Із стрімким зростанням споживанням в світі все більш актуальною стає проблема поводження з відходами що накопичуються. На численних звалищах міст щорічно накопичуються мільйони тонн ТПВ. Розкладаючись, вони отруюють повітря, грунт, підземні води і є величезною небезпекою для навколишнього середовища і людини.
      Міські ТПВ називають «муніципальними відходами» називали відходи, похованням яких займалися в основному міська влада. Проте в даний час у розвинутих країнах значна кількість побутових відходів збирається і переробляти не міськими комунальними службами, а приватними підприємствами, які також мають справу і з промисловими відходами. У міру зростання кількості і різноманітності відходів, ускладнення відносин, пов'язаних з їх утилізацією, були вироблені різні класифікації та визначення типів відходів. Деякі з них були покладені в основу національних законів, що регламентують порядок поводження з різними типами відходів.
      За статичним оцінками середньорічна кількість ТПВ на душу населення в Україні складає 225 - 250 кг на рік, а це близько 10 млн.т або майже 30 млн. м2. Але в той же час звалища ТПВ містять багато цінних компонентів, які можуть і повинні бути використані для подальшої переробки з отриманням корисної продукції та соціально-економічної вигоди.
      Склад і властивості побутових відходів надзвичайно різноманітні й залежать не лише від рівня споживання країни і місцевості, пори року й від багатьох інших факторів (рис.1)

      Кількість муніципальних відходів в Україні збільшується, а їх складу, особливо в мегаполісах (Київ, Харків, Донецьк, Дніпропетровськ, Одеса) наближається до складу ТПВ розвинених країн з відносно великою часткою паперових відходів і пластику (рис. 2).

      Процеси, що відбуваються в Україні в даний час, призводять до різкого зростання кількості і різноманітності побутових відходів. Відповідальність за їх утилізацію зсувається на місцеві влади, а це призводить до того, що підприємства з утилізації ТПВ фактично неможливо розмістити на адміністративно «чужий» території - ніхто не хоче відповідати за «сміттєві» проблеми.

      Донецька область представляє собою найбільший промисловий (близько 2000 промислових підприємств, 300 родовищ природних копалин) і густонаселений регіон, у зв'язку з цим тут накопичилося величезна кількість промислових і побутових відходів [1]. Донецький регіон продовжує неухильно перетворюватися на звалище побутових і промислових відходів. Займаючи 4,4% площі України, він став притулком більше однієї третини всіх накопичених у країні відходів. У зв'язку з деяким збільшенням виробництва з 1999 р. в Донецькій області збільшився обсяг утворення промислових відходів, що склав в 2000 р. 52 млн т (24,6 млн т з них токсичні). Крім того, залишається низьким рівень використання відходів як вторинних ресурсів. Динаміка руху виробничих відходів в області свідчить, що незважаючи на удаваний зростаючим відсоток використання останніх, їх кількість не зменшується, а навпаки, постійно зростає. У результаті налічується вже понад 1000 об'єктів накопичення відходів у вигляді териконів, відвалів, шламонакопичувачів та звалищ.

      Безпосередньо в Донецькій області накопичено близько 4 млрд т твердих промислових відходів, що становить більше 25% сумарних обсягів по Україні. У регіоні знаходиться понад 70% відходів вугільної промисловості, 40 металургійних шлаків, більше 30% золошлаків ТЕС країни і понад 1 млн т / рік твердих побутових відходів.

      За даними державних органів статистики Донецької області відходи займають близько 1% території земель області або понад 8,2 тис. га, а у вугільній галузі та теплоенергетиці України відвали і примикають санітарні зони займають відповідно понад 32,0 і 1,5 тис. га, що призводить до вилучення з сільськогосподарського обороту значних земельних ресурсів [2].

