Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 116 )

Экологические эффекты от внедрения метода

Снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и запахов.

Воздействие на различные среды

Существует возможность того, что процесс окисления создаст нежелательные побочные продукты горения, например, высокие уровни NOx и СО2. Обычно целесообразным является выбор горелки с низким уровнем NOx.

Любые соединения, содержащие серу, присутствующую в потоке газа, содержащего неприятные запахи, будут образовывать выбросы SO2, и следует изучить возможность минимизации этого. Присутствие хлоридов в загрязненном воздушном потоке может потребовать внимания по причине возможного образования кислотных газов, таких как HCl, а также выбросов, которые могут представлять возможную проблему коррозии оборудования. Если присутствуют галогенсодержащие ЛОС, могут потребоваться специальные условия для подавления образования диоксинов, хотя обычно во время сгорания потоков отходящих газов образуется ничтожное количество диоксинов [217, ЕС, 2003 г.].

Потребление энергии, например, потребление топлива для функционирования окислителя.

Эксплуатационные данные

Термические окислители не функционируют эффективно, пока они не достигнут температуры сгорания обезвреживаемых загрязняющих веществ, поэтому их надо запускать до того, как они фактически потребуются.

Надлежащим образом спроектированный и функционирующий термический окислитель может достигать эффективность удаления запаха, приближающуюся к 100 %. Характеристики этого метода не зависят от интенсивности выбросов запахов.

Воздушные потоки, содержащие неприятный запах и содержащие значительное количество твердых частиц, обычно требуют предварительной очистки перед процессом термического окисления. Это особенно важно, если установлена система регенерации тепла, так как возможно засорение теплообменника.

Несмотря на то, что присутствие высоких уровней водяного пара в воздушном потоке не считается проблемой для процесса, потребность в топливе выше, чем в нагревающем сухом воздухе. На практике, удаление водяного пара из воздушного потока не предпринимается, а дополнительная потребность в топливе обычно включена в общий экономический анализ термического окисления как метода.

При термическом окислении отходящих газов можно получить уровни ЛОС < 1 - 20 мг/м3 [217, ЕС, 2003 г.].

В норвежском исследовании копчения колбасок, при изучении варочного/коптильного шкафа, после термического окисления дымовых газов были обнаружены следующие выбросы: 7 мг общего органического углерода / м3 и 0,2 мг общего органического углерода / тонна колбасок. Газ не содержал СО.

Во взятом для примера коптильном заводе с годовым выпуском примерно 3000 тонн копченой продукции отходящие газы от копчения сжигались с использованием термического окисления с прямым пламенем. Отходящий газ от «бездымных» фаз производства, где не требовалась борьба с загрязнениями в виде выбросов, не очищался. Система признается устойчивой очисткой отходящего газа, требующей незначительного технического обслуживания.

Термический окислитель нагревается до своей рабочей температуры до того, как заработают устройства, образующие дым. Во время копчения вентилятор отходящего газа нагнетает под давлением насыщенный дымом отходящий газ через обходной клапан отходящего газа в подогреватель. Здесь загрязненный газ нагревается до 300 - 350 °С перед тем, как поступит в камеру сгорания, где он смешивается с горячими газами от газовой горелки. После очистки очищенный газ используется для предварительного нагрева загрязненного газа путем использования встроенного теплообменника и охлаждается до 400 - 450 °С перед тем, как будет выпущен в атмосферу через дымовую трубу.

В Таблице 7.40 содержатся технические данные для термического окисления с прямым пламенем на взятом для примера коптильном заводе. На Рисунке 7.35 изображена технологическая схема происхождения и производственного управления дымовым газом от этого коптильного завода.

Таблица 7.40 - Технические данные термического окисления с прямым пламенем, применяемого на коптильном заводе.

Размеры
Общая длина, включая горелку	4250 мм
Общая длина, исключая горелку	3750 мм
Диаметр	1150 мм
Подсоединение грязного газа	200 х 200 мм или диаметр 200 мм
Подсоединение чистого газа	300 мм
Вес	примерно 1250 кг
Расчетные подсоединения
Топливо	Нефть
Электрическое подсоединение	220 В / 50 Гц (примерно 1 кВт)
Вентилятор отработавшего воздуха	380 В / 50 Гц (примерно 4 кВт)

На взятом для примера коптильном заводе все блоки копчения, независимо от их размера, оборудованы газоходами. Интенсивность копчения определяется временем копчения, которое составляет примерно 60 - 12 мин./партия. Скорость потока одного газохода составляет 200 Нм3/ч, что дает общую скорость потока для 11 коптильных камер примерно 2300 Нм3/ч. Применим реалистический коэффициент параллельного использования 75 % и получим фактическую скорость потока 1650 Нм3/ч. Таблица 7.41 содержит технические данные для использованного термического окислителя с прямым пламенем.

