صفحه 1:
ADVANCED THERMAL
OXIDATION
استاد مربوطه:
ارایه:
صفحه 2:
کلیات
تعریف:
تبدیل جامدات آلی به محصولات نهایی اکسید شده:
آب. دی اکسید کربن و خاکستر
مزایا:
بیشترین کاهش حجم و در نتیجه کمترین نیاز به دفن.
تخریب پاتوژن ها و ترکیبات سمی.
پتانسیل بازیابی انرژی.
صفحه 3:
کلیات
معایب:
هزینه سرمایه گذاری و بهره برداری بالا:
نیاز به پرسنل ماهر بهره برداری و نگهداری.
اثرات مخرب زیست محیطی مواد باقی مانده از سوزاندن.
مواد باقی مانده در صورت آلابنده بودن, باید به روش مواد زائد خطرناک دفع شود.
کاربرد:
معمولا توسط تصفیه خانه های متوسط تا بزرگ با محدودیت دفع با استفاده مجدد. استفاده می شود.
صفحه 4:
Table 14-16 2 8
Advantages and 1. Maximum velume reduction and end prod 1. High coplal and operating cost
disadvantages of ct stability thereby lessening disposal 2. Complex systom that requires hight
incineration requirements trained operating staff
2. Maximum destruction of pathogens and 3, Possible adverse environmental effects
toxic compounds ‘air emission and ash
3. Relatively small process footprint 4. Disposal of residuals which moy be
4, Greatest control over final biosolids clossified os hazardous wastes itthey
disposition ‘exceed prescribed maximum polluta
5. Well suited for larger plants with larger concentrations
posal requirements 5. Relatively lengthy implementation
CCRT Ray ISIC timeframe due to planning and publ
consultation requirements
7. Well proven process
7. May not be feasible for و nonatiairment
صفحه 5:
کلیات
ویژگی های لجن قبل از سوزاندن:
آبگیری شده. تثبیت نشده. غلظت لجن آبكيرى شده بين 1۲۰-۳۵
چرا از لجن تثبیت نشده استفاده می شود؟
چون لجن های تثبیت شده.به خصوصبا روش های هضمبی هوازی و هوازی. محتوای فرار لجن را
کاهش می دهد و در نتیجه نیاز به سوخت كمكى افزايش مى يابد.
محتوای فرار لجن نگ به سوخت کمکی 1
صفحه 6:
تعریف احتراق:
اکسیداسیون گرمازا و سربع عناصر قابل احتراق سوخت.
عناصر اصلی:
کربوهیدرات هاء چربی هاء پروتئین ها؛ شامل N-H-O-C
دیگر اجزا شامل رطوبت و خاکستر.
درصد تقریبی این عناصر توسط روش آنالیز نهایی و آنالیز تقریبی تعیین می شود.
** براى اطمينان از احتراق کامل. هوای اضافی به میزان 1/۵۰ بیش از مقدار تئوری مورد نیاز است.
صفحه 7:
ددات مهم در احبرات
كا
محاسبه كل حرارت مورد نياز:
0 - 20, + 0, + 0,< 2۸۷: -1( + ۷۷۱ 0, (14-4)
© - كل كرماء
۷(5) [۷ - گرمای محسوس در خاکستر
ola cus = kJ (Btu)QE 81611(01) [)! -افت حرارت.
CP - گرماوویژه بسولیهر دسته ماده در خاکستر و گانزهایخروجی
kJ / kgC (Btu / Ib ° F)
5 - وننماده کیلوگرم(ک یلوگرم) ۷۷۷۷ - مقدار آبکیاوگرمدکیلوگرم)
2 - دمایاولیه و نهلیی/ - گرماونهانتبخیر kJ / kg (Btu / Ib)
صفحه 8:
نکات مهم در احتراق کامل
محتوای رطوبت (S05 63 EEE yal
نیاز به افزودن سوخت اضافی. مطلوب نیست.
