بخشی از مقاله
چکیده
ازدیاد حجم زباله های شهری و افزایش مشکلات دفع آن و همچنین کمبود زمین مناسب جهت دفن و مسائل زیست محیطی مبتلا به سبب رویکرد به روش زباله سوزی در جهان امروز شده است بگونه ای که از سال 2010 دفن زباله قابل اشتعال در کشورهای عضو اتحادیه اروپا ممنوع گردیده است و تنها روش مورد توافق در این کشورها نیروگاه های زباله سوز می باشد .
در این مقاله به بررسی روشهای مختلف کنترل آلودگی ماشین های زباله سوز و نحوه عملکرد انها می پردازیم.و همچنین اجزاء اصلی پایلوت زباله سوز مانند سیستم تعذیه ی اتوماتیک زباله سوز، کوره،مبدل حرارتی،اسکرابر و غبارگیر،سیستم کوران پایلوت و همچنین سیکل آب طراحی گردیده و در نهایت مشخصات فنی آن به منظور ساخت ارائه می گردد. ساخت پایلوت زباله سوز با هدف آزمایش و مشاهده عملی احتراق زباله ها بر اساس تئوریها و فرضیات علمی احتراق صورت گرفته و آنرا می توان نمونه کوچکی از نیروگاه زباله سوز به حساب اورد.
.1 مقدمه
نیروگاه های زباله سوز به دلیل ایجاد دود و گاز نقش عمده ای در آلودگی هوا دارند .کنترل این آلودگی در صورتی عملی خواهد بود که نحوه مدیریت نابود کردن یا سوزاندن زباله به طریقی باشد که دستگاه به خوبی کار نموده و خطری برای سلامتی افراد جامعه بوجود نیاورد. پر واضح است که طراحی و بهینه زباله ها می تواند گامی مهم در جهت عملکرد مطلوب انها محسوب گردد .
با توجه به اینکه سوخت مصرفی زباله سوز دارای ترکیب ثابتی می باشد .لذا قبل از طراحی سیستم بایستی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی زباله مشخص شده باشد .بطور کلی اجزاء ماشین های زباله سوز بر اساس مشخصات و ظرفیت زباله ورودی محاسبه و طراحی گردیده و تغییرات اندک در ترکیب و ارزش حرارتی زباله را می توان با ابزارهای کنترل احتراق همانند سوخت کلی و هوای اضافی کمتر نموده و فرایند احتراق را بصورت بهینه هدایت نمود .شرایط احتراق بایستی طوری در نظر گرفته شود که علاوه بر دارا بودن حداکثر راندمان احتراق، قوانین و مقررات زیست محیطی را نیز کاملا رعایت نماید . برای اطمینان از کاهش غلظت آلایندگی گازهای خروجی از کوره به حد مجاز، یک سیستم کنترل آلودگی هوا شامل اسکرابر و غبارگیر پیش بینی شده است .
تولید آبگرم برای مصرف آثار سوء زیست محیطی مصرف آن بشمار می رود .علاوه بر این بازیافت انرژی از نظر اقتصادی نیز قابل توجه بوده و گامی در جهت بازگشت سرمایه محسوب می گردد.زباله سوزها با ایجاد احتراق و اکسیداسیون مواد زائد قادر به حذف سموم آلی از این ضایعات می باشند و این مساله باعث استفاده گسترده از این دستگا هها، به منظور دفع ضایعات صنعتی، بیمارستانی و شهری خطرناک می شود. پس از انجام فرایند احتراق، این ضایعات تبدیل به دی اکسید کربن، آب، خاکستر و مقدار اندکی پسماند فرار و جامد - نظیر مونوکسید کربن و دوده - می شوند. فرایند سوزاندن توسط زباله سوزها شامل مراحل تحویل دادن، ذخیره سازی ، آماده کردن مواد زائد ، آماده سازی زباله سوزه ا، سوزاندن ضایعات - شامل احتراق، تبدیل به گاز و گرما کافت - و دفع مواد زائد می شود
در این مقاله به بررسی روشهای مختلف کنترل آلودگی دستگاه های زباله سوز و همچنین سوخت این دستگاه ها و نحوه عملکرد انها می پردازیم.
.2 عوامل موثر در انتخاب نوع و طراحی زباله سوزها
اولین تجربه سوزاندن زباله به انگلستان نسبت داده شده است که توسط دو مهندس امریکایی به نامهای هرنیک و گریلی در سال 1874 و با احداث یک زباله سوز شهری در ناتینگهام انگلستان ساخته شد، نخستین کارخانه زباله سوز آلمانی طی سالهای 1894 تا 1996 و در پی ایجاد اپیدمی وبا تاسیس گردید و بعد از سال 1960 ساخت این کارخانه ها در آلمان توسعه یافت. به طوری که در سال 1950 تعداد آن به 14 مورد رسید. تکنولوژی برتر برای تبدیل مواد زائد به انرژی از اواسط دهه 1970 ابلاغ گردید و در دهه آخر قرن بیستم گسترش زیاد یافت.
