Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов. Переработка твердых бытовых и промышленных отходовПереработка твёрдых отходовВ процессе любого производства образуется большое количество отходов, которые при соответствующей обработке могут быть вновь использованы, как сырьё для промышленной продукции. Все виды промышленных отходов делят на твёрдые и жидкие. Твёрдые – это отходы металлов, дерева, пластмасс, а так же других материалов пылеминерального и органического происхождения от очистных сооружений в системах очистки газовых выбросов промышленных предприятий, так же промышленный мусор, состоящий из различных органических и минеральных веществ (резина, бумага, ткань, песок, шлак и т.д.). К жидким отходам относят осадки сточных вод после их обработки, шламы пылей минерального и органического происхождения в системах мокрой очистки газов. Для полного использования отходов в качестве вторичного сырья разработана их промышленная классификация, например, лом и отходы металлов по физическим признакам распределяют на классы; по химическому составу на группы и марки; по качеству – на сорта. Критерием целесообразности переработки отходов в местах их образования является количество и степень использования их в производстве. Большая часть в общем объёме твёрдых отходов принадлежит металлическим отходам. Вторичные ресурсы металлов складываются из лома (43%) и других отходов (57%). Ломом называются изношенные и вышедшие из употребления детали и изделия из металлов и сплавов. Отходами называются промышленные отходы всех стадий передела, содержащие металлы или состоящие из них, получаемые при плавке и механической обработке, а так же неподдающиеся исправлению брак деталей и изделий, возникающий в процессе производства. Методы переработки твёрдых отходовОбработку твёрдых отходов целесообразно проводить в местах образования, что сокращает затраты на разгрузочно-погрузочные работы, снижает безвозвратные потери при их перевалке и транспортировке и высвобождает транспортные средства. Эффективность использования лома и отходов металла зависит от их качества. Сбор, хранение и сдача металлоотходов регламентируются специальными стандартами. Операции первичной обработки металлоотходов:
Пакетирование отходов организуется на предприятиях, на которых образуются 50 и более тонн металлических обрезков в месяц. Каждая партия должна сопровождаться удостоверением о взрывобезопасности и безвредности. Стружку перерабатывают на пакетирующих прессах, стружкодробилках, брикетировочных прессах. Брикетированию (окусковывание механическим уплотнением на прессах под молотком и т.д.) подвергается сухая и не окисленная стружка одного вида, не содержащая посторонних примесей с длинной элемента до 40мм для стальной и 20мм для чугунной стружки. Утилизация промышленных отходовУтилизацию промышленных отходов, а так же, в некоторых случаях, их переработку производят на специальных полигонах, создаваемых в соответствии с требованиями и предназначенных для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения токсичных отходов. Приёму на полигоны подлежат:
Жидкие токсичные отходы перед вывозом на полигон должны быть обезврежены на предприятии. Приёму на полигон не подлежат:
Переработка отходов на полигоне предусматривает использование физико-химических методов, термическое обезвреживание с утилизацией кислот, демеркуризацию ламп с утилизацией ртути и других ценных металлов, прокаливание песка и формовочной земли, подрыв баллонов в специальной камере, захоронение отходов в специальных герметических контейнерах. Полигоны должны иметь санитарно-защитные зоны, завод по обезвреживанию токсичных отходов мощностью в 100 000 и более тонн в год – 1 000м. Менее 100 000 тон – 500 метров, участок захоронения токсичных отходов не менее 300 метров Нормирование химического загрязнения почв устанавливается по предельно-допустимым концентрациям почвы. Предельно-допустимая концентрация почвы – это концентрация химического вещества в миллиграммах на килограмм почвы в пахотном слое почвы, которая не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье человека, а так же на самоочищающую способность почвы. studfiles.net Глава 1СОЮЗ РОССИЙСКИХ ГОРОДОВ СЕКЦИЯ "ЭКОЛОГИЯ ГОРОДА" А.А. Дрейер, А.Н. Сачков, К.С. Никольский, Ю.И. Маринин, А.В. Миронов
ТВЕРДЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ И БЫТОВЫЕ ОТХОДЫ, ИХ СВОЙСТВА И ПЕРЕРАБОТКА