گرمای مورد نیاز احتراق باید توسط "احتراق خودبخودی" اجزای فرار لجن صورت بگیرد.
ارزش حرارتی لجن توسط فرمول زیر محاسبه می شود:
HHV (Mi/kg) = 34.91 C + 117.83 H - 10.34 0 - ۱.51 + 10055 - 211۸ 20
2-11-0-11-5©: ديصد ونِنىخشكهر عنصره: ديصد وزنیخشکخاکستر
۷ - ارزشحرایتی بل لثر بناخلص (0,00043 ۷ ۳۱۱/۷9 MJ/kg (Btu/Ib=
صفحه 9:
نکات مهم در احتراق کامل
فرمول دیگر ارزش حرارتی ارائه شده توسط 8 5 لا:
HHV (Ml/kg) = 33.83 C + 144.70 7 - 0/8( + 95 ۳
ارزش سوختی لجن به طور گسترده ای بستگی به نوع لجن و محتوای جامدات فرار دارد.
ارزش سوختی بالا: لجن تصفیه نشده.
وجود روغن در لجن.
استفاده از خرد کننده غذایی آشپزخانه .
صفحه 10:
نکات مهم در احتراق کامل
Table 14-17
Typical heating values for various types of sludge
and biosolids*
ge 5
10,000-12,500
Raw primary 23,000-29,000
Activoed £8500-10,000 7000 20,000-23,000
Anaerebically digested primary 4000-6000 5000 7000-14,000
Raw chemically precipitated primary 6000-8000 7000 14,000-18,000
Biological fitter 7000-10,000 8500
“Adapted, in part, from WEF (1988).
* Lower value applies to plants with long solids retention time,
16,000-23,000
صفحه 11:
نکات مهم در احتراق کامل
۲ برای سوزاندن لجن اولیه تصفیه نشده. سوخت کمکی فقط برای گرم کردن زبلله سوز و
حفظ دمای مطلوب در هنگام کاهش مواد فرار مورد نیاز است.
“” سوختهای مناسب: نفت. گاز طبیعی, گاز اضافی هاضم.
صفحه 12:
سوزاندن به روش چند کوره ای
برای تبدیل کیک لجن آبگیری شده به خاکستر خنثی استفاده می شود.
فرایند پیچیده دارد و به اپراتور آموزش دیده نیاز است.
۲ کاربردها: در تصفیه خلنه های بزرگ. تصفیه خلنه های کوچکبا محدودیت دفع لجن.
در واحدهای تصفیه شیمیایی برای احیای لجن های آهکی.
۲ کیک لجن از بالای کوره وارد وبه آرامیبه جلو رانده می شود. از مرکز هر کوره به
کوره پایین تر هدایت می شود.
۲ بیشترین حرارت در کوره های وسطی است.
صفحه 13:
Figure 14-23
CCorss section through 2 typical
mutiple-heorth incinerator,
صفحه 14:
سوزاندن به روش چند کوره ای
7 هوای خنک کنندهبه ستون مرکزی و بازوهای لاستیکی توخللی دمیده می شود. بيشتر اين
هواء در قسمت بالايى ستون مركزىء به عنوان هواى بيش كرمايشى بازچرخش مى شود.
7 هواى بيش كرمليش از يايين كوره وارد عى شود. وقتى لين هوانبه كوره هاى وسطى عى رسد.
گرمتر می شود. سپس به طبقات باللیی می رود و در آنجا باعث کاهش رطوبت لجن های
ورودی می شود و دوباره مقداری از گرمای آن از دست می رود.
۲ بیشترین رطوبت گاز دودکش در طبقات فوقلنی است. زیرا لجن در ابتدا که وارد می شود
رطوبت بیشتری دارد.
صفحه 15:
سوزاندن به روش چند کوره ای
”7 سوزاندن چند کوره ای ممکن است فقط برای خشک کردن لجن استفاده شود.
