Новий агрегат для
переробки твердих відходів
канд.техн.наук А. С. Парфенюк (ДонДТУ, Україна)
Розробка техніки і технології комплексної
переробки твердих відходів є однією з найбільш актуальних
проблем, що стоять перед сучасною цивілізацією. При цьому тверді
вуглецевмісний відходи промислового та побутового походження є
вторинними ресурсами, обсяги яких поблизу великих міст вимірюються сотнями
мільйонів кубометрів і продовжують швидко зростати. В результаті продовжується
забруднення поверхневих і підземних вод, повітря і відчуження грунтів. За
економічних і технологічних причин в даний час повне використання
таких відходів неможливо. Невикористані відходи складують на полігонах, в
шламонакопичувачах, частково скидають в каналізацію, піддають захоронення або
знешкоджують за допомогою різних хімічних, термічних та інших методів.
Зростаюча різноманіття і постійний пошук способів знешкодження та переробки
твердих відходів в усьому світі свідчить про гостроту проблеми. Причому
сучасні підприємства і установки для переробки різних відходів мають
обладнання не менш технічно складне, ніж у передових галузях
промисловості.
Як один з найбільш ефективних способів
термічної переробки при комплексному використанні твердих містять вуглець
відходів може бути застосований термоліз-порівняно простий спосіб,
забезпечує краще знешкодження відходів та їх використання як паливо
і хімічної сировини.
В даний час в діючих і розроблюваних
термолізних печах досягають наступних основних цілей: отримання газу, масел і
рідких вуглеводнів; вторинне використання твердого вуглецевого залишку та
шлаку або отримання висококалорійного газу; одночасне здійснення
термолізной газифікації; скорочення освіти сажі.
Процес термоліз містять вуглець твердих відходів
більш ефективний у порівнянні з безпосереднім спалюванням відходів і з точки
зору запобігання забруднення навколишнього середовища. Найбільш екологічно
чистим представляється екзотермічний термоліз, реалізований у відносно
компактному устаткуванні. Але і при ендотермічною термоліз зважаючи на його
протікання при низькому вмісті кисню відбувається незначне виділення
NOx, SOx, HCl та інших забруднюючих речовин, причому газ і масла можна спалювати
при низькому вмісті повітря в компактному устаткуванні, що робить викид
газів в атмосферу незначним.
За допомогою термоліз можна переробляти речовини, важко
піддаються переробці-такі, як автопокришки, брухт пластмас, відпрацьовані
масла, відстійні речовини. Оскільки після термоліз практично не залишається
біологічно активних речовин, то поховання твердого зольного залишку не
завдає істотного збитку навколишньому середовищу. До того ж при термоліз
утворюється попіл з високою щільністю, що різко зменшує обсяг відходів,
піддаються поховання (зважаючи на термічного розкладання і подальшого
спалювання речовини ефект зниження обсягу відходів більше, ніж при прямому
спалюванні). Термоліз не супроводжується відновленням (виплавкою) важких
металів, відходи перетворюються на легко транспортуються і акумулюються
джерела сировини та енергії. Так, відповідно до потреб можна отримувати
масла або рідке паливо, які легко транспортуються і зберігаються, газ,
який можна безпосередньо подавати по газопроводах споживачу, і
низькосортне тверде вуглецеве паливо для промислових енергоустановок.
У зв'язку з цим доцільно шукати можливості
переробки твердих відходів містять вуглець на коксохімічних заводах, тим
більше, що зараз вони завантажені на 25-40% своєї потужності, а деякі коксові
батареї виведені на холодну консервацію. Однак проблема-у відсутності
оптимальних промислових агрегатів для термоліз найбільш масових відходів:
шламів вуглезбагачення та побутових відходів. Існуючі коксові печі через
обмежених можливостей керувати процесом для цього не пристосовані,
а вивантаження твердого залишку продукту термоліз після завершення процесу
термічного розкладання дуже ускладнена у зв'язку з технічними труднощами
при його виштовхування.
Усі переваги термоліз поки що повною мірою не
реалізуються на відомих установках, тому повністю не використовується і весь
сировинний і енергетичний потенціал промислових і побутових відходів. На нашу
думку, найбільш повно всі основні достоїнства термоліз можуть бути досягнуті
при здійсненні процесу в похилих блокових агрегатах (НБА), розроблених
Донецьким державним технічним університетом. НБА компонують в батареї,
аналогічні звичайним коксових батарей/1 /. На малюнку представлена схема НБА
(поздовжній розріз агрегату).
Схема похилого блокового агрегату для термоліз
вуглецевих матеріалів:
1 - камера пресування; 2 - прессующе-проштовхує
пристрій; 3 - камера термоліз; 4 - газосборнік; 5 - регенератор; 6 - камера
ізотермічної витримки; 7 - розвантажувальне пристрій
Одним з можливих напрямів застосування НБА є
їх використання для переробки твердих відходів містять вуглець побутового
походження, шламів вуглезбагачення, відходів коксохімічного та інших
виробництв. На базі НБА після доопрацювання під вихідна сировина можна створити
агрегати, призначені для інтенсивної переробки таких відходів. Підготовка
сировини передбачає його попередню класифікацію за крупності з витягом
металів і кераміки, подрібнення великих класів, перемішування компонентів у
заданій пропорції, брикетування або компактування.
Конструкція агрегату органічно поєднує в єдиному
технологічному процесі відбуваються в певних зонах (блоках) завантаження,
ущільнення і проштовхування сировини, її термоліз з отриманням газоподібних,
рідких хімічних продуктів і твердого вуглецевого залишку, можливу
ізотермічну витримку, газифікацію або спалювання твердого вуглецевого
залишку в котлоустановке з наступним його охолодженням на конвеєрі і
розвантаженням.
Технологія забезпечує повну відсутність газопилових
викидів в атмосферу. Відвід, уловлювання та переробка летючих продуктів
термоліз протікають за схемою, аналогічною схемою для традиційного хімічного
крила коксохімічних заводів. Гнучке варіювання параметрів переробки в
залежності від властивостей сировини та цільового продукту здійснюється за рахунок
регулювання ступеня ущільнення, режиму завантаження і теплового режиму та інших
параметрів агрегату. Передбачена робота батареї НБА в автоматичному режимі,
коли весь процес від подачі сировини на пресування до вивантаження твердого залишку
відбувається без прямої участі людини. При будь-якому варіанті реалізації процесу
запобігає пряме спалювання відходів, токсичні тверді речовини, наявні
у відходах, опиняються зв'язаними в твердому залишку термоліз або золі.
Перераховані переваги нової технології переробки
містять вуглець твердих відходів при її впровадженні в промислових масштабах на
деяких коксохімічних підприємствах виразяться в кінцевому результаті в досягненні
значного екологічного, економічного та соціального ефекту, що робить
таку технологію дуже привабливою і перспективною для освоєння.
Список літератури
1 Парфенюк А.С., Зборщик М.П. Екологічно чиста
технологія коксування вугілля в похилих камерних печах: Тез. науч.-техн.
семінару "Фундаментальні основи екологічно чистих технологій".
"Технологія-91". -Донецьк, 1991. С.76.
Для підготовки даної роботи були використані
матеріали з сайту http://masters.donntu.edu.ua