      Особливо гостро стоїть проблема побутових відходів. Тут їх накопичення понад 400 млн. м3 (100 млн. т) і утворюється в рік близько 1 млн. т. ці відходи накопичуються на полігонах та звалищах, більшість з яких вичерпали свої можливості і не відповідають вимогам санітарно-екологічної безпеки. З існуючих 134 звалищ тільки 58 знаходяться в задовільному стані.

      В Україні і особливо в густонаселеному, індустріальному Донбасі склалася кризова екологічна ситуація, пов'язана зі шкідливим впливом накопичених і утворюються промбитотходов на навколишнє середовище та здоров'я населення.

      Природні ресурси, які споживає людство, можна умовно розділити на дві частини: поновлювані і непоновлювані. До поновлюваних ресурсів відносяться всі ті ресурси, які можна відновити за допомогою фотосинтезу в осяжний відрізок часу. Мова йде в першу чергу про всі види рослинності і тих ресурсах, які можна з неї отримати. До невідновлюваних належать корисні копалини, які в найближче геологічний час вже не відновляться [3].

      Використовувані людством технології орієнтовані в першу чергу на використання невідновлюваних природних ресурсів. Це нафта, вугілля, руди тощо При цьому їх використання технологічно тягне за собою порушення в навколишньому світі: зменшується родючість грунтів і кількість прісної води, забруднюється атмосфера і т.п.

      Розвиваються системи очищення територій від сміття і технології його спалювання. Однак є чимало підстав вважати, що технології спалювання сміття є тупиковими. Вже в даний час витрати на спалювання 1 кг сміття становлять 65 центів. Якщо не перейти на інші технології ліквідації відходів, то витрати будуть рости. При цьому слід мати на увазі, що необхідні такі нові технології, які згодом могли б забезпечити, з одного боку, споживчі запити населення, а з іншого боку, збереження навколишнього середовища.

      В даний час такі технології вже з'явилися. З'явилася принципова можливість не тільки істотно знизити витрати на ліквідацію відходів, але й отримати при цьому економічний ефект.

      Тому дуже великий інтерес представляють технології переробки сміття (міських звалищ тощо) з отриманням при цьому корисних продуктів і позитивного економічного ефекту [4].

      За оцінками фахівців, більше 60% міських відходів - це потенційне вторинна сировина, яку можна переробити і з вигодою реалізувати. Ще близько 30% - це органічні відходи, які можна перетворити на компост.

      В даний час існує ряд способів зберігання і переробки твердих побутових відходів, а саме: попередня сортування, санітарна земляна засипка, спалювання, біотермічні компостування, низькотемпературний піроліз, високотемпературний піроліз.

      Цей технологічний процес передбачає поділ твердих побутових відходів на фракції на сміттєпереробних заводах вручну або за допомогою автоматизованих конвеєрів. Сюди входить процес зменшення розмірів сміттєвих компонентів шляхом їх подрібнення і просіювання, а також витяг більш-менш великих металевих предметів, наприклад консервних банок. Відбір їх як найбільш цінного вторинної сировини передує подальшої утилізації ТПВ (наприклад, спалення). Оскільки сортування ТПВ - одна із складових частин утилізації сміття, то є спеціальні заводи для вирішення цього завдання, тобто виділення зі сміття фракцій різних речовин: металів, пластмас, скла, кісток, паперу та інших матеріалів з метою подальшої їх роздільної переробки [4].