از مهمترین عواملی که در انتخاب نوع و طراحی ماشین های زباله سوزها نقش بسیار مهمی دارند، می توان به حجم و نوع ضایعات، مسائل زیست محیطی و اقتصادی، مشکلات اجتماعی و نحوه مدیریت مواد زائد اشاره نمود که ادامه این بخش در مورد هر یک از این عوامل توضیحاتی ارائه می گردد.
.1-2حجم و نوع ضایعات
می باشد. با توجه به هزینه های بالای خرید و آماده سازی زمین به منظور دفع نهایی مواد زائد و در صورت بالا بودن حجم این مواد استفاده از زباله سوزها امری منطقی و اقتصادی به نظر می رسد. کاهش حجم مواد زائد - به خصوص مواد زائد شهری - تا 25 درصد حجم اولیه آنها، امکان استفاده اقتصادی از زمین را به بهترین شکل ممکن بالا می برد. گسترده بودن طیف مواد زائدی که می توان از زباله سوز ها به منظور کاهش حجم و یا از بین بردن آنها استفاده نمود، از مهمترین مزایای استفاده از این دستگاه ها می باشد. شکل - 1 - درصد حجمی سالیانه مواد مختلف را که در زباله سوزهای انگلستان سوزانده می شوند، را نشان می دهد.
شکل -1 درصد حجمی سالیانه مواد مختلف را که درماشین های زباله سوزهای انگلستان سوزانده می شوند.
.2-2 مسائل زیست محیطی
مهمترین آلاینده های منتشر شده توسط زباله سوزها ذرات معلق ، گازهای احتراق پذیر - مانند مونوکسید کربن و هیزدروکربن هزا - گازهای غیر قابل احتراق - مانند اکسیدهای نیتروژن و اکسیدهای گوگرد - انتشار ذرات فلزی - مانند کروم و کادمیوم - و مواد بودار می باشند. این ترکیبات قادر به ایجاد مشکلات فراوان برای محیط زیست هستند و آیین نامه ها محدودیت های انتشار فراوانی را به منظور مقابله با افزایش غلظت این آلاینده ها در جو در نظر گرفته اند. درصد انتشار این آلاینده ها علاوه بر نوع و میزان ضایعات ، تا حد زیادی به شرایط انجام فرآیند احتراق - درصد اکسیژن موجود، تلاطم، دما، مدت زمان انجام فرآیند و غیره - نیز بستگی دارد. انجام احتراق مناسب باعث کاهش قابل توجه حجم ضایعات، خوردگی دستگاه و غلظت سموم خواهد شد.
با افزایش نگرانی های زیست محیطی ناشی از انتشار گازهای آلاینده تولید شده توسط زباله سوزها، سازمان های حامی محیط زیست اروپایی و ملی، استانداردهای انتشار گاز را برای این دستگاه ها وضع کرده اند. این آیین نامه ها نحوه کنترل ذرات الاینده منتشر شده توسط این دستگاه ها را به سه دسته تقسیم کرده اند که این سه دسته عبارتند از: ساده ، متوسط و پیشرفته.
✓ در نوع ساده تنها کنترل ذرات معلق در دستور کار قرار می گیرد.
✓ در نوع متوسط علاوه بر ذرات معلق، کنترل دی اکسید گوگرد و برخی از فلزات سنگین - ماننزد آرسنیک، کادمیوم، مس، سرب و غیره - مدنظر آیین نامه ها قرار می گیرند.
✓ در نزوع پیشرفته کبالت و دی اکسیدهای نیتروژن و دی اکسین ها و فورانها هم به این مجموعه اضافه می شوند.
.3-2 مسائل اقتصادی
اگر چه هزینه سوزاندن پسماندها در طول زمان تغییر محسوسی نکرده است در برخی زمینه ها انجام این روش با کاهش هزینه ها نیز همراه بوده است با این حال انجام فرایند کنترل گازهای آلاینده منتشره تولید شده توسط زباله سوزها، باعث افزایش محسوس هزینه سوزاندن پسماند می شود. بر اساس بررسی های صورت گرفته در کشور هلند، 35 درصد هزینه ها به منظور انجام فرایند سوزاندن مواد زائد برای کوره و بویلر و 65 درصد دیگر به منظور تصفیه گازهای خروجی صورت گرفته است. جدول 5-3 هزینه های تقریبی استفاده از دستگاه های کنترل آلودگی هوا را برای زباله سوزها نشان می دهد.
جدول 2 هزینه های تقریبی استفاده از دستگاه های کنترل آلودگی هوا را برای زباله سوزها
