<<
>>

Использование твердых отходов в качестве вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) и вторичных материальных ресурсов (BMP)


Термические методы уничтожения твердых BMP позволяют использовать энергетический (топливный) потенциал отходов, а в случае комплексной переработки извлекать из продуктов термообработки различные вещества, применяемые в основной или смежной отраслях.
Процесс осуществляют в термических реакторах различных конструкций (шахтные, циклонные, с псевдоожиженным слоем и др.). Недостатком метода сжигания является образование сопутствующих топочных газов, подлежащих дополнительной очистке. В ряде случаев при термической переработке твердые отходы подвергают пиролизу - высокотемпературному превращению органических соединений, сопровождающееся их деструкцией и вторичными процессами. Образующиеся продукты используются как жидкое и газообразное топливо.
Переработка отходов с целью использования их энергетического потенциала без нанесения экологического ущерба окружающей среде представляет собой сложную энерготехнологическую проблему. К таким ВЭР относятся отходы химической и термохимической переработки углеродистого или углеводородного сырья, древесные отходы в лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, отходы химических производств (например, пластмассы или смолы), представляющие собой смеси различных веществ и др., разделение которых экономически нецелесообразно.
Большого экономического эффекта достигают при применении систем, вырабатывающих или полностью обеспечивающих себя электроэнергией, кислородом, сжатым воздухом и теплом (паром). Избытки электроэнергии, тепла и продуктов разделения воздуха используют для нужд коммунально-городского хозяйства. Схема такого энерготехнологического агрегата с применением печей Ванюкова предназначена для переработки твердых бытовых и промышленных отходов (ТБПО) в барботируемом расплаве шлака.
Сущность технологического процесса переработки ТБО в печи Ванюкова заключается в высокотемпературном разложении (плавке) компонентов рабочей массы в слое барботируемого шлакового расплава при температуре 1350-1400 °С и выдерживании их в течение 2-3 секунд, что обеспечивает полное разложение всех сложных органических соединений (в том числе дибензодиоксинов и дибензофуранов) до простейших компонентов. Барботаж осуществляется за счет подачи через стационарные дутьевые устройства окислительного дутья.
ТБПО рассматривается как топливо с теплотворной способностью 1500-1800 ккал/кг при влажности 51,7%.
Плавка осуществляется автогенно без добавления топлива на дутье, обогащенном кислородом до 50-70%.
Комплекс по утилизации отходов позволяет перерабатывать шихту без предварительной сортировки и сушки со значительным колебанием по химическому и морфологическому составу за счет универсальности плавильного агрегата.
Экологическая безопасность достигается за счет отсутствия на выходе из печи высокотоксичных соединений и применения системы очистки газа, имеющей запас по пропускной способности и рассчитанной на улавливание практически всех возможных вредных соединений, встречающихся в бытовых и промышленных отходах и образующихся при их переработке.
ТБПО и флюсы поступают на завод автотранспортом. Материалы взвешиваются и проходят дозиметрический контроль.

В результате плавки образуются газы, содержащие продукты сгорания и разложения ТБО, и шлак, состоящий из силикатов и оксидов металлов. Возможно образование донной фазы, содержащей черные и цветные металлы.
Шлак после водной грануляции поступает на предприятия стройиндустрии или на строительство автодорог.
Донная фаза отливается в слитки и отправляется на переработку на предприятия черной и цветной металлургии.
Газы охлаждаются в газоохладителе с получением пара энергетических параметров, очищаются от пыли, возгонов, вредных примесей и сбрасываются в атмосферу через дымовую трубу.
Уловленная пыль, в зависимости от содержания в ней компонентов, отправляется или потребителю, или возвращается в оборот - на переработку с ТБПО.
На рис. 7.7 представлена структурно-технологическая схема, а на рис. 7.8 - принципиальная аппаратурно-технологическая схема переработки ТБПО.