      Це широко поширений спосіб знищення твердих побутових відходів, який широко застосовується з кінця XIX ст. Складність безпосередній утилізації ТПВ зумовлена, з одного боку, їх виключної багатокомпонентний, з іншого - підвищеними санітарними вимогами до процесу їх переробки. У зв'язку з цим спалювання до цих пір залишається найбільш поширеним способом первинної обробки побутових відходів. Спалювання побутового сміття, крім зниження об'єму та маси, дозволяє отримувати додаткові енергетичні ресурси, які можуть бути використані для централізованого опалення і виробництва електроенергії. До числа недоліків цього способу відноситься виділення в атмосферу шкідливих речовин, а також знищення цінних органічних та інших компонентів, що містяться у складі побутового сміття. Спалювання можна розділити на два види: безпосереднє спалювання, при якому виходить тільки тепло і енергія, і піроліз, при якому утворюється рідке й газоподібне паливо. В даний час рівень спалювання побутових відходів в окремих країнах різний. Так, із загальних обсягів побутового сміття частка спалювання коливається в таких країнах, як Австрія, Італія, Франція, Німеччина, від 20 до 40%; Бельгія, Швеція - 48-50%; Японія - 70%; Данія, Швейцарія 80%; Англія і США - 10%. У Росії спалюванню піддаються поки лише близько 2% побутового сміття, а в Москві - близько 10%. Для підвищення екологічної безпеки необхідною умовою при спалюванні сміття є дотримання ряду принципів. До основних з них відносяться температура спалювання, яка залежить від виду спалюваних речовин; тривалість високотемпературного спалювання, що залежить також від виду спалюваних відходів; створення турбулентних повітряних потоків для повноти спалювання відходів. Різниця відходів за джерелами утворення та фізико-хімічними властивостями зумовлює різноманіття технічних засобів та обладнання для спалювання. В останні роки ведуться дослідження з удосконалення процесів спалювання, що пов'язано із зміною складу побутових відходів, жорсткістю екологічних норм. До модернізованим способів спалювання відходів можна віднести заміну повітря, що подається до місця спалювання відходів для прискорення процесу, на кисень. Це дозволяє знизити обсяг горючих відходів, змінити їх склад, отримати склоподібного шлак і повністю виключити фільтраційну пил, що підлягає підземному складування. Сюди ж відноситься і спосіб спалювання сміття у псевдозрідженому шарі. При цьому досягається висока повнота згоряння при мінімумі шкідливих речовин. За зарубіжними даними, спалювання сміття доцільно застосовувати в містах з населенням не менше 15 тис. жителів при продуктивності печі близько 100 т/добу. З кожної тонни відходів можна виробити близько 300-400 кВт-год електроенергії. В даний час паливо з побутових відходів отримують в подрібненому стані, у вигляді гранул і брикетів. Перевага віддається гранульованому паливу, так як спалювання подрібненого палива супроводжується великою пилевиносом, а використання брикетів створює труднощі при завантаженні в піч і підтримці стійкого горіння. Крім того, при спалюванні гранульованого палива набагато вище ККД котла. Сміттєспалювання забезпечує мінімальний вміст у шлаку і золі розкладаються речовин, проте воно є джерелом викидів в атмосферу. Сміттєспалювальними заводами (МРЗ) викидаються в газоподібному вигляді хлористий і фтористий водень, сірчистий газ, а також тверді частки різних металів: свинцю, цинку, заліза, марганцю, сурми, кобальту, міді, нікелю, срібла, кадмію, хрому, олова, ртуті та ін Встановлено, що вміст кадмію, свинцю, цинку та олова в сажі та пилу, що виділяються при спалюванні твердих горючих відходів, змінюється пропорційно вмісту в смітті пластмасових відходів. Джерелами забруднення атмосфери кадмієм, хромом, свинцем, марганцем, оловом, цинком, є однаковою мірою як горюча, так і негорюча фракції твердих побутових відходів. Суттєве зменшення забруднення атмосферного повітря кадмієм і міддю можливо за рахунок відділення з горючою фракції полімерних матеріалів [5].