۲ بنابرلین بیک کوره فقط برای تهیه گاز داغ نیاز است. لجن و گازنبه صورت موازی به طرف
پایین کوره می روند.
7 در خشک سازی, لین جریان موازی مکررا برای پیشگیری از سوختن اجزای حساس به
گرما استفاده می شود.
"۲" به دلیل محدودیت مربوطبه حداکثر ظرفیت تبخیر كوره. لجن ورودی بلید بیش از 71۵
جامدات داشته باشد.
۷ جامدات بین ۳۰-۱۵ باشد, نیاز به سوخت کمکی است.
صفحه 16:
سوزاندن به روش چند کوره ای
” نرخ بارگذاری میانگین کیک مرطوب در محدوده ۲۵-۷۵ 9/۳02۰ است.
به طور معمول 4010/۳02۰ از سطح موثر کوره است.
۲ فرایندهای دیگری که وجود دارد در کوره: سیستم انتقال خاکستر. اسکرابرهای خشک و
مرطوب جهت کنترل آلودگی هوا.
۲ در زباله سوز چند کوره ای. اساسی ترین واحد کنترل آلودگی هواء اسکرابر مرطوب است.
۷ در شرلیط عملیلتی مناسب. تخلیه ذراتبه هوا از اسکرابر مرطوب کمتر از ۰.۶۵ کیلوگرم |
۳ کیلوگرم (۱.۳ 00 / 10) از لجن خشک ورودی است.
صفحه 17:
سوزاندن به روش بستر سیال
7 لین کورمبه شکلیک استوانه عمودی است.با پوسته فولادی علیق مقاوم. دارایبیک بستر
ماسه ای. روزنه های شناور هوا برای تولید و پایدار کردن عمل احتراق.
“” قطر زباله سوز در محدوده ۲۰۷-۷۰۶ متر است.
Y قطر بستر ماسه ای در مواقع سکون تقریبا ۸ متر است.
این بستر ماسه ای بر روی آجرهای گنبدی و با گرانول های عابق مقاوم قرار گرفته است.
v
هوابا فشار ۲۰-۳۵ کیلو نییتن از طریق دهلنه های زیر بستر ماسه ای.به درون زبلله سوز
تزریق و باعث شناور شدن ماسه ها می شود.
صفحه 18:
Jay
Figure 14-24 اشع قم سك
Coss section اتمه امه
fuidized-bed incinerator.
hiding
نت
صفحه 19:
سوزاندن به روش بستر سیال
جرم جامدات معلق و گاز ها در هنگام بهره برداریبه دو برابر حللت خاموش افزایش
می یابد.
حداقل دمای بستر پیش از تزربق لجن. تقریبا ۷۰۰ درجه سانتی گراد است و بین ۸۲۰-
۰ درجه نگهداری می شود.
v
v
تبخیر آب و احتراق جامدات لجن به سرعت رخ مى دهد.
گازهای احتراق و خاکستربه خروجی گاز در بالای لجن سوز منتقل ی شوند و توسط
اسکرابر ونتوری شسته می شوند.
۷ هیچ خاکستری در کف زباله سوز از بستر خارج نمی شود.
صفحه 20:
سوزاندن به روش بستر سیال
” نرخ بازچرخش ب اسکرابر مرطوب. ۲۵-۴۰ لیتربه ازای هر کیلوگرم لجن خشک ورودی
است.
۷ خاکستر در اسکرابر مرطوب جدا می شود و کل جامدات معلق موجود تقریبا 1۲۰-۳۰
است.
7 7 800 ۷ صفرلست
” كنترل فرايند احتراق از طريق:
تغییر نرخ لجن ورودیجربان هوای ورودی به راکتور
*#به طور کلی.به علت اينکه واحدهای ۸1۲0 بستر سیال انتشارات پاک تری نسبتبه چند
کوره ای ها تولید می کنند. صنعتبه سمت غن آوری بستر سیال برای سیستم های جدید
صفحه 21:
سوزاندن به روش بستر سيال
زباله سوز بستر بازجرخشى يك كونه اصلاح شده است كه در آن:
گاز راکتور با سرعت بیشتر ( ۳-۸ 110/5) دميده مى شود.