ПРИЕМНЫЙ СКЛАД ОТХОДОВ
7ІИГ
ОБОРОТНАЯ ПЫЛЬ
расходный бункер
і
воздух
КИСЛОРОД
ПЕЧЬ ВАНЮКОВА
ГАЗ
1
ШЛАК ВОДА I
РАЗЛ ИВКА

СЛИТКИ
ГРАНУЛЯЦИЯ
ШЛАК
ОХЛАЖДЕНИЕ
гт~т
ПАР ГАЗ ПЫЛЬ
_1_4=
ПЫЛЕГАЭО-
УЛАВЛИ8АНИЕ
і I
ГАЗ ПЫЛЬ
і
ПЕРЕРАБОТКА НА ЗАВОДАХ
ЦВЕТНОЙ
МЕТАЛЛУРГИИ
ПРОИЗВОДСТВО
СТРОИТЕЛЬНЫХ
ИЗДЕЛИЙ
ПРОИЗВОДСТВО
ЭЛЕКТРО
ЭНЕРГИИ
ПОТРЕБИТЕЛЮ
ПЕРЕРАБОТКУ

ДЫМОВАЯ ТРУБА
Рис. 7.7. Структурно-технологическая схема переработки ТБПО
В табл. 7.1. представлены параметры отходящего (выбрасываемого) газа в атмосферу, в т а б л . 7.2, 7.3 и 7.4 - технико-экономические показатели различных установок - модулей по переработке ТБПО.
Таблица 7.1
Параметры газа на выбросе в атмосферу
Элемент Содержание в газах хЮ’3, мг/нм3 Значение
ПДКхЮ’3,
мг/нм3
Элемент Содержание в газах хЮ'3, мг/нм3 Значение ПДК хЮ'3, мг/нм3
ЦИНК 3,0 50 ртуть 0,005 0,3
кадмий 0,02 0,3 никель 0,03 1,0
свинец 0,3 0,3 мышьяк 0,003 3,0
медь 0,5 2,0 олово 0,3 20
ванадий 0,03 2,0 стронций 0,1 1000
висмут 0,3 50 сурьма 0,005 20
серебро 0,01 1000 молибден 0,01 100
вольфрам 0,002 150 калий 0,005 100
цирконий 0,005 1000 бор 0,1 10
барий 0,8 4,0 хром 0,005 1,5


Принципиальная аппаратурно-технологическая схема переработки ТБПО
Рис. 7.8. Принципиальная аппаратурно-технологическая схема переработки ТБПО:
1 - склад сырья; 2- узел загрузки печи; 3 - плавильный агрегат (печь Ванюкова); 4 - сплав на металлургические заводы; 5- шлак на производство стройматериалов; 6 - котел-утилизатор; 7 - сухой электрофильтр; 8 - дымосос; 9 - скруббер; 10 ~ мокрый электрофильтр; 11 - труба.

Капитальные вложения на строительство модулей в условиях средней полосы России в млн долл. США
Наименование работ и затрат МПВ-30 МПВ-60 МПВ-120 МП В-240
Строительные работы 3Г33 4,48 6,38 9,75
Монтажные работы 1,13 1,53 2,17 3,49
Оборудование 3,75 5,06 7,2 11,61
Прочие работы и затраты 0,99 1,33 1,89 2,95
Всего: 9,2 12,4 17,64 27,8

Таблица 7 3

Удельные расходы энергоресурсов на 1 т ТБПО
Наименование Ед. иэм. МПВ-30 МПВ-60 МПВ-120 МПВ-240

Затраты энергоносителей
1. Собственного производства
электроэнергия кВт час 285 240 202 192
кислород технический нм3 423 316 277 256
сжатый воздух нм3 260 195 372 441
тепло Гкал 0,8 0,6 0,35 0,3
2. От внешнего источника
электроэнергия кВт час 175 - -
природный газ нм3 81 50 22 14
вода производственная м3 2,9 2,24 2,26 1,95

Таблица 7.4

Годовое производство и выпуск товарной продукции
Наименование Ед изм. МПВ-30 МПВ-60 МПВ-120 МПВ-240

Мощность по переработке
Твердые бытовые отходы тыс. тонн 30 60 120 240
Твердые промышленные отходы и 5 10 20 40
Всего ТБПО It 35 70 140 280
Товарная продукция
Ґ ранулированный шлак тыс. тонн
Металлосодержащий
продукт
тыс. тонн

