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Guida al rilevamento dei gas a processo completo per gli impianti di incenerimento dei rifiuti: Due indicatori fondamentali per verificare la combustione completa

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1.Dal ricevimento dei rifiuti allo smaltimento delle ceneri: Una panoramica completa sulla necessità di rilevare i gas durante il processo di incenerimento

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Introduzione
L'incenerimento dei rifiuti solidi urbani (MSW) è l'approccio principale per la riduzione dei rifiuti urbani, il trattamento innocuo e il recupero delle risorse. Attraverso la combustione ad alta temperatura, i rifiuti vengono convertiti in ceneri pesanti ed energia termica, che può essere utilizzata anche per la generazione di energia termica da rifiuti. Tuttavia, la sfida principale nel funzionamento dell'incenerimento è come controllare in modo stabile le condizioni di combustione e garantire una combustione completa. Una combustione incompleta non solo riduce l'efficienza di utilizzo del calore e fa aumentare i costi operativi, ma porta anche a emissioni eccessive di sostanze inquinanti come monossido di carbonio e diossine, oltre a comportare rischi per la sicurezza dovuti alla deflagrazione causata dall'accumulo di gas combustibili.
Il rilevamento della composizione dei gas è il metodo più diretto e sensibile per valutare lo stato di combustione ed è anche un requisito obbligatorio specificato nello Standard per il controllo dell'inquinamento nell'incenerimento dei rifiuti solidi urbani (GB 18485-2014). Questo articolo illustra l'intero processo di incenerimento dei rifiuti, spiega il ruolo fondamentale del rilevamento dei gas nel controllo della combustione e nella protezione della sicurezza e introduce schemi di configurazione ragionevoli per diversi scenari.

I. Flusso di processo completo dell'incenerimento dei rifiuti solidi urbani
Un tipico impianto di incenerimento dei rifiuti solidi urbani è costituito da 6 anelli centrali, ciascuno corrispondente a diversi ambienti di gas e punti di rischio:
1. Ricezione e stoccaggio dei rifiuti
I rifiuti vengono pesati e scaricati in una fossa di stoccaggio chiusa, dove fermentano anaerobicamente per 3-7 giorni per eliminare il percolato e migliorare il loro potere calorifico. La fermentazione anaerobica dei rifiuti nella fossa produce continuamente gas come il metano (CH₄) e l'idrogeno solforato (H₂S), rendendola un'area ad alto rischio di esplosione e avvelenamento.
2. Alimentazione e incenerimento in forno
Una gru per la raccolta dei rifiuti alimenta i rifiuti fermentati in una tramoggia, che viene poi introdotta nel forno tramite uno spintore. Il forno è suddiviso in sequenza in una zona di essiccazione, una zona di combustione e una zona di combustione. I rifiuti devono rimanere in un ambiente ad alta temperatura, superiore a 850℃, per non meno di 2 secondi per garantire la completa decomposizione e combustione della materia organica.
3. Utilizzo del calore di scarto
I gas di scarico ad alta temperatura entrano nella caldaia di calore di scarto per riscaldare l'acqua e produrre vapore per la produzione di energia o per la fornitura di calore. In questa fase la temperatura dei gas di scarico si abbassa notevolmente.
4. Purificazione dei gas di scarico
I gas di scarico vengono sottoposti a processi di trattamento come la disacidificazione, la denitrificazione, l'adsorbimento su carbone attivo e la rimozione delle polveri dai sacchi, in sequenza, per rimuovere vari inquinanti prima di essere scaricati a norma.
5. Raccolta e smaltimento delle ceneri
Le ceneri pesanti scaricate dal fondo del forno vengono raccolte dopo il raffreddamento dell'acqua e possono essere utilizzate come risorse. Le ceneri leggere raccolte dal trattamento dei gas di scarico vengono stabilizzate e smaltite in conformità alle normative sui rifiuti pericolosi.
6. Strutture ausiliarie
Comprendono stazioni di trattamento del percolato, aree di stoccaggio dell'ammoniaca, aree per l'olio combustibile di supporto alla combustione, ecc. Ogni area corrisponde a rischi diversi di gas tossici, nocivi, infiammabili ed esplosivi.