       Таким чином, можна констатувати, що головним напрямом у скороченні виділення шкідливих речовин у навколишнє середовище є сортування або роздільний збір побутових відходів. Останнім часом все більшого поширення набуває метод спільного спалювання твердих побутових відходів та шламів стічних вод. Цим досягається відсутність неприємного запаху, використання тепла від спалювання відходів для сушіння осадів стічних вод. Треба відзначити, що технологія ТПВ розвивалася в період, коли не були ще посилені норми викиду газової складової. Проте зараз вартість газоочистки на сміттєспалювальних заводах різко зросла. Всі сміттєспалювальні підприємства є збитковими. У зв'язку з цим розробляються такі способи переробки побутових відходів, які дозволили б утилізувати і повторно використовувати цінні компоненти, що містяться в них.

      Цей спосіб утилізації твердих побутових відходів заснований на природних, але прискорених реакціях трансформації сміття при доступі кисню у вигляді гарячого повітря при температурі близько 60 ° С. Біомаса ТПВ в результаті даних реакцій у біотермічні установці (барабані) перетворюється на компост. Однак для реалізації цієї технологічної схеми вихідний сміття повинен бути очищений від великогабаритних предметів, а також металів, скла, кераміки, пластмаси, гуми. Отримана фракція сміття завантажується в біотермічні барабани, де витримується протягом 2 діб. з метою отримання товарного продукту. Після цього компостіруемий сміття знову очищається від чорних і кольорових металів, доізмельчается і потім складується для подальшого використання в якості компосту в сільському господарстві або біопалива в паливній енергетиці. Біотермічні компостування зазвичай проводиться на заводах по механічній переробці побутових відходів і є складовою частиною технологічного ланцюга цих заводів. Однак сучасні технології компостування не дають можливості звільнитися від солей важких металів, тому компост з ТПВ фактично малопридатний для використання в сільському господарстві. Крім того, більшість таких заводів збиткові. Тому вживаються розробки концепцій отримання синтетичного газоподібного і рідкого палива для автотранспорту з продуктів компостування, виділених на сміттєпереробних заводах. Наприклад, передбачається реалізувати отримується компост в якості напівфабрикату для подальшої його переробки в газ [7].

      Спосіб утилізації побутових відходів піролізу відомий досить мало, особливо в нашій країні, через свою дорожнечу. Він може стати дешевим і не отруює навколишнє середовище прийомом знезараження відходів. Технологія піролізу полягає у незворотному хімічному зміну сміття під дією температури без доступу кисню. За ступенем температурного впливу на речовину сміття піроліз як процес умовно поділяється на низькотемпературний (до 900 ° С) і високотемпературний (понад 900 ° С) [7].

       Низькотемпературний піроліз - це процес, при якому подрібнений матеріал сміття піддається термічному розкладанню. При цьому процес піролізу побутових відходів має кілька варіантів: піроліз органічної частини відходів під дією температури у відсутності повітря; піроліз у присутності повітря, що забезпечує неповне згоряння відходів при температурі 760 ° С; піроліз з використанням кисню замість повітря для одержання більш високої теплоти згоряння газу; піроліз без поділу відходів на органічну і неорганічну фракції при температурі 850 ° С та ін Підвищення температури приводить до збільшення виходу газу і зменшення виходу рідких і твердих продуктів. Перевага піролізу в порівнянні з безпосереднім спалюванням відходів полягає, перш за все, в його ефективності з точки зору запобігання забруднення навколишнього середовища. За допомогою піролізу можна переробляти складові відходів, що не піддаються утилізації, такі як автопокришки, пластмаси, відпрацьовані мастила, відстійні речовини. Після піролізу не залишається біологічно активних речовин, тому підземне складування піролізних відходів не завдає шкоди природному середовищу. Утворений попіл має високу щільність, що різко зменшує обсяг відходів, що піддається підземному складування. При піролізі не відбувається відновлення (виплавки) важких металів. До переваг піролізу відносяться і легкість зберігання і транспортування одержуваних продуктів, а, також те, що обладнання має невелику потужність. В цілому процес вимагає менших капітальних вкладень. Установки або заводи з переробки твердих побутових відходів способом піролізу функціонують в Данії, США, ФРН, Японії та інших країнах. Активізація наукових досліджень і практичних розробок у цій області почалася в 70-х роках ХХ століття, в період "нафтового буму". З цього часу отримання з пластмасових, гумових та інших горючих відходів енергії і тепла шляхом піролізу стало розглядатися як одне з джерел вироблення енергетичних ресурсів. Особливо велике значення надають цьому процесу в Японії [7].