Наименование Ед изм. МПВ-30 МПВ-60 МПВ-120 МП В-240
Электроэнергия тыс. кВт час - 1700 8040
Тепло (отработанный пар) тыс. Гкал 20,0 50,0 120,0 240,0
Азот жидкий тонн 130 350 800 1480
Аргон жидкий тонн 130 350 800 1480
Аргон газообразный тыс. 110 300 680 1250

Модули, кроме МПВ-30, полностью обеспечивают себя кислородом, сжатым воздухом, теплом и электроэнергией. Избыток электроэнергии, тепла и продуктов разделения воздуха (кислород, азот и аргон) используется для нужд населения и промышленных предприятий. Теплом отработанного пара турбогенератора в зависимости от мощности модуля можно отапливать от 3 до 30 гектаров тепличных хозяйств. Шлак используется для изготовления строительных изделий (минеральная вата, пирозит, декоративная керамическая плитка, фундаментные блоки и др.), а также для строительства дорог. Из отходящих газов печи Ванюкова, по желанию заказчика, возможно получение товарной угольной кислоты (сухого льда) и метанола (сырья для получения высооктанового бензина). Условная экономия земельных площадей при переработке 120 тыс. тонн ТБО (базовый модуль МПВ-120 за счет высвобождения ее при ликвидации или сокращении полигонов составит 150 га при продолжительности эксплуатации модуля в течение 30 лет. При наличии в отходах черных и цветных металлов возможна их утилизация и вторичное использование.
Технология разработана и апробирована ведущими научными коллективами цветной металлургии - институтами «Гинцветмет», «Гипроцветмет», Московским институтом стали и сплавов с участием АКХ им. Памфилова на опытно-промышленном заводе (РОЭМЗ) в г. Рязани.
Научно-производственной фирмой «Термоэкология» и акционерным обществом «ВНИИЭТО» (г. Москва) разработана технология и оборудование для термической переработки и утилизации твердых бытовых, промышленных и больнично-медицинских отходов. Используемая для переработки и утилизации отходов технология «ПИРОКСЭЛ» обеспечивает:
  • возможность безоотходной высокотемпературной переработки отходов, в том числе токсичных и с высокой влажностью;
  • очистку отходящих газов от пыли, соединений хлора и фтора, тяжелых металлов, окислов серы, азота и т.д.
  • полное уничтожение образующихся в процессе переработки диоксинов и фуранов;
  • производство полезного продукта в виде различных строительных материалов-теплоизоляционных, отделочных и конструкционных.

Метод высокотемпературной переработки отходов «ПИРОКСЭЛ» базируется на комбинировании процессов «сушка» - «пиролиз» - «сжигание» -

«электрошлаковая обработка» и предусматривает соответствующее аппаратурное оформление (рис. 7.9). Технические характеристики установок представлены в т а б л . 7.5.
Принципиальная схема установки «ПИРОКСЭЛ»
Рис. 7.9. Принципиальная схема установки «ПИРОКСЭЛ»:
1 - бункер загрузочный, 2 - барабан; 3 - топка; 4 - печь электрическая; 5 - камера дожигания, 6 - камера нейтрализации, 7 - камера охладительная; в - воздухонагреватель; 9 - воздуходувка, 10 - скруббер; 11 - фильтр, 12- дымосос, 13- труба дымовая; 14- задвижка; 15- бункер; 16- форсунка; 17- реагентное хозяйство; 18- байпас фильтра.

Таблица 7.5
Технические характеристики установок «ПИРОКСЭЛ»
Наименование Ед изм. ТПО-2,5 ТПО-Ю ТПО-25 ТПО-ЮО ТПО-250
Производительность тыс./год 2,5 10 25 100 250
Мощность источника питания кВт 250 750 1800 8000 16000
Расход электроэнергии кВт ч/т 210 170 130 100 80
Объем дутьевого воздуха м3/час 500 3000 9000 15000 30000
Расход подпиточной воды на охлаждение м3/час 3 4 6 15 30
Численность персонала чел. 10 18 47 95 136