II. Rilevamento dei gas: La base fondamentale per giudicare la completezza della combustione
L'essenza dell'incenerimento dei rifiuti è la reazione di ossidazione ad alta temperatura della materia organica. In uno stato ideale di combustione completa, gli elementi di carbonio e idrogeno presenti nei rifiuti vengono tutti convertiti in anidride carbonica e acqua, rilasciando tutta l'energia termica. Tuttavia, nel funzionamento effettivo, influenzato da fattori quali la composizione fluttuante dei rifiuti, la distribuzione irragionevole dell'aria, la temperatura insufficiente del forno e lo scarso effetto di miscelazione turbolenta, si verificano vari gradi di combustione incompleta.
Tra i principi di controllo della combustione "3T+E" (Temperatura, Tempo, Turbolenza, Eccesso d'aria), riconosciuti dall'industria, sia il coefficiente di eccesso d'aria che la completezza della combustione devono essere quantificati direttamente dalla concentrazione di gas. Affidarsi solo a parametri come la temperatura del forno e la pressione negativa del forno non può riflettere accuratamente lo stato reale della combustione e il rilevamento dei gas è il metodo di giudizio più diretto.
Indicatore principale 1: Monossido di carbonio (CO) - Il "Gold Standard" per l'efficienza della combustione
Generation Principio: quando l'apporto di ossigeno è insufficiente, la temperatura del forno è bassa o il tempo di permanenza dei gas di scarico è insufficiente, il carbonio organico non può essere completamente ossidato in anidride carbonica (CO₂) e si genera monossido di carbonio (CO). Anche la materia volatile incombusta trasporta CO e viene scaricata con i gas di scarico.
Indicator Significato: La concentrazione di CO è il barometro più diretto della completezza della combustione. Un continuo aumento della concentrazione indica un deterioramento delle condizioni di combustione, che non solo riduce l'efficienza di utilizzo del calore, ma è anche accompagnato da un aumento significativo della generazione di inquinanti altamente tossici come diossine e COV. Una concentrazione bassa e stabile indica una combustione completa e condizioni operative stabili.
Compliance Requisiti: Secondo lo Standard per il controllo dell'inquinamento nell'incenerimento dei rifiuti solidi urbani (GB 18485-2014), il valore medio su un'ora del monossido di carbonio nei fumi dell'inceneritore non deve superare i 100 mg/m³, che è un indicatore core della linea rossa per la valutazione della protezione ambientale.
Indicatore centrale 2: Ossigeno (O₂) - Riferimento chiave per la razionalità della distribuzione dell'aria
Detection Significato: L'ossigeno è una condizione necessaria per la combustione e il coefficiente di eccesso d'aria determina direttamente la completezza della combustione e l'efficienza termica.
Indicator Significato: Se la concentrazione di O₂ è troppo bassa (<6%VOL), indica un apporto di ossigeno complessivo insufficiente, inevitabilmente accompagnato da un aumento della concentrazione di CO e da una combustione incompleta. Se la concentrazione di O₂ è troppo alta (>10%VOL), indica un apporto eccessivo di aria. Una grande quantità di aria fredda che entra nel forno sottrae calore, riduce la temperatura del forno e non favorisce una combustione stabile. Allo stesso tempo, aumenta il consumo energetico del ventilatore a tiraggio indotto e il carico del trattamento dei gas di scarico.
Reasonable Gamma di controllo: L'industria lo controlla convenzionalmente al 6%~10%VOL, che non solo garantisce una combustione completa, ma mantiene anche la perdita di calore dei gas di scarico entro un intervallo ragionevole.
Rilevamento supplementare per la sicurezza
Oltre al controllo delle condizioni di combustione, il rilevamento dei gas è una garanzia necessaria per una produzione sicura. Il metano (combustibile) e il solfuro di idrogeno (tossico) nelle fosse di stoccaggio dei rifiuti, i gas tossici e nocivi nelle stazioni di percolazione, le perdite di ammoniaca nelle aree di stoccaggio dell'ammoniaca, la carenza di ossigeno e i rischi di gas tossici nelle operazioni in spazi confinati devono essere identificati in anticipo attraverso il rilevamento dei gas per prevenire gli incidenti.

