scarico incombusti entrano nella camera di combustione del terzo-stadio per la combustione completa; l'alta-temperatura dei gas di scarico riscalda il vapore attraverso la superficie riscaldante della caldaia e i gas di scarico vengono scaricati dopo il raffreddamento.
I suoi vantaggi sono:
(1) È possibile elaborare un'ampia gamma di rifiuti. Può trattare rifiuti industriali, rifiuti domestici, rifiuti ospedalieri, pneumatici di gomma di scarto, ecc.
(2) Elevato rendimento termico di combustione. L'efficienza termica della combustione normale è superiore all'80% e anche per i rifiuti domestici con una grande quantità di acqua, l'efficienza termica della combustione è superiore al 70%.
(3) Bassi costi di esercizio e manutenzione. Grazie all'adozione di numerosi progetti speciali e di un elevato livello di controllo dell'automazione, sono presenti meno operatori (compreso il personale addetto alla rimozione delle ceneri, sono necessarie solo due persone per un forno) e anche il carico di lavoro di manutenzione è inferiore.
(4) Alta affidabilità. Dopo quasi 20 anni di funzionamento, è stato dimostrato che il tasso di guasto di questo inceneritore è molto basso, con un funzionamento annuo di oltre 8.000 ore e un tasso di utilizzo generale superiore al 95%.
(5) Elevato livello di controllo delle emissioni Grazie all'uso della ricombustione secondaria dei gas di scarico-e di apparecchiature avanzate per il trattamento dei gas di scarico, i gas di scarico vengono completamente trattati. Dopo test a lungo-termine, il contenuto di CO nelle emissioni di gas di scarico è di 1-10 PPM, il contenuto di HC è di 2-3 PPM e il contenuto di NOx è di 35 PPM, il che soddisfa pienamente gli standard sulle emissioni europei e americani. Quando i gas di combustione bruciano nelle camere di combustione del secondo e terzo stadio, la temperatura raggiunge i 1000 gradi e il tempo di permanenza è superiore a 2 secondi, il che può sostanzialmente decomporre le diossine. Il contenuto di diossina nei gas di scarico è di 0,04 ng/m3, un valore molto inferiore allo standard europeo e americano di 0,1 ng/m3.
(6) La griglia ha una funzione auto-pulente grazie allo spurgo dell'aria compressa.