Основное технологическое оборудование включает плавильную электропечь, пиролизную шахту, сушильный барабан с загрузочным устройством. Отходы подаются через загрузочное устройство и сушильный барабан в пиролизную шахту и плавильную электропечь, последовательно проходя через сушку, пиролиз, окисление углерода и обработку жидким шлаком. В результате происходит разложение отходов на шлак, металл, пиролизные и дымовые газы. Подогрев шлака осуществляется графитовыми электродами, которые подключены к источнику питания, при этом состав шлака регулируется добавкой флюсов. Слив шлаков и металла осуществляется периодически через дозирующие отверстия с последующей грануляцией.
В процессе переработки образуются газы двух типов: пиролизный и дымовой. Пиролизные газы проходят по замкнутому рециркуляционному тракту, включающему циклон (очистка от пыли), холодильник (выделение и удаление конденсата воды) и дымосос. Пиролизные газы возвращаются в подсводовое пространство электропечи для сжигания.
Дымовые газы из подсводового пространства направляются в реактор (дополнительное разложение диоксинов и связывание хлора), фильтр, скруббер и через дымосос и дымовую трубу выбрасываются в атмосферу.
Все оборудование объединено в единый производственный комплекс (та б л . 7.6.).
Таблица 1 6
Основные технические характеристики

Наименование участка

Производ
ство
т/сутки

Потребляемая мощность, кВт час

Водопотреб-
ление,
м3/сутки

Природный газ, нм/сут
Обор. Техн.
Участок по термической переработке отходов 82 650 2016 260,5 1640
Участок по производству пиро- зита 49 ма 116 14,4 2760
Участок по производству металлической фибры 7 300 8,0 _
Участок по переработке резинотехнических изделий 10 200 120 51,6
Производство коагулянта 1,2 162 120 3,6 -
Производство пигмента 0,12 72,5 - -
Итого - 1500,5 2256 338,1 3800

Переработка отходов и получение из ее продуктов строительных и других материалов осуществляется наследующих производственных участках:
- участке по термической переработке отходов;
  • участке по производству пирозита;
  • участке по производству металлической фибры;
  • участке по переработке резинотехнических изделий;

-участке по переработке коагулянта и пигмента;
  • участке по переработке гальваностоков.

Технологии всех производственных участков взаимосвязаны. Объединяющим является принцип безотходности производства: продукты переработки отходов на одном производственном участке являются либо товарной продукцией, либо исходным материалом для переработки на другом участке. В конечном итоге из твердых бытовых, медицинских и ряда промышленных отходов производятся: пористый наполнитель (пирозит), красящие пигменты и резиновая крошка. Избыток тепла, образующийся в результате работы установок комплекса, используется для переработки загрязненного снега и отопления производственных помещений.
Первый из подобных комплексов - Региональный экологический центр ЮВАО г. Москвы - создан и успешно работает на территории Юго-Восточного административного округа столицы. Производительность центра - 25 тыс. тонн отходов в год (р и с. 7.10).
Относительно низкая себестоимость оборудования, а также возможность реализации получаемых в результате переработки отходов материалов, определяют срок окупаемости комплекса в 2,1 года.
ОАО «Уральский институт металлов» предложены технологии комплексной переработки железосодержащих отходов предприятий черной металлургии и сухой грануляции шлака с утилизацией его тепла. В основу комплексной технологии заложены отработанные в отечественной и зарубежной металлургии процессы. Технологическая схема включает термическое обезмасливание мелкой окалины из вторичных отстойников прокатных цехов, сгущение и частичное обезвоживание шламов, агломерацию и холодное или горячее брикетирование отходов в различном сочетании с добавками с целью получения продуктов, удовлетворяющих требованиям доменного и сталеплавильного переделов. При необходимости отходы с повышенным содержанием цинка могут быть металлизованы с попутной отгонкой и улавливанием оксида цинка. Схема имеет блочную структуру и может быть реализована по частям, в том числе и на предприятиях с неполным металлургическим циклом. В зависимости от видов, количества, физических и химических свойств образующихся отходов, имеющегося задействованного и резервного оборудования в основных и вспомогательных цехах, а также на близрасположенных предприятиях, комплексная технологическая схема подлежит корректировке с целью максимального учета местных условий и минимизации дополнительных капитальных затрат.
Преимущества технологии:
  • полное использование текущих железосодержащих отходов;
  • возможность утилизации заскладированных отходов из шламонакопи- телей;
  • снижение потребности в привозном сырье;