УДК 628. 4. 038 : 032 А.А. Дрейер, А.Н. Сачков, К.С. Никольский, Ю.И. Маринин, А.В. Миронов. Твердые промышленные и бытовые отходы, их свойства и переработка, 1997 г. В книге рассмотрены виды и свойства твердых промышленных и бытовых отходов (ТП и БО), представляющих огромную угрозу экологическому равновесию природе и в тоже время являющихся бесплатными экономически значимыми с хозяйственной точки зрения видами сырья для получения черных и цветных металлов, для энергетики, для получения природного экологически чистого биохимического удобрения, товаров быта, а также продуктами для отделочных и строительных работ, для отраслей, связанных с текстильными производствами, для металлургии, машиностроения и т.п. Приводятся простые и доступные технологические схемы и приемы переработки ТП и БО, в том числе и на приусадебном участке, которые не требуют приобретения дорогостоящего специального оборудования для получения широкого ассортимента ценных товаров и продуктов для всех отраслей народного хозяйства: от сельского и лесного до основных видов производства, энергетики. Не претендуя на полноту изложения в виду малого объема хотелось, чтобы эта небольшая книга помогла решить многие хозяйственные и экологические проблемы по переработке твердых отходов. Книга расчитана на широкий круг читателей от рядового гражданина до профессионала-специалиста, 1997г. Оглавление Введение Литература Классификация твердых промышленных и бытовых отходов (ТП и БО) 1.1. Принципы классификации 1.2. Классификация ТП и БО по физико-химическим, биологическим, биохимическим и токсикологическим свойствам Литература к Главе 1 Глава 2Старение ТП и БО при хранении и его влияние на окружающую природную среду 2.1. Особенности влияния старения биологических и биохимических объектов ТП и БО на экологические факторы 2.2. Особенности влияния старения химических объектов ТП и БО на природный ландшафт Литература к Главе 2 Глава 3Твердые промышленные отходы (ТПО) и их использование в качестве сырья для производства различных ценных товарных продуктов и изделий 3.1. ТПО металлоперерабатывающих производств и их переработка 3.2. ТПО металлургических производств и их переработка 3.3. ТПО стекольных и керамических производств и их переработка 3.4. ТПО при производстве полимерных материалов, синтетической химии и их переработка 3.5. ТПО из природных полимерных материалов и их переработка 3.6. ТПО отопительных систем и их переработка 3.7. ТПО волокнистых материалов и их переработка 3.8. ТПО радиоактивных препаратов, их утилизация и возможные варианты переработки 3.9. ТПО медицинских лечебных учреждений, а также ветеринарных лечебных и научно-исследовательских организаций и возможные варианты их утилизации Литература к Главе 3 Глава 4Твердые бытовые отходы (ТБО), их складирование, сепарация и сортировка по группам 4.1. Общие основные положения 4.2. Основы складирования и сепарации ТБО 4.3. Перспективность переработки фракции ТБО Литература к Главе 4 Глава 5Переработка ТПО и ТБО после проведения сепарации ТБО по группам 5.1. Переработка гниющих пищевых и целлюлозно-бумажных, древесных и картонных отходов способом экологической биотехнологии 5.2. Переработка целлюлозно-бумажных и картонных отходов в ценные товарные продукты Литература к Главе 5 Глава 6Переработка ТП и БО, которые нельзя или нецелесообразно подвергать сепарации по группам способом высокотемпературной переработки 6.1. Высокотемпературная переработка ТП и БО - гарантия уничтожения всех видов биологических, биохимических продуктов и канцерогенов - супертоксикантов 6.2. Прогнозируемая технология переработки ТП и БО в электротермическом реакторе (ЭТР) (один из вариантов) Литература к Главе 6 Глава 7Переработка ТБО на приусадебном участке 7.1. Сбор, сортировка и переработка ТБО после сортировки 7.2. Приготовление анаэробной и аэробной биомассы на основе твердых приусадебных отходов с использованием подсобного инвентаря Литература к Главе 7 Заключение МОСКВА 1997 Введение Окружающий нас природный ландшафт представляет собой сложный взаимосвязанный комплекс, сложную взаимосвязанную систему. Вторгаясь в эту систему, человек и его хозяйственная деятельность оказывает определенное влияние на эту систему. А поскольку человек есть составная часть природы, то особенно важно, чтобы эта деятельность человека (так называемый антропогенный фактор) не оказывала вредное, губительное воздействие на эту природную, очень сложную гармоничную и взаимосвязанную систему. Наука, изучающая взаимоотношения организмов, популяций и видов, а также сообществ со средой обитания и есть экология. Экосистема - любое сообщество живых организмов и его среда обитания. Слово "экология" было введено в науку немецким биологом Э. Геккелем в 1866 году. Экология это по существу наука о взаимосвязи живой и неживой природы. Как научная дисциплина экология утвердилась в 30-х годах XX века. Экология - наука, соприкасающаяся со смежными науками - биологией, физиологией, физикой, химией. Прикладная экология (включающая и рассмотрение вопросов настоящей книги) это раздел экологии, определяющий научный подход к рациональному природопользованию, охране природы, рациональному лесоразведению, звероводству, научно-обоснованному ведению сельского и лесного хозяйства, созданию малоотходных и безотходных технологических процессов. Человек и его хозяйственная деятельность, оказывая влияние на природу, должен знать, чтобы эта его деятельность не