      Високотемпературний піроліз. Цей спосіб утилізації ТПВ, по суті, є не що інше, як газифікація сміття. Технологічна схема цього способу припускає одержання з біологічної складової (біомаси) відходів вторинної синтез-газу з метою використання його для отримання пари, гарячої води, електроенергії. Складовою частиною процесу високотемпературного піролізу є тверді продукти у вигляді шлаку, тобто непіролізуемие залишки. Технологічна ланцюг цього способу утилізації складається з чотирьох послідовних етапів: відбір із сміття великогабаритних предметів, кольорових і чорних металів за допомогою електромагніта і шляхом індукційного сепарування; переробка підготовлених відходів у газофікаторе для отримання синтез-газу і побічних хімічних сполук - хлору, азоту, фтору, а також шкала при розплавленні металів, скла, кераміки; очищення синтез-газу з метою підвищення його екологічних властивостей і енергоємності, охолодження і надходження його в скрубер для очищення лужним розчином від забруднюючих речовин сполук хлору, фтору, сірки, ціанідів; спалювання очищеного синтез- газу в котлах-утилізаторах для отримання пари, гарячої води або електроенергії [7].

      Високотемпературний піроліз є одним з найперспективніших напрямів переробки твердих побутових відходів з точки зору як екологічної безпеки, так і отримання вторинних корисних продуктів синтез-газу, шлаку, металів та інших матеріалів, які можуть знайти широке застосування в народному господарстві. Високотемпературна газифікація дає можливість економічно вигідно, екологічно чисто і технічно відносно просто переробляти тверді побутові відходи без їх попередньої підготовки, тобто сортування, сушіння і т. д.

      Органічна фракція ТПВ, отримана в результаті сортування, а також відходи ферм і очисних споруд можуть бути піддані анаеробної переробки з отриманням метану і компосту, придатного для сільськогосподарських і садівничих робіт [8].

       Переробка органіки відбувається в реакторах, де бактерії, що виробляють метан, переробляють органічну субстанцію в біогаз і гумус. Субстанція витримується в реакторі при певній температурі 15-20 днів. Завод зазвичай складається з двох або більше паралельних ліній. Біореактори стаціонарні і розташовані вертикально. Розмір одного реактора може досягати 5000 куб. м. Це приблизно відповідає відходів, вироблених населенням у 200 000 чоловік. Для переробки більшого обсягу відходів потребує двох або більше паралельних реактора. При необхідності, після закінчення анаеробної переробки субстанція пастеризується і після цього повністю осушується в тверду масу, складову 35-45% від початкового об'єму. На наступній стадії маса може бути піддана постаераціі і просіювання для поліпшення показників зберігання, естетичного вигляду і зручності використання.

       Кінцевий продукт, гумус, повністю перероблений, стабілізовано і придатний для ландшафтних робіт, садівництва і сільського господарства. Метан може бути використаний для виробництва тепло/електроенергії.

      Киплячий шар, псевдозріджених шар, стан шару зернистого сипкого матеріалу, при якому під впливом проходить через нього потоку газу або рідини (скраплювати агентів) частки твердого матеріалу інтенсивно переміщуються одна відносно іншої. У цьому стані шар нагадує киплячу рідину, набуваючи деякі її властивості, і його поведінка підкоряється законам гідростатики. У К. с. досягається тісний контакт між зернистим матеріалом і скраплювати агентом, що робить ефективним застосування киплячого шару в апаратах хімічної промисловості, де необхідна взаємодія твердою і текучої фаз (дифузійні, каталітичні процеси та ін.) [9].