Отходы
Продукты переработки


Реашовм крошив
Автопокрышки

Токсичные отходы
Медащшсме отходы
Промышленные отходы
Тмрдые бытовые отходы
Гымвност on
Нефтшопт, отходы птамоаг

КрвсдцхЯ шигмдат
Вода
Отходы ж елем ^
Ф«мпи
ІНШІ
«•«лв М gt;:лgt;
шш
J

Терп несыт гирервбстп отходов
ПИРОКСЭЛ
Пхрожт-шпхог ПрВЮТП. аористы* явоожхтехь ^ (вяромтобстошараЛылте-
)
Фибра метвхпгчесхвх (фхбробегох-строкмхте-
)
Пхгмахт (грунтом, керашхх, паюшер, крааа)
Ретшовые атткя, ковркп.лрохмдп нт д

Рис. 7.10. Региональный технический комплекс - экологический центр ЮВАО г. Москвы
  • высокое качество получаемых продуктов и их эффективное применение в производстве;
  • максимальное использование резервных производственных площадей и оборудования при минимальных дополнительных капитальных затратах;
  • уменьшение затрат на содержание отвалов и улучшение экологической обстановки;
  • высокая экономическая эффективность и быстрая окупаемость затрат.

Предлагается также технология и установка для грануляции жидких шлаков воздухом с утилизацией до 45-50% тепла расплава. Производительность установки изменяется в пределах 1,5-4,0 т/час. Конструкция узла распыливания обеспечивает проработку 100% жидкой части без образования корок и настылей и снижает энергозатраты на дробление шлака до 0,7-0,8 кВт-ч/т. Получаемый гранулят имеет средний фракционный состав: более 5,0 мм - 0,2-0,5%; 2,5-5,0 мм - 20-25%; 1,25-2,5 мм - 40-50%; 0,63-1,25 мм - 30-35%; менее 0,63 мм - остальное.
При грануляции самораспадающихся шлаков происходит их стабилизация и исключается образование пыли при охлаждении гранул. Отработанный воздух обеспыливается и передается на регенерацию тепла. Вредных газообразных продуктов не выделяется. Весь процесс осуществляется в автоматическом режиме.
Тепло шлака утилизируется в виде горячей воды, пара и горючего воздуха. Соотношение между объемами утилизаторов могут меняться в широких пределах.
В зависимости от химического состава исходного шлака гранулят может быть использован в агломерационном производстве, цементной промышленности, в дорожном строительстве, сельском хозяйстве и т.п. Грануляция способствует повышению гидравлической активности шлаков.
Технология сухой грануляции опробована на Череповецком и Оскольском металлургических комбинатах, Верх-Исетском металлургическом, Се- ровском и Актюбинском ферросплавных заводах.
В производстве стекла и стеклянного волокна твердые отходы (стеклобой) могут достигать 50-70%, а в производстве стеклянного волокна отходы составляют не менее 15-30% от выпуска годной продукции. Задачи промышленной экологии, требования к малоотходным производствам и технологии стекловарения предопределили основные варианты рационального использования получаемых отходов как вторичных материальных ресурсов (BMP). Неоднородный состав отходов, их специфические свойства (твердость, аброзивность и др.) создают основные трудности повторного их использования в процессах стекловарения. Комплекс проведенных исследований в Московском государственном университете инженерной экологии (МГУИЭ) позволил разработать оригинальные методы промышленной рекуперации отходов [4].