нарушила природные равновесия, и ту гармонию, которая существует в мироздании. Казалось бы невероятным и малозначимым на первый взгляд естественным фактором, как например то, что количество биомассы на Земле должно быть величиной постоянной и оказывается существует определенный ее круговорот. Истлевание органических веществ - часть векового цикла, сжигая же эти вещества, мы выводим их из оборота и нарушаем одно из звеньев экологической системы (1). Твердые промышленные и бытовые отходы (ТП и БО) засоряют и захламляют окружающий нас природный ландшафт. Кроме того они могут являться источником поступления вредных химических, биологических и биохимических препаратов в окружающую природную среду. Это создает определенную угрозу здоровью и жизни населения поселка, города и области, и целым районам, а также будущим поколениям. То есть, эти ТП и БО нарушают экологическое равновесие1. С другой стороны ТП и БО следует рассматривать как техногенные образования, которые нужно промышленно-значимо характеризовать содержанием в них ряда ценных практически бесплатных компонентов, черных, цветных металлов и других материалов, пригодных для использования в металлургии, стройиндустрии, машиностроении, в химической индустрии, энергетике, в сельском и лесном хозяйстве. Решение проблемы переработки ТП и БО приобретает за последние годы первостепенное значение. Кроме того, в связи с грядущим постепенным истощением природных источников сырья ( нефти, каменного угля, руд для цветных и черных металлов) для всех отраслей народного хозяйства приобретает особую значимость полное использование всех видов промышленных и бытовых отходов. Многие развитые страны практически полностью и успешно решают все эти задачи. Особенно это касается Японии, США, Германии, Прибалтийских стран и многих других. В условиях рыночной экономики перед исследователями и промышленниками, перед муниципальными властями выдвигается необходимость обеспечить максимально возможную безвредность технологических процессов и полное использование всех отходов производства, то есть приблизиться к созданию безотходных технологий. Сложность решения всех этих проблем утилизации твердых промышленных и бытовых отходов (ТП и БО) объясняется отсутствием их четкой научно-обоснованной классификации, необходимостью применения сложного капиталоемкого оборудования и отсутствием экономической обоснованности каждого конкретного решения. В данной небольшой по объему книге приводится выбранная авторами классификация ТП и БО исходя из их химической и физической природы; влияние роли хранения ТП и БО на природную среду; даются общие конкретные направления и принципы переработки каждого вида ТП и БО отходов. Для ТБО приводятся известные из мирового опыта технологические схемы сепарации этих отходов. Авторы сознательно не рассматривают детально за неимением возможности подробно схемы и параметры переработки каждого вида ТП и БО, широко известные в популярных изданиях старых времен. Авторы останавливаются только на малоизвестных в бывшем Советском Союзе приемах переработки некоторых видов ТП и БО, включая способы экологической биотехнологии и касаются вопроса возможности образования, распространения и реальной индикации (определения и распознания) особо опасных и малоизвестных у нас супертоксикантов ( то есть сверх опасных и находящихся почти в следах, но очень токсичных для природы и всего живого) - галоидированных диоксинов и диоксиноподобных веществ (ДО и ДПВ) при хранении, длительной консервации, безуспешных попытках сжигания в бытовых условиях и переработки галоидсодержащих (хлор-, бром-) ТП и БО. В книге приводятся схемы образования галоидированных ДО и ДПВ в качестве побочных продуктов, основываясь на мировом опыте. Описываются способы дегазации галоидированных ДО и ДПВ. В дальнейшем, когда будет упоминаться термин ДО и ДПВ всегда имеется в виду только галоидсодержащие диоксины и диоксиноподобные вещества в отличие от простых диоксинов. Литература
studfiles.net Утилизация промышленных отходов производства на полигонахСодержание статьи Грамотная утилизация промышленных отходов — весомый фактор сохранения экологии и здоровья общества. Промышленные отработки предприятий – это опасные материалы, которые образуются в технологическом процессе промышленного производства. Как правило, вторичное использование промышленных отходов не имеет места. Степень опасности этого вида отработок варьируется от безвредных материалов (песок) и до очень токсичных (диоксины). Промышленные отработки делят на:
Все виды отработок могут оставить след на экологии. А в худшем случае, последствия могут быть устрашающими. Крайняя степень – это изменение климата. Стоит отметить, что грамотная переработка и утилизация мусора является прерогативой специализированных организаций, имеющих лицензию на такую деятельность. Условием захоронения отходов, не подлежащих вторичной переработке, является их паспортизация.