       Перехід нерухомого шару в киплячий відбувається при такій швидкості ожіжающего агента, коли гідродинамічний тиск потоку Р врівноважує силу тяжіння G, що діє на частинки. При подальшому збільшенні швидкості шар спочатку розширюється при незмінному гідравлічному опорі, а при досягненні умови P> G частинки починають виноситися з шару. На рис.1 наведена діаграма, що характеризує залежність перепаду тиску в шарі ΔР від швидкості руху скраплювати агента Wo. Поки шар нерухомий, Р зростає при збільшенні Wo (ділянка АВ). Після точки В, що відповідає переходу шару в кипляче стан, опір шару не змінюється при зростанні швидкості (ділянка ВС). Після точки С, відповідної початку винесення частинок твердого матеріалу, опір шару падає. Швидкості ожіжающего агента, відповідні точкам В і С, називаються швидкістю псевдозрідженому (W'o) і швидкістю винесення (W»0). Відношення W=W"o/W'o називається числом псевдозрідженому. Воно характеризує інтенсивність перемішування частинок у киплячому шарі. Найбільш інтенсивному перемішуванню відповідає W = 2, при подальшому зростанні W шар стає неоднорідним: відбувається прорив великих бульбашок газу через нього і починається інтенсивне викидання часток у простір над його поверхнею. Можливо також утворення газових пробок. Киплячий шар характеризується постійністю температури по висоті і перетину, навіть якщо в ньому протікають процеси з великим тепловим ефектом, а також високими значеннями коефіцієнта теплопередачі до поверхонь теплообміну.

      Технологія киплячого шару в енергетичних установках (установки тепловою потужністю 50 МВт і більше) почала широко використовуватися з середини 70-х років під впливом посилюють норм на шкідливі викиди [10].

       На початок 1997р. ця технологія використовувалася на 606 електростанціях з встановленою тепловою потужністю 58025 МВт. З середини 90-х років зростання встановленої потужності з котлами киплячого шару сповільнилося. Виходячи із загальної кількості установок, 51% припадає на технологію ЦКШ (66% за потужністю), 41% - на технологію КС (23% по потужності), 6% - на установки проміжного типу та 2% (5% по потужності) - на установки КСД.

       Найбільша кількість котлів розміщено в Європі - 275 з тепловою потужністю 24700 МВт (з них 104 у Фінляндії, 81 в Швеції і 46 у Німеччині), в США - 155 (18 296 МВт) і в Азії - 126 (14 231 МВт), з них у Японії - 28 (2360 МВт) і в Китаї - 25 (2800 МВт). Найбільш великі казани з киплячим шаром (у тому числі під тиском) побудовані і споруджуються в Японії і мають теплову потужність 800-840 МВт. Найбільший котел ЦКШ пущений в 1996р. у Франції на параметри пари; витрата 720 т/год, тиск 16,5 МПа, температура пари 565 ° С/565 ° С для блоку 250 МВт. ел., в якому успішно спалюється вугілля з теплотворною здатністю 3525 ккал/кг, вологістю 11-14%, зольністю 26-32% і вмістом сірки 3,68%.

5. Котли з циркулюючим киплячим шаром

       При розгляді перспектив використання твердого палива, зокрема для енергоблоків нового покоління, одним з основних питань є його ефективне спалювання. Під останнім в першу чергу розуміється виконання двох вимог: спалювання повинно бути повним, тобто економічним, і воно не повинне призводити до великих викидів шкідливих речовин (в першу чергу оксидів сірки та азоту).