Вода
у Г ¦ Г 7 / V 1 *7—Г-7
Рис. 7.11. Термический реактор для переплавки стеклобоя и отходов стекловолокна:
1 - загрузочный карман; 2 - форсунка; 3 - фильтр; 4 - дымовая труба; 5 - двойной свод; б - узел подачи воздуха; 7 - форсунка; 8 - питаем тель; 9 - форсунка; 10 - гранулятор; 11 - стекломасса; 12 - отходы.
СП

Способ рекуперации отходов стекловолокна путем переплавки (рис. 7.11), включающий кучевую загрузку через окно 1 отходов 12, их варку при температуре (1300±50) °С, гомогенизацию расплава и термическую грануляцию, осуществляют в реакторе с двойным сводом (в нем размещен теплообменник 5). Реактор снабжен плавильным бассейном 11, каналом кондиционирования 10, узлами подачи топлива 2, 7 и воздуха 5. Каналы ввода воздуха и топлива снабжены устройствами для изменения угла их наклона, нижняя часть составного свода 6 в конце плавильного бассейна выполнена с наклоном под углом 25±45°. Термический гранулятор 9 выполнен со штуцерами ввода и вывода охлаждающей воды и снабжен форсункой с механизмом регулирования угла наклона относительно вытекающей струи стекломассы. Термическое гранулирование струи стекломассы (ее расход регулируют плунжером 8) ведут при ее вязкости 105-109 Пз струей воды под давлением 0,15-0,3 МПа при соотношении струи расплава стекломассы и воды 1,4-2 и соударяющихся под углом 45-80° на высоте, равной 15-30 диаметров отверстия питателя. Применение в реакторе двойного свода с теплообменником 5 и фильтра 3 позволяет эффективно использовать тепло отходящих газов 4 и снижать перепад температур между верхним и нижним строением плавильного бассейна, что резко снижает выбросы в атмосферу из расплава вредных и дефицитных компонентов (бор, фтор, мышьяк и др.) и значительно улучшает структуру получаемых гранул. Диаметр получаемых гранул колеблется от 2 до 4 мм. Производительность по гранулам составляет 10 т/сут.
Оптимальные условия в объеме отходов и получаемом расплаве, минимальные потери при сгорании топлива и стабилизация химического состава стеклогранул, соответствующего требованиям на сырьевые материалы для стекловарения, позволили по сравнению с имеющимися решениями снизить расход топлива на 40%, повысить производительность в 2,5-3 раза и значительно снизить выбросы в окружающую среду соединений бора (с 3,5-4% до 0,2-0,3%). Экономия минерального сырья при подготовке стекольной шихты с использованием специально переработанных отходов основного производства достигает 30%.
Способ рекуперации отходов стекловолокна путем их механического измельчения в сочетании с термообработкой при температуре 450-830 °С в туннельной или барабанной печи и последующим резким охлаждением заключается в следующем (рис. 7.12). Стеклянные нити (их отходы) в мягкой и твердой фазах, прошедшие операции сбора, транспортировки и сортировки направляются в туннельную печь в виде слоя определенных размеров (соотношение его высоты к ширине может изменяться от 0,025 до 0,35) и подвергают термообработке при температуре 450-830 °С. При этом размеры слоя обеспечивают равномерный отжиг отходов и удаление (выжигание) органического или неорганического покрытия их поверхности (а, следовательно, и стабильность их химических и физико-механических свойств) по всему объему.

ехнологическая схема рекуперации твердых отходов стекловолокна и стеклобоя
сгходоі
Рис. 7.12. Технологическая схема рекуперации твердых отходов стекловолокна и стеклобоя: 1 - бункер накопительный; 2 - бункер расходный; 3~ зона сортировки и аспирации; 4 - зона нагрева;
5 - зона охлаждения; 6 - конвейер; 7 - измельчитель; 8 - пневмосистема.