“” حباب ها ناپدید شده و جریان گاز و جامدات غالب می شود.
۲" جامدات از مرکز راکتور حرکت کرده و موقتا دریک مغزن رسوب عی کند. سپس از طریق
کف راکتور بازچرخش می شوند.
۷ خاکستر از کف راکتور بازچرخش می شود.
کاربردها: در تصفیه خلنه های متوسط تا بزرگ ویا در تصفیه خلنه های کوچکبا محدودیت
دفن.
همچنین به پرسنل بهره بردار ماهر و آموزش دیده نیاز است.
صفحه 22:
سایر روش های سوزاندن
کوره مادون قرمز الکتربکی ۱
اولین کوره مادون قرمز الکتریکی در سال ۱۹۷۵ نصب شد و استفاده از آن شایع نیست.
کیک لجن آبگیری شده به يك انتهای سوزاننده منتقل می شود. یک مکانیسم غلتک داخلی لجن را
به یک لایه مداوم تقریبایک اینچ ضخامت در سراسر عرض نوار نقلله پخش حی کند. لجن به طور
متوالی خشک می شود و در حين حرکت در زیر المنت های مادون قرمز. می سوزد.
صفحه 23:
سایر روش های سوزاندن
کوره مادون قرمز الکتریکی
هوای احتراق توسط گازهای دود کش پیش گرملیش می شود وبه GUA خروجی کوره
تزریق می شود. کوره های الکتریکی مادون قرمز شامل تعدادی از ماژول های پیش
ساخته می باشند که می توانند با یکدیگر برای فراهم کردن طول کوره مورد نیاز باشند.
نرخ هوای اضافی بین ۲۰ تا ۷۰ درصد متغیر است.
انتشارات لین کوره معمولا توسط اسکرابر ونتوری یا سایر اسکرابرهای مرطوب کنترل
می شود.
v
صفحه 24:
کوره مادون قرمز الکتریکی
Radiant
Bet Infrared
Drive Roller Heating Woven Wire
Leveler Elements (Typ) Continuous Belt
Cooling
Gas
Exhaust
Combustion
Discharge
صفحه 25:
سایر روش های سوزاندن
کوره چرخشی(۱۱۳5 ۵۵۲۷)
معمولا برای کاربردهای ظرفیت کوچک استفاده می شود. کوره کمی از سطح افقی کشیده
شده است. در حالیکه قسمت فوقلنی. خوراک لجن و هوای احتراق را دربلفت ی کند. یک
مشعل در انتهای پایین کوره قرار دارد. محدوده کورهبا سرعت حدود ۱۵ سانتی متر در ثانیه
(۶ اینچ در انیه) چرخش می کند. خاکستر به یک قیف در زیر کوره تخلیه میشود.
صفحه 26:
کوره چرخشی(115 (Rotary
۱ ) محفطه احتراق (دوار)
۳) قسمت ابتدایی گوره
۳) قسمت انتهایی کوره
۳ ) مشعل احتواق اولیه رخ
‘ole ) کاز خروجی
۶) مشعل تانویه (جهت سوزاتدن خاکستر )
صفحه 27:
سوزاندن هم زمان با پسماند جامد
شهرى
” سوزاندن هم زمان لال1/151 با لجن باعث كاهش هزينه ها مى شود.
مزايا:
تولید انرزى حرارتى براى تبخير آب لجن
حمايت از احتراق مواد زائد و لجن دون سوخت كمكى
” در صورت نياز نامين حرارت مازاد براى توليد بخار
” در سيستم هاى فلقد بازيلبى حرارتى. نسبت ١ كيلوكرم لجن خشک به ۴۰۶ کیلو گرم 1۸5۷۷
اعمال مى شود.