Рисунок 3. Зміна киплячого шару при різних подачах повітря, що подається для горіння

      Ведуться пошуки екологічно чистих технологій спалювання широкої гами твердих палив, особливо енергетичних твердих палив низької якості. У числі таких технологій знаходиться технологія спалювання твердих палив в циркулюючому киплячому шарі (ЦКШ) при атмосферному тиску.
     Теоретической основой функционирования котлов с ПКС является представление о кипящем слое. Если в некоторой камере (рис. 3, а) установить решетку, на которую поместить слой угля, и к решетке подать в небольшом количестве воздух, то после предварительного разогрева слоя начнется горение топлива с поверхности с выделением газообразных продуктов сгорания. При восполнении сгорающего топлива на решетке будет поддерживаться горящий фиксированный слой. Будет осуществляться так называемое слоевое сжигание твердого топлива. Если увеличивать подачу воздуха под решетку, то на частицы топлива, находящегося на решетке, будет действовать скоростной напор, который будет противодействовать силе тяжести, действующей на каждую частицу топлива. При некоторой скорости воздуха частицы топлива окажутся во взвешенном состоянии в подъемном потоке воздуха, а толщина горящего слоя возрастет (рис. 3, б) [11].
     При дальнейшем возрастании скорости в слое появляются отдельные пузыри воздуха (рис. 3, в), и толщина слоя возрастает еще больше. Это так называемый пузырьковый кипящий слой. Он ведет себя так, как ведет себя кипящая жидкость, отсюда и название метода — сжигание в кипящем слое.
     При еще большем расходе воздуха подъемная сила, действующая на частицы топлива, оказывается настолько большой, что они не успевают сгорать и вырываются из кипящего слоя. При дальнейшем увеличении расхода воздуха видимый слой исчезает и происходит горение скоплений частиц топлива во всем объеме камеры с интенсивным перемешиванием (рис. 3, г). Большее количество частиц топлива не успевает сгореть и выносится из камеры. Здесь на их пути устанавливают циклон — цилиндрический сосуд, в котором продукты сгорания отделяются от несгоревших частиц. Продукты сгорания направляются во вторую часть котла — конвективную шахту — для нагрева рабочего тела (воды и пара), а несгоревшие частицы движутся в закрученном потоке, отбрасываются к стенкам, падают вниз и снова направляются в камеру горения. Это и есть циркулирующий кипящий слой. Главная его особенность состоит в том, что циркулирующий материал в сотни раз превышает количество воздуха, подаваемого для горения.

Рисунок 4. Схема котла з киплячим циркулюючим шаром

     Є ціла низка схем, що реалізують технологію ЦКС. Розглянемо одну з них, показану на рис. 4. Паливо для котла з бункера направляється на повітророзподільні грати топки, під яку для горіння подається гаряче повітря. На неї ж з іншого бункера надходить вапняк, який вступає в хімічну реакцію з сіркою, пов'язує її і надалі разом із сухою золою відводиться з котла. Таким чином, виключається попадання сірки в димові гази, а потім у повітряний басейн. Утворюється киплячий шар передає частину своєї теплоти робочому тілу, який рухається в екранах, якими облицьовані стіни топки. З верхньої частини топки суміш продуктів згоряння і частинок палива, не згоріли у киплячому шарі, направляється у циклон, де відбувається відділення частинок незгорілого палива від продуктів згоряння. Незгорілі гарячі частинки змішуються з частинками свіжого палива, і ця суміш надходить в палаючий киплячий шар топки. Продукти згоряння надходять в конвективну шахту, в якій розташовані інші поверхні нагрівання робочого тіла: конвективний первинний і проміжний Пароперегрівачі, економайзер, повітронагрівач. На виході з конвективної шахти з продуктів згорання видаляється летюча зола, і потім вони надходять в електрофільтри для видалення залишків летючого попелу, після чого вони направляються в димову трубу для розсіювання у верхніх шарах атмосфери.
     Одна з основних ідей, що реалізовуються в котлах із ЦКШ, полягає в тому, що температура киплячого шару виявляється невисокою - на рівні 820-900 ° С. При таких температурах освіта окислів азоту йде дуже повільно. Зауважимо, що в факельних пиловугільних топках температура горіння досягає 2000 ° С. У свою чергу, низька температура горіння забезпечується великим розміром частинок вугілля (від 2 до 25 мм) та їх роз'єднаністю в киплячому шарі, на відміну від пиловугільного спалювання, коли розмір пилових частинок знаходиться на рівні 200 мкм.
     Разом з тим, в порівнянні з пиловугільних котлах, котли з ЦКШ більш складні, працюють у більш важких умовах (ерозія поверхонь нагріву запиленим потоком), мають підвищену витрату електроенергії на привід вентиляторів високонапірних для подачі повітря в зону горіння і створення киплячого шару [11].
     Техніко-економічні оцінки показують, що котли з ЦКШ в енергоблоках 150-200 МВт забезпечують собівартість електроенергії, капітальні витрати, витрати на паливо, на обслуговування та ремонт, що не перевищують аналогічні витрати для пиловугільних котлів з сіркоочищення. При цьому підкреслюється, що результати порівняння залежать від великої кількості факторів і визначаються конкретними умовами.