III. Apparecchiature di rilevamento e metodi di configurazione comuni
Il rilevamento dei gas negli impianti di incenerimento dei rifiuti adotta solitamente una modalità combinata di "monitoraggio continuo fisso + ispezione mobile portatile" per soddisfare le esigenze di diversi scenari.
1. Rivelatori di gas fissi
Application Scenari: Installati in punti fissi per ottenere un monitoraggio ininterrotto per 24 ore. I dati possono essere caricati in tempo reale sul sistema di controllo automatico dell'impianto. Quando la concentrazione supera lo standard, scatta automaticamente un allarme acustico e visivo, e può anche essere collegato con le apparecchiature di emergenza, come i dispositivi di ventilazione e di spegnimento.
Key Punti di installazione: Fumi principali all'uscita del forno (CO, O₂, per monitorare le condizioni di combustione), sopra la fossa di stoccaggio dei rifiuti (CH₄, H₂S, per prevenire deflagrazioni e avvelenamenti), area di raccolta del percolato, area di stoccaggio dell'ammoniaca, sala di scarico delle ceneri, ecc.
Recommended Apparecchiature: MST F100 fisso di MAIYA SENSOR. Supporta un singolo gas personalizzabile. È disponibile nelle versioni con protocollo 0-40mA e RS485. Con un controllore adeguato, può essere perfettamente integrato nel sistema di controllo automatico dell'impianto. Il circuito stampato è trattato con un rivestimento anticorrosione e la sonda è dotata di una membrana filtrante, in grado di prevenire efficacemente la corrosione e di prolungare la vita utile dell'apparecchiatura.
2. Rivelatori di gas portatili
Application Scenari: Scenari mobili come l'ispezione giornaliera dell'impianto, la manutenzione delle apparecchiature, il rilevamento pre-operativo di spazi confinati e l'indagine di emergenza sulle perdite.
Two Tipi comuni:
rivelatori a diffusione: Di dimensioni compatte, adatti ad essere indossati durante le ronde quotidiane per monitorare la concentrazione di gas nell'ambiente in tempo reale.
rivelatori ad aspirazione: Costruiti con una pompa di campionamento e possono essere utilizzati con tubi di campionamento estesi. Possono estrarre campioni di gas da aree profonde senza che il personale entri in spazi pericolosi e sono adatti per la rilevazione stratificata prima delle operazioni in spazi confinati.
Recommended Apparecchiature: Rivelatori multigas portatili MST 410 (a diffusione) e MST 410P (a pompa) di MAIYA SENSOR. Questi rivelatori consentono di personalizzare in modo flessibile le combinazioni multigas per soddisfare esigenze diverse, come le ispezioni giornaliere e le operazioni in spazi confinati. L'MST 410P è anche dotato di un galleggiante e di un tubo flessibile, per facilitare il rilevamento di gas in pozzi sotterranei o in ambienti con accumuli d'acqua.

IV. Principi fondamentali della configurazione di rilevamento dei gas
1. Privilegiare le condizioni di lavoro, garantire la sicurezza come principio fondamentale
La priorità è garantire il monitoraggio delle condizioni di combustione di CO e O₂ all'uscita del forno, che è il fulcro della conformità ambientale e dell'ottimizzazione del funzionamento. Coprite simultaneamente le aree ad alto rischio, come i bidoni di stoccaggio dei rifiuti, gli spazi confinati e le aree di stoccaggio di sostanze chimiche pericolose, senza lasciare punti ciechi per la sicurezza.
2. Soluzioni fisse e mobili complementari
Le apparecchiature fisse realizzano un monitoraggio continuo in tutte le condizioni atmosferiche, mentre quelle portatili coprono scenari mobili come l'ispezione, la manutenzione e la risposta alle emergenze. La combinazione di queste due soluzioni costituisce un sistema completo di protezione della sicurezza dei gas.
3. Adattamento alle condizioni di lavoro, calibrazione regolare
Scegliere apparecchiature con livelli di protezione corrispondenti in base alle condizioni di temperatura, polvere e umidità dei diversi punti. Calibrare regolarmente i sensori in conformità alle specifiche per garantire dati di rilevamento accurati e affidabili.

Promemoria a caldo
Il controllo della combustione dell'incenerimento dei rifiuti è direttamente correlato alla conformità ambientale, ai costi del consumo energetico e alla sicurezza della produzione, e il rilevamento dei gas è il metodo di controllo più diretto ed efficace. Si raccomanda agli operatori di combinare le concentrazioni di CO e O₂ con parametri quali la temperatura del forno e la pressione negativa per l'analisi, e di regolare con precisione la distribuzione dell'aria e la velocità di alimentazione per ottenere una combustione stabile e completa.
Tutte le operazioni in spazi confinati devono seguire rigorosamente la procedura "prima la ventilazione, poi il rilevamento e infine il funzionamento". Il personale deve portare con sé rilevatori di gas portatili per tutta la durata dell'operazione, al fine di eliminare gli incidenti di sicurezza.

Guida interattiva
Il vostro impianto di incenerimento dei rifiuti ha domande sull'ottimizzazione delle condizioni di combustione o sulla configurazione dei punti di rilevamento dei gas? Non esitate a lasciare un messaggio nella sezione dei commenti per discuterne con altri operatori del settore.