Вопросы, которые в соответствии с Конвенцией необходимо решить Конференции Сторон на ее первом совещании (стр. 8 )

На установке по сжиганию мощностью 300 000 тонн бытовых отходов расход угля, пропитанного слабой серной кислотой, оценивается в 30 т/год при наличии контрольного фильтра и 200 т/год при наличии системы сухой очистки дымовых газов (данные из Германии, 2014 год).

Сопутствующие выгоды

Возможно отделение летучих органических соединений, таких как диоксины, в дымовом газе. Вместе с углем обычно добавляются щелочные реагенты; это также позволяет снизить содержание кислых газов на той же стадии процесса.

3.4        Добавление бромида в котел

Добавление бромида в печь может повысить окисление ртути при прохождении дымовых газов через котел, способствуя превращению нерастворимой элементарной газообразной ртути в водорастворимый бромид (II) ртути, (HgBr2), а также в адсорбируемые виды ртути. Таким образом, можно повысить уровень удаления ртути в существующих устройствах контроля, установленных на следующих технологических этапах, например, в мокрых скрубберах. Еще одним вариантом добавления галогенов является добавление бромида или других галогенных в отходы (Vosteen 2006).

Следует отметить, что добавление бромида в котел (ДБК) само по себе не сокращает выбросы ртути как таковой, но лишь преобразует элементарную ртуть в HgBr2. ДБК способствует окислению ртути и тем самым косвенно снижает выбросы ртути в существующих мокрых системах контроля загрязнения воздуха (СКЗВ), таких как мокрые скрубберы или скрубберы сухой десульфуризации; таким образом, ДБК повышает эффективность впрыска активированного угля в установках со скрубберами для фильтрации частиц (ЭСП, ТФ) (LCP BREF Draft Version 2013).

На установках для сжигания этот метод полезен в тех случаях, когда отходы имеют низкое содержание галогенов. Поэтому он применяется в основном при сжигании осадков сточных вод и сжигании опасных отходов с низким уровнем галогена. Например, на германской установке по сжиганию опасных отходов мониторинг дымовых газов идет непрерывно. Мониторинг проводится после мокрого скруббера, однако до холодной стороны селективного каталитического восстановления (СКВ), так как устройства СКВ удерживают ртуть, которая затем вновь медленно высвобождается. Если после мокрого скруббера обнаруживается значительное увеличение содержания ртути, то в котел вводят соединения брома. Это приводит к значительно меньшим уровням выбросов ртути в чистых дымовых газах (Vosteen, 2006). Этот метод не эффективен в случае очень коротких всплесков концентрации ртути в дымовых газах, так как пиковый уровень проходит через систему очистки дымового газа прежде, чем появляется возможность отреагировать на него.

В целом сообщалось, что применение Br/Hg в массовых долях более 300, позволяет добиться полного окисления ртути. Недавно на двух французских установках для сжигания опасных отходов было продемонстрировано (в основном с помощью сухой очистки дымовых газов), что эффективность удаления ртути, связанная с использованием активированного угля, составляет почти 100 процентов. Такая эффективность почти всегда наблюдалась только в присутствии окисленной ртути (Chaucherie et al., 2015). Аналогичная эффективность удаления (99,8 процента) была достигнута с использованием многоступенчатой скрубберной системы.

Применение брома может привести к нежелательному образованию полибромированных диоксинов и полигалогенированных диоксинов и фуранов.  Следует отметить, что выбросы этих веществ, если они происходят, необходимо контролировать. 

Межсредовое воздействие

Наличие брома в дымовом газе может сильно затруднить измерение содержания ртути. Присутствие брома может приводить к возникновению коррозии в воздуховоде, подогревателе воздуха и системе десульфуризации дымовых газов (ДДГ). Вызванная бромом коррозия обычно возникает при повышенном содержании брома и ртути в летучей золе (LCP BREF Draft Version, 2013).

Стоимость установки и эксплуатации

Применение впрыска активированного угля в сочетании с ДБК может быть более экономически эффективным, чем использование лишь одного метода для достижение того же уровня улавливания.

3.5        Фильтры с неподвижным слоем

Фильтры с движущимся слоем используются в качестве средства вторичной очистки дымовых газов установок по сжиганию бытовых и опасных отходов. Эта адсорбционная система позволяет отделять свыше 99 процентов объема веществ, содержащихся в низкой концентрации в дымовых газах. В поглотителях с подвижным слоем используется лигнитовый кокс, образующийся в процессе коксохимического производства в подовой печи.

Дымовые газы проходят через слой зернистого кокса подовой печи (КПП, мелкого кокса размером от 1,25 мм до 5 мм). Осаждающий эффект КПП основан на механизмах адсорбции и фильтрации. Поэтому он может осаждать почти все связанные с выбросами компоненты дымового газа, в частности, остаточные количества соляной кислоты, фтороводородной кислоты, оксиды серы, тяжелые металлы (включая ртуть), иногда снижая их содержание до уровня ниже предела обнаружения.