در سيستم هاى داراى بازيلبى حرارقى. ١ كيلوكرم لجن به کیلوگرم ۱۷5۷۷ استفاده می
شود.
“” استفادم از اد 5 os
صفحه 28:
کنترل آلودگی هوا
آلاینده های ناشی از سوزان
بو انتشارات احتراق
” نوع و میزان انتشارات احتراق بر اساس:
نوع فناوری کاهش حرارتی
ماهيت لجن
سوخت كمكى مورد استفاده
” انتشارات مهم ناشى از احتراق:
ذرات معلق اکسیدهای نیتروژن گازهای اسیدی
ترکیبات خاص(هیدروکرین ها) فلزات سنگین
صفحه 29:
شن 2
كنترل الودكّى هوا
” به طور كلى كنترل انتشارات توسط سه روش انجام مى شود:
(۱) کنترل منبع, (۲) کنترل احتراق, (۳) تجهیزات کنترل آلودگی هوا,
۲ برای آلودگی های خاص. بعنی فلزات سنگین. کنترل منبع یکی از روش های ارزانتر و موثر برای
کاهش آلودگی هوا از توده زباله سوز است.
۲ برنلمه های کنترل منبع و سیستم های جمع آوریبا اجرای قانینی و برنلمه های کنترل مستقیم در
کاهش بارگذاری ها در سیستم های بعدی. تاثیر می گذایند که در نتیجه در بیوسولیدها ها تاثیر
می گذارند.
صفحه 30:
کنترل آلودگی هوا
** كنترل احتراق: از طريق افزلیش دمای گاز خروجی دودکش وبا مدت زمان کلفی (بیشتر از ۱ ثانیه).
اکثر این آلابنده ها به سطح قابل قبول کاهش می پابند.
جا لین حال. افزلیش سطح اکسید نیتروین ممکن استبا دمای بسیار بالا ایجاد شود. بنابرلين بايد
تعادل و دقت در جزئیات خاص طراحی و عملیات زباله سوز حفظ شود.
* تجهیزات کنترل آلودگی هوابه عنوان گام نهلیی برای کاهش سطح آلودگی باقی مانده در گازهای
دودکش استفاده می شود. اکثر سیستم های کنتیلی آمریکای شمللی از نظر تاریخی اسکرابر تر
بوده لند. لما سیستم های خشک نیز در اریپا و آسیا شلیع هستند و بیشتر شبیه به تجهیزات مورد
استفاده در زباله سوزهای جامد هستند.
صفحه 31:
با
سیستم های مرطوب پیشرفت». در حال حاضر دارای اسکرایر چند ونتوری برای حذف فلزات
سنگین و ذرات. اسکرابر مرطوببا شدت. برای حذف گاز و سولفور دی اکسید بلقی مانده. رسوب
دهنده الکترواستا تیک مرطوب برای حذف ذرات ریز افزایش یافته و حذف فلز است.
در سیستم های خشک معمولا پودر کوبن فعالبه جریان گاز دودکش برای حذف فلزات سنگین و
کنترل دیوکسین و فوران تزریق می شود. ۱
Kal نیز ممکن است برای کنترل گاز دی اکسید گوگرد و گاز اسیدی تزربق شود. فیلتر کیسه ای
برای فیلتر کردن گازهای دودکش استفاده می شود.
سیستم های ترکیبی ممکن است مورد استفاده قرار گیرد که شامل یک رشته اجزای تهویه کنترل
آلودگي مرطوب و خشک است وبه نیاز سطح کنترل آلودگی. محدودیت های مکان و در دسترس
بودن آب بستگی دارد.
صفحه 32:
کنترل آلودگی هوا: خلاصه حدود انتشارا
لجن سوزهای چندکوره ای و بستر سیال (۳۳/۵])
TABLE 5—SUMMARY OF EG EMISSIONS LIMITS PROMULGATED FOR EXISTING SSI
Enission tit for FB incinovators
0.0016
os
ost.