Висновки

1. Однією з ефективних і сучасних технологій спалювання вугілля місцевих є спосіб спалювання низькосортного палива та його відходів в циркулюючому киплячому шарі (ЦКШ), також можлива заміна вугілля відсортованими твердими побутовими відходами.

2. Технологія киплячого і циркулюючого киплячого шару широко використовується на численних зарубіжних промислових і енергетичних установках, забезпечуючи ефективне спалювання широкої гами палив з мінімальними викидами шкідливих речовин, відповідними найбільш жорстким нормам.

3. ЦКШ забезпечує можливість спалювання палив різної якості в одному і тому ж котлі, спрощена схема підготовки палива (дроблення), гарні динамічні характеристики, швидкий пуск з "гарячого" стану, компактність котельної установки, пов'язана з відсутністю коштів сіро-і азотоочісткі, що дозволяє розмістити котел ЦКШ в існуючих котелень осередках.

4. Капітальні витрати на реконструкцію діючих ТЕС за технологією ЦКШ в 2,5-3 рази нижче, ніж на нове будівництво і становлять, за різними джерелами, 400-600 дол/кВт

Литература

1. Куруленко Р.М. Земля тривоги нашої. За матеріалами національної доповіді про стан навколишнього середовища в Донецькій області // Донецьк: НПП «Віза - Про», 1999 р. – с. 107.

2. Эскин Н.Б. Анализ различных технологий термической переработки твердых бытовых отходов / Тугов А.Н. // Энергетик, 1994г. – с.6-9.

3. Куруленко Р.М. Земля тривоги нашої. За матеріалами національної доповіді про стан навколишнього середовища в Донецькій області // Донецьк: НПП «Новий мир», 2001 р. – с. 136.

4. Ксинтариса В.П. Использование вторичного сырья и отходов в производстве. // М.: Экономика, 1983г. – с.186.

5. Алексеев Г.М. Индустриальные методы санитарной очистки городов. / Петров В.Н. // Л.: Стройиздат, 1983г. – с.96.

6. Обезвреживание, переработка и использование ТБО // Москва, 1975г. – с. 140.

7. Белосельский Б.С. / Низкосортные энергетические топлива: Особенности подготовки и сжигания. // М.: Энергоатомиздат, 1989г. – с. 136.

8. Тихотская М.Р. / Проблемы утилизации отходов // М.: Наука, 1992г.

9. Котлер В.Р. / Использование горючих отходов в качестве топлива. // М.: ВИНИТИ, 1983г. – с. 290.

10. Вискин И.Л. / Сжигание угля в кипящем слое и утилизация его отходов // Д.: «Новый мир», 1997г. – с. 284.

11. Романов В.И. Газотурбинные технологии. / Межибовский В.Н. // ГТД —110 — от проекта к реальности 2000г. - № 6. с. 8—12.

12. ---

    Про автора

    ---