Подготовленные таким образом (термообработанные) отходы подают в камеру охлаждения с целью резкого снижения их температуры. Охлаждение осуществляют за счет термического удара (например, сжатым воздухом) при перепаде, равном (0,005-0,3)Тсг, где Тег - температура сгорания наиболее термостойкого компонента покрытия стеклянных нитей или их отходов. Резкий перепад температур вызывает спонтанные структурные изменения в объеме переработанного материала, происходит его разупрочнение (растрескивание) и наблюдается эффект массового самоизмельче- ния отдельных волокон отходов. Далее отходы с пониженной по сравнению с до операции резкого охлаждения прочностью на истирание и излом направляются в установку для их измельчения, например, в молотковую дробилку. Процесс измельчения ведет при отношении твердой фазы к мягкой, большем не менее чем в 3 раза отношения твердой (хрупкой) фазы к мягкой перед термообработкой. Дополнительно может осуществляться ввод возвратного стеклобоя (например, бракованные стеклошарики) в измельчитель или в печь отжига, количество которого может изменяться в диапазоне 2-45% от массы отходов. Ввод возвратного стеклобоя в измельчитель осуществляется с целью интенсификации процесса измельчения отходов. В этом случае стеклобой выполняет роль дополнительных помольных тел. Одновременно решается вопрос вторичного использования стеклобоя. Ввод возвратного стеклобоя в печь отжига используется при наличии в стекле кусков размером более 30-70 мм. За счет термоудара такие куски разрушаются на фракции с размером 1-15 мм, которые затем направляются в измельчитель в качестве помольных тел и для дополнительного их измельчения до фракции с максимальным размером 0,8-1,0 мм.
Технико-экономический эффект от использования этого способа рекуперации выражается в увеличении производительности процесса в 1,4-1,7 раза, снижении энергозатрат на 32-43% и уменьшении загрязнении окружающей среды. Использование в стекловарении порошка из отходов целевого продукта путем его добавки в качестве комплексного компонента в традиционную порошковую или компактированную шихту позволяет экономить до 45% дорогостоящего минерального сырья.
На основе разработанных технологий вторичной переработки промышленных и бытовых отходов стекла и стекловолокна получены новые материалы и изделия, отвечающие в полной мере требованиям экологической экспертизы и промышленного дизайна: стеклогранулят, стеклопорошки, стеклянные микрошарики и полые микросферы, воднодисперсионные краски, облицовочная стеклоплитка различной фактуры и оттенков и другие материалы.
Создание новых лакокрасочных композиций с повышенной прочностью, термостойкостью и износостойкостью, малым тепловым расширением и низкой стоимостью становится возможным благодаря разработке новых составов, в частности, применению наполнителей с улучшенными свойствами.
Такими уникальными характеристиками обладают мелкодисперсные системы, состоящие из сферических частиц стекла с размерами от 3 мкм до 400 мкм. Гранулометрический и химический составы наполнителей (микрошарики и микросферы) являются основными критериями для выбора конкретной области их использования. Идеальная форма поверхности, отсутствие острых кромок обеспечивают равномерное распределение напряжений вокруг частиц и улучшение механических и потребительских характеристик наполненных материалов.
Предложен состав антикоррозионной композиции, предназначенной для обработки и восстановления покрытий днища кузова легковых автомобилей, а также для защиты от коррозии химического и нефтегазового оборудования. За счет введения в битумную основу стеклянных наполнителей увеличивается гидрофобность и адгезионная способность, возрастает ударная прочность и термостойкость покрытия, а также повышается проникающая способность наносимой композиции. Композиция рекомендована также в качестве клея для различных конструкционных материалов (древесины, пластмасс, резины и т.п.).
Разработано аппаратурно-технологическое оформление линии для производства воднодисперсионной краски различного назначения (рис. 7.13.). В качестве наполнителя 2 латексной основы используются микрошарики, микросферы, а также порошки из промышленного и бытового стеклобоя. В смесителе 1 происходит перемешивание всех компонентов 3, необходимых для получения воднодисперсионной композиции. Полученный состав накапливается в бункере 4 и с помощью оборудования по дозированию 5 и расфасовке 6 направляется в бункер хранения готового продукта .
Принципиальная схема получения высоконаполненной водно-дисперсионной композиции
Рис. 7.13. Принципиальная схема получения высоконаполненной водно-дисперсионной композиции:
1 - смеситель; 2 - наполнитель (микроизделия); 3 - компоненты; 4 - бункер-накопитель; 5- камера дозировки, 6 - камера расфасовки.
Воднодисперсионная композиция наносится на бетонную, оштукатуренную, кирпичную, деревянную и другие поверхности без предварительной их подготовки. Срок службы покрытия по сравнению с аналогом возрос в 3-7 раз.
Предлагаются к реализации также составы рефлектирующих эмалей и мастик, в которых светоотражающую функцию выполняют стеклянные микроизделия.
В НПО «Радон» переработке подвергаются радиоактивные отходы (РАО) средний и низкой активности (твердые - до 10'3 Ки/кг, жидкие - до 10'4 Ки/л).
В целях экономии объема хранилищ и обеспечения безопасности при длительном хранении твердые РАО перед захоронением подвергаются переработке сжиганием и прессованием. Сжигаются горючие отходы (за исключением галогенсодержащих): древесина, бумага, ветошь, спецодежда, биологические отходы и т.п. Коэффициент сокращения объема - 60-80. Образующаяся зола отверждается методом цементирования, превращаясь в монолитные блоки. Высокоэффективная система газоочистки обеспечивает надежную защиту атмосферного воздуха.
Прессованию подвергаются негорючие отходы или те, сжигание которых нецелесообразно ввиду содержания опасных веществ: металлоизделия, резина, пластмасса, лабораторное оборудование. Коэффициент сокращения объема - 4-8.
Крупногабаритные и свехпрочные конструкции поступают на захоронение в индивидуальных контейнерах без переработки. Пустоты, образующиеся в хранилище между упаковками с РАО, заполняются цементным раствором.
Жидкие РАО подвергаются различным методам очистки и обезвреживания, позволяющим сконцентрировать радиоактивные вещества в малом объеме. На конечной стадии они переводятся в твердые формы, безопасные при длительном хранении.
Особенности переработки РАО по данной технологии (рис. 7.14):
  • способность перерабатывать отходы сложного морфологического состава с содержанием негорючих компонентов до 40% (в том числе металлов);
  • относительно малые объемы отходящих газов и малые уносы радиоактивности из печи;
  • высокая степень сокращения первоначального объема отходов;
  • получение конечного продукта в виде плавленого химически стойкого материала.