ЗахоронениеУтилизация отходов производства в основном осуществляется путем захоронения их на свалках и полигонах. Такой способ наиболее дешевый. Но при захоронении необходимо минимизировать угрозу природе. Это достигается при учете таких факторов:
Требования к площадкеПравильная утилизация производственных отходов выполняется на специальных свалках при наличии:
При заполнении свалку покрывают специальным покрытием, которое засыпают землей. Утилизация вредных отходов промышленности – обязательство предприятия, на котором они образовались. Часто на производстве присутствуют печи для сжигания использованных материалов. Определив количество по классам опасности, необходимо провести согласование с администрацией полигона, куда будет произведен вывоз. На полигоны вывозится токсичный утиль 3 класса опасности (умеренно опасный) и 4 класса (малоопасный), складируется с соблюдением экологических норм. Все отработки разделяются в соответствии со спецификой, а также с оглядкой на метод дальнейшей переработки, утилизации или хранения. Полигон промышленных отходов – это специальное сооружение, предназначенное для систематического сбора и последующего захоронения использованных материалов. Полигон для отходов с предприятий имеет свою специфику в зависимости от того, захоронение каких материалов здесь производится. Промышленные отработки могут быть опасны для экологии, но также существуют инертные и бытовые разновидности. Классификацию можно считать скорее условной, так как весьма проблематично провести четкую разделительную линию между классами опасности отходов с предприятий. В России существует ряд санитарных требований, согласно которым оборудуется полигон для захоронения мусора с предприятий.
Проектирование площадкиПри проектировании подобных точек следует опираться на положения СНиП, где прописаны нюансы, по которым должно производиться захоронение отходов с предприятий. Также при проектировании нужно помнить, что полигон может стать точкой сжигания токсичных материалов, опасных для здоровья человека. Согласно строительным нормам полигон должен состоять из нескольких ключевых объектов, причем территориально это могут быть разные площадки.
Когда проектируется полигон для сжигания отходов, имеют значение различные факторы. Требуется выбрать подходящую территорию, находящуюся на удалении от леса и водоемов, оборудовать ее необходимыми инженерными устройствами и коммуникациями. Необходимо разработать порядок, при котором полигон будет заполняться отходами. Особым фактором влияющим на то, как создается полигон, будет осуществление мониторинга окружающей среды с наблюдением за образованием биологического газа, сбором и удалением фильтрата. Захоронение производится по определенным требованиям, полигон должен быть оборудован:
Последняя задача может быть реализована благодаря рекультивации. Исходя из всего вышесказанного, установки такого рода должны возводиться в хорошо проветриваемых местах с возможностью подведения инженерных коммуникаций. В радиусе трех километров от зоны установки располагается санитарная зона. Рядом не должно быть сельскохозяйственных территорий, водоемов и стоков. Опасна близость лесных массивов и красных линий.