0.037,
450.
0.0074.
0.10.
12.
18
۳
Visible emissions of combustion
ash from an ash conveying sys-
tem (including conveyor transfer
points) for na more than 5 per-
ent of any compliance test
hourly observation period.
Emission limit for MH incinerators
0.095,
3,800
دص
0.28
220
030
032
50
80
26
Visible emissions of combustion
ash from an ash conveying sys
tem (including conveyor trensfer
points) for no more than 6 per.
Cent of any compliance test
hourly observation pericd
Units
miligrams per dry standard cubio
meter @Y-percent oxygen.
parts per rion of dry wolume @
"percent oxygen.
pans per milion of dry volume @
"-peroemt oxygen.
mg/dsom @7-percent oxygen
parts per milion of dry volume
"-percant oxygen
miligrams por dry standard cubie
meter @7-pereent oxygen.
nanograms per dry standard cubic
meter @7-percent oxygen
nanograms per dry standard cubic
motor @7-porcont Oxygon..
miligrams per dry standard cubio
meter @7-pereent oxygen.
parts per milion of dry volume @
"percent oxygen.
Porcent of the Routly observation
poriod.
Pollutant
ca
co
Hel
ون
NOx
Pb.
۳۳0 هوهق
PCDDICDF, Total Mass Basis
(TMB).
صفحه 33:
استفاده از انرژی بازیابی شده
% مبدلهای بازیلبی حرارت می توانند از لب گرم. بخاربیا گرمای حرارتی برای استفاده دوباره از گرما
و یا تولید برق استفاده کنند.
” مقدار. کیفیت و شکل انرٍی استخراج شده از فرایند ۸170 بستگیبه مقدار گرما و جامدات لجن
آبگیری شده دارد که به فرایند انتقال می یابد. لجن ناپایدار با محتوای جامد بیش از ۲۵ درصد
پتانسیل خوبی برای بازبافت انرژی دارد.
۲ بسته به هزینه های برق و سوخت. بخار تولید شده در دیگ بخار. می تواند براى كرم كردن
ساختمان ها در ماه های زمستان به جای مولد توربین مورد استفاده قرار گیرد.
صفحه 34:
استفاده از انرژی بازیابی
سده
Losses
Electricity
Plant heating Turbine
(November-April) |] generator | Losses
Off gases Losses | Steam Water/chemicals Stack
مت ‘Off gases
Air
Thermal air Waste heat sorubber | ash/water
oxidation preheater boiler تع سا
1
Ott gases
Preheated §—Fluidizing Boiler feed
fluidizing air air (cold) water
An example of an energy recovery process diagram,
OETA
۲
|
لعن بمعتمعمه موري
Figure 14-25
صفحه 35:
استفاده از انرژی بازیابی شده
۲ استفاده های دیگر برای بخار استخراج شده از فرایند ۸۱۲0 شامل فرایند گرملیش برای هضم با
فرآیندهای آبگیری و خشک کردن می باشد. از آنجا که تولید و کارکرد تجهیزات بخار با فشار بالا
نیازبه اپراتورهای متخصص دیگ بخار و فشار دارد. لین برنلمهبه طور گسترده ای مورد استفاده
قرار نمی گیرد.
صفحه 36:
COMPILATION
OF
AIR POLLUTANT
EMISSION FACTORS
FEDERAL REGISTER
Vol. 81 Friday,
No. 88 ان 29 2016
VOLUME I:
STATIONARY POINT
AND AREA SOURCES
Page 26057
Sec. 2:2
Part lV
Environmental Protection Agency
eG ray Pang Ant Saute
‘Sas Sea anne —
Fs Dan Recent Sevape Shige یجوم
ما اد وه مد بو کم ue
2 سم
Engineering
۱
| Treatment and Resource Recovery
14-4 یو .روم
‘Metcalf & Eddy | AECOM
سنوی
سیر
سب
oon
Enron
ci ag
enna