Дымовой газ проходит через слой активированного кокса, который расположен над распределительным слоем, снабженным множеством двухстенных воронок. Газ проходит через них снизу вверх, тогда как КПП проходит через поглотитель сверху вниз. Это позволяет добиться идеального распределения дымовых газов по всему сечению поглотителя, оптимально задействовать емкости абсорбера и минимального расхода активированного кокса.

Существенной особенностью системы с подвижным слоем является ее высокая эффективность при удалении всех выбросов, обусловленная большим объемом активированного кокса; таким образом, при ее применении отклонения от требований к чистоте продуктов сжигания и дымовых газов, обусловленные эксплуатационными факторами, не вызовут неблагоприятных последствий.

Возможно возгорание углерода, содержащегося в фильтрах с неподвижным слоем. Ввиду рисков возгорания и высокой стоимости такие системы установлены только на нескольких заводах. Следует принять меры к предупреждению возгораний, в том числе путем установки системы увлажнения.

Межсредовое воздействие, не связанное с ртутью (WT BREF 2005)

Межсредовое воздействие, не связанное с ртутью, включает следующие аспекты:

энергопотребление:  30-35 кВт-ч/т перерабатываемых отходов; расход реагентов:  1 кг/т перерабатываемых отходов; объем остатка:  0–1 кг/т перерабатываемых отходов.

Стоимость установки и эксплуатации коксового фильтра

Инвестиционная стоимость коксового фильтра, которым оснащается установка для сжигания твердых бытовых отходов мощностью 100 000 т/год оценивается в 1,2 млн. евро. Инвестиционные затраты на один мокрый фильтр с неподвижным слоем (пустой) (на линии для сжигания мощностью 50 000 т/год) составляют около 1 млн. евро (EC, 2006, Waste Incineration).

Совместное использование

Преимуществом совместного использования фильтра с движущимся слоем активированного кокса является разделение летучих органических соединений, таких как диоксины, в дымовых газах.

3.6        Показательные примеры уровня выбросов, который достигается описанными выше методами

В следующих таблицах и рисунках показаны характеристики, достигнутые при применении указанных выше методик.  На рисунке 6 показаны среднегодовые значения выбросов ртути для различных комбинированных или одноэтапных методов очистки отходящего газа на 51 заводе в Германии, где сжигаются бытовые, медицинские и опасные отходы. Все заводы оснащены системами непрерывного измерения ртути. Для каждого сочетания методов среднее всех зарегистрированных значений указывается (центральная линия) вместе со стандартным отклонением (оранжевого цвета) и минимальным и максимальным значениями (серого цвета).

Среднегодовая величина выбросов составляет около 2,5 мкг/Nм3 (в среднем за год на основе среднесуточных значений) для всех применяемых сочетаний методов контроля. Более 90 процентов установок выбрасывают менее 10 мкг/м3. Все применяемые сочетания методов подходят для сокращения выбросов ртути, о чем свидетельствует малый разброс значений годовых выбросов, представленных для каждого сочетания.

Рисунок 6.        Сравнение методов контроля отходящего газа в целях удаления ртути (в скобках указано количество установок) (Daschner et al., 2011)

3 steps: SCR + Coke Injection + Scrubber (9 plants)	3 ступени: СКВ + впрыск кокса + скруббер (9 установок)
2 steps: SCR + Coke Injection (5 plants)	2 ступени: СКВ + впрыск кокса (5 установок)
3 steps: SCR + Scrubber + Adsorption (9 plants)	3 ступени: СКВ + скруббер + адсорбция (9 установок)
2 steps: SCR + Scrubber (7 plants)	2 ступени: СКВ + скруббер (7 установок)
2 steps: SCR + Adsorption (4 plants)	2 ступени: СКВ + адсорбция (4 установки)
2 steps: Scrubber + Adsorption (8 plants)	2 ступени: скруббер + адсорбция (8 установок)
1 steps: Adsorption (9 plants)	1 ступень: адсорбция (9 установок)
Mercury [mg/Nm3]	Ртуть (мг/Nм3)
Min – Mean - Max	Мин. – Средн. – Макс.

Данные фактических измерений на установках для сжигания промышленных и бытовых отходов в Японии приведены в Таблица 3 и 4. Тем не менее, в отношении установок по сжиганию промышленных отходов имеется существенное отклонение по концентрации ртути в дымовых газах. Следует отметить, что не на всех этих заводах, в установках по сжиганию бытовых и опасных отходов используется активированный уголь. Обычно более оптимальные параметры достигаются в системах с впрыском активированного угля.

Таблица 3

Распределение концентрации ртути (мг/Nм3) в дымовом газе при использовании различных технологий его обработки (в установке для сжигания бытовых отходов)