Где производится захоронение отходовЕсть установки для герметизации и защитной облицовки. Захоронение отходов требует наличия дренажного слоя и надежного верхнего покрытия. Чтобы обеспечить герметичность тары используются минеральные покрытия и полимерные материалы, к последним можно причислить полиэтилен высокого давления. Чтобы дать хороший качественный дренаж требуются установки поверх герметика, для чего используется выбранный высокопористый материал, чаще всего это щебень. Перед процедурой сжигания отработок нужно определить их состав, именно состав влияет на объем инженерных мероприятий, который нужен для того, чтобы организовать надежное захоронение. По — разному оборудуются установки наземного и подземного захоронения и сжигания отходов:
Способы переработкиПереработка и утилизация промышленных отработок выполняется различными способами:
ПечиДля сжигания отработок используются различные печи, могут применяться:
Проблематично использовать печи для сжигания:
В печи активно горят отходы пастообразной группы, смолы или фильтрованные остатки, чтобы утилизировать их в печи нужно соблюдать меры предосторожности, так как в атмосферу выходят токсины.
ДробилкиПереработка отходов с предприятий выполняется путем их измельчения и разделения по размерам. Для дробления твердого промышленного мусора применяют:
Утилизация опасных промышленных отходов выполняется специальными фирмами с обученным персоналом. Горючие отходы в печах утилизировать опасно, но есть отличная технология с использованием плазменных струй воздуха, в результате уменьшается объем отходов и снижается класс опасности. Переработка это отличный способ получить из промышленных отходов энергию или полезные материалы, которые выступают в роли сырья. Например, отбор и использование метана, образованного при разложении остатков на свалках после сжигания в печи.
Проблема переработки в РоссииВ стране проводится переработка отходов производства разных типов, но необходимо предусматривать в проектных документах заводов пункт об утилизации мусора. Некоторые из химических заводов проводят переработку части своих вредных остатков, чем масштабнее производство, тем больше объемы выбросов опасных веществ данного производства. Жидкие промышленные отходы и их утилизация подразумевают прохождение через очиститель сточных вод, где предусмотрена очистка двух видов:
Они преобразуются в полужидкую массу, а после испарения влаги оставшиеся отходы сжигают в специальных печах. Промышленных стоков в России достаточно, но проблема в том, что некоторые производители пренебрежительно относятся к утилизации жидких отходов. Использование промышленных стоков с их регулярным очищением позволяет часть переработанной влаги направлять на полив и выводить в грунт. В России выполняется переработка разного вида, в частности это твердые и жидкие отходы. Каждый из видов характеризуется особенностями используемой техникой и способом утилизации. Очистка стоков применяется почти на любом объекте включая частные дома, дачи и административные здания. Главное в расположении стоков — это их удаленность от точек водозабора. Очистка стоков идет в два основных этапа:
Что остается не растворенным, образует жирную пленку на поверхности жидкости, весь процесс разложения занимает не более 3 дней. При очистке стоков используется активатор, способствующий ускоренному разложению органических веществ. Утилизация должна выполняться под строгим контролем властей для сбережения окружающей среды. Рекомендуем к прочтению: vtorothodi.ru Переработка отходовСодержание. Введение ………………………………………………………………………….3 Глава I. Переработка бытового мусора и промышленных отходов. ….……..4 1.1. Безотходные технологии. ………………………………………….………5 1.2. Промышленная утилизация твердых бытовых отходов. ………………..6 1.3 Экологический мониторинг. ……………………………………………….6 Глава II . Мониторинг учащихся 3, 7, 10 классов о способах переработки твердых бытовых отходов. ……………………………………………………..7 Приложение. Список используемой литературы ………………………………………….11 Введение В современных условиях, когда человек все активнее вмешивается в природные процессы, охрана окружающей среды является одной из самых острых и актуальных проблем. Она носит глобальный характер. Все большую тревогу вызывает загрязнение атмосферного воздуха, рек, озер, морей, почвы, и только лишь потребительское отношение к природе и ее ресурсам. К природным ресурсам относятся: земля, вода, лес, различные руды и т.д. В условиях современного мира все отчетливее выявляется объективная необходимость экологического образования и воспитания, начиная с дошкольных учреждений. В последнее время слово «экология» стало очень популярным; наиболее часто его употребляют, говоря о неблагополучном состоянии окружающей нас природы. Термин экология образован от двух греческих слов (ойкос- дом, жилище, родина, и логос- наука), означающих дословно « наука о местообитании».