Таблица 7.41 Технические данные для термического окислителя с прямым пламенем, использованного на коптильном заводе.

Параметр	Величина	Комментарий
Скорость потока отходящего газа	2300 м3/ч	Нормальное состояние (т. е. 0 °С, и 1013 мбар, сухой)
Мощность горелки	600 кВт	Мощность непрерывно регулируется
Концентрация вещества в отходящем газе	Не сообщается о достигнутом уровне (< 50 мг/Нм3 общий органический углерод ≤ 0,115 кг/ч)	2300 Нм3/ч х 50 мг/Нм3 = 0,115 кг/ч

Рисунок 7.35 - Технологическая схема происхождения и производственного управления дымовым газом от системы очистки отходящего газа коптильного завода

Сообщается, что при температуре от 620 до 660 °С достигается полное удаление запаха в выбросах и, как правило, общий органический углерод выбрасывается на неопределенном уровне ниже 50 мг/Нм3. Термическое окисление с прямым пламенем можно выполнять при температурах до 1000 °С. Эффективность метода зависит от нескольких параметров, таких как: рабочая температура, время пребывания и условия смешивания в камере сгорания. Уровни общего органического углерода ниже 10 мг/Нм3 достигаются легко.

Рисунок 7.36 показывает равновесие веществ в виде схемы входа-выхода для системы очистки отходящего газа.

Рисунок 7.36 - Баланс масс системы очистки отходящего газа с термическим окислением с прямым пламенем.

Применимость

Использовался для удаления ЛОС/запаха. Преимущество термического окисления заключается в том, что оно является почти универсально применимым методом контроля запахов, так как большинство газов с неприятным запахом могут окисляться при высокой температуре до отсутствия запаха, тогда как применение других методов имеет больше ограничений.

Термическое окисление обычно используется для очистки малых объемов газа, менее 10000 Нм3/ч, главным фактором является повышенные расходы на нагревание более крупных объемных воздушных потоков. Оно подходит для большинства газов с неприятным запахом с различными концентрациями загрязняющих веществ и может очищать различные объемные выпуски.

Если в овощесушильных установках присутствуют щелочные металлы из почвы, они могут вызвать преждевременное разложение керамической среды, используемой для регенерации тепла.

Экономические показатели

Этот метод требует крупных капитальных вложений, но при оценке соответствия термического окисления главным вопросом являются операционные расходы в виде потребности в топливе. Использование рекуперативной или регенеративной систем регенерации тепла может повысить эффективность метода и снизить текущие расходы. Переоборудование возможно для всех видов коптильных печей, с разными затратами. Коптильные печи имеются со встроенным оборудованием термического окисления.

Примеры предприятий

Используется, по меньшей мере, на одном коптильном заводе в Германии и коптильных заводах в скандинавских странах.

Справочная литература

[34, и , 2001 г., 41, Совет Министров скандинавских стран, 2001 г., 65, Германия, 2002 г.]

7.4.3.11.2 Окисление отходящих газов в имеющемся котле

Описание

Может существовать возможность направить большинство газов с неприятным запахом в существующий на месте котел. Преимущество заключается в использовании существующего оборудования и отсутствии расходов на дополнительную опцию оборудования. Принцип работы, в сущности, аналогичен термическому окислению на специализированном заводе.

Поток газов с неприятным запахом направляется по трубе через вентилятор, предназначенный для подачи воздуха для сгорания в котле или котельной, затем в котел. вентилятор поставляет воздух для процесса сгорания и газы с неприятным запахом обезвреживаются.

Возможность использования имеющегося котла в значительной степени зависит от объема очищаемых газов с неприятным запахом, по отношению к потребности в воздухе для сгорания в котле при экстремальной нагрузке. Если объем газов с неприятным запахом значительно меньше, чем потребность в воздухе для сгорания, то маловероятно, что это представляет собой проблему. Общий объем газов с неприятным запахом может быть просто направлен через вентилятор для сгорания. Однако подавляющее большинство рабочих условий обусловливает работу котла в циклическом режиме в ответ на сигнал давления пара.