Технологическая схема установки сжигания РАО на базе шахтной печи
Рис. 7.14. Технологическая схема установки сжигания РАО на базе шахтной печи:
1 - узел загрузки; 2 - шахтная печь; 3 - плазменный генератор, 4 - узел ввода углеводородов; 5 - узел шлакоудаления; б - камера дожигания; 7- газовая горелка; 8 - распылительное устройство; 9- испарительный теплообменник; 10- металлорукавный фильтр; 11 - теплообменник; 12 - сборник конденсата; 13- подогреватель отходящих газов; 14- ФТО; 15- вентилятор; 16- дымовая труба; 17 - рециркуляционный насос.

Производительность по твердым горючим отходам, кг/ч Производительность по жидким горючим отходам, кг/ч Максимальная температура в зоне плавления, °С Габариты, мм:
1100
5000
1500
35
10-100
99.5
99.5
200
40
1650
диаметр подовой части
высота шахты Объем отходящих газов печи, м3 Расход охлаждающей воды, м3 Коэффициент сокращения объема Эффективность системы газоочистки:
по аэрозолям
по радионуклидам
<< | >>
Источник: Калыгин В.Г.. Промышленная экология. Курс лекций. - М.: Изд-во МНЭПУ,2000. - 240 с.. 2000

Еще по теме Использование твердых отходов в качестве вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) и вторичных материальных ресурсов (BMP):

  1. Лекция 7. РЕКУПЕРАЦИЯ, ВТОРИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА, ХРАНЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ. ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ
  2. Техника вторичной переработки твердых силикатных отходов
  3. Пример формализованной оценки качества информационных ресурсов и эффективности их использования
  4. Методика формализованной оценки качества информационных ресурсов и эффективности их использования
  5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ
  6. 4.6.3. Вторичная обработка 4.6.3.1. Общее представление о вторичной обработке
  7. 6.6.              Энергетические ресурсы. Масштабы и последствия загрязнения
  8. 6.З.              Природные ресурсы и их использование
  9. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА, СНИЖЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНЫХ И ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТ В ПРОИЗВОДСТВЕ СИЛИКАТНЫХ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ
  10. Земельные ресурсы. Использование и загрязнение
  11. Водные ресурсы. Использование и загрязнение