В более общем смысле экология- это наука, изучающая взаимоотношения организмов и их сообществ с окружающей их средой обитания. А как мы, школьники, можем помочь взрослым в решении проблем загрязнения окружающей среды? На уроках технологии Светлана Сергеевна как-то предложила изготовить из твердых бытовых отходов какие-нибудь изделия. Мы с одноклассниками принесли пластиковые бутылки, алюминиевые баночки и другие материалы. Мы были удивлены, что из отходов можно сделать такие необычные, нужные и практичные изделия. Меня заинтересовало, какие существуют промышленные способы переработки твердых бытовых отходов? Какие изделия можно изготовить из других материалов? Что знают о переработки и использование твердых бытовых отходов учащиеся нашей школы? Я заинтересовался этой темой и стал подбирать материал. Цель моего исследования выяснить, как относятся к экологической ситуации учащиеся нашей школы, знают ли они о способах переработки твердых бытовых отходов? «…Разруха не в окружающем мире, разруха в головах!..» 1.1 Переработка бытового мусора и промышленных отходов. Большую проблему с точки зрения экологии представляет утилизация бытовых и промышленных отходов. В России на санкционированных и несанкционированных свалках, хранилищах, полигонах скопилось около 86 млрд. твердых отходов производства и потребления или более 530тонн на каждого жителя страны. Коммунальные отходы от этого числа составляют примерно третью часть. Из этой массы на мусоросжигательные заводы поступает примерно 5%, остальное идет на полигоны и свалки. Кроме того, на территории России накоплено 1,1млрд. тонн опасных отходов. Ежегодно накопление различных видов твердых отходов в России -10-15 тонн на человека, в том числе токсичных 0,8 т и разжиженного навоза 1 тонна. Степень утилизации отходов не велика: для инертных веществ (вскрышные породы, зола, строительный мусор) она не превышает 20-30%, для опасных 10-25 %. Сельскохозяйственные отходы утилизируются примерно на 70%, а радиоактивные в основном хранятся или подвергаются захоронению. В Европе приходится 10-11% т отходов на душу населения; доля бытовых -6% ,в России- 3%. Особую угрозу для экологии представляют «дикие» свалки, откуда ядовитые вещества и микроорганизмы, попадая в подземные воды , распространяются на многие километры. На таких свалках сильно размножаются крысы, являющиеся переносчиками болезней. В тоже время в бытовом мусоре содержится много ценных веществ: органические соединения, годные для удобрения, бумага и картон, стекло, пластмасса, кожа, древесина, металлы. Поэтому разрабатываются проекты и строятся специальные заводы по переработки мусора. Они более безопасны для окружающей среды и одновременно более экономичны, чем мусоросжигательные установки. Сократить накопление отходов позволяет многоразовое использование стеклянный бутылок, сбор пластмассовых бутылок, и полиэтиленовых пакетов для переплавки и т.д. Нет нужды доказывать, что техника все больше совершенствуется. Все больше производится сложных машин и механизмов, которые состоят из самых разнообразных материалов: черных и цветных металлов, пластмасс, древесины, резины, стекловолокна и композитов. Срок службы таких изделий определяется не их физическим износом, а нормальным устареванием. Все чаще технически «здоровые» изделия и материалы оказываются на свалке. Но ведь можно их использовать как сырье для новых механизмов, т.е. рециклировать. Цикличность материальных потоков - перспективное направление создания промышленных производств с безотходной технологией. 1.1. Безотходные технологии. Безотходная технология – это такой способ производства продукции, при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле : сырьевые ресурсы - производство-потребление- вторичные сырьевые ресурсы. Это позволяет сделать минимальным воздействием на окружающую среду и не нарушать ее нормального функционирования. Большинство современных производств загрязняют окружающую среду выбросами в воздух и в воду своих отходов. Однако эти отходы содержат в себе нужные для хозяйствования вещества: металлы, стекло, бумагу и др. Задача заключается лишь в том, чтобы разработать механизмы выделения этих компонентов из отходов. Наиболее перспективным проектом является создание таких производственных технологий. Когда отходы одного процесса используются в качестве сырья для другого. В результате объем твердых, жидких и газообразных отходов, сбросов и выбросов будет минимальным. Ученые считают, что сейчас имеется много технических знаний и оборудования, чтобы повторно использовать 2/3образующихся отходов. Главный тормоз - неправильная организация производства, отсутствие у производителей экологических знаний и культуры природопользования, низкие цены на природные ресурсы и незначительные штрафы с предприятий, загрязняющих окружающую среду. Наиболее широко из безотходных технологий в нашей стране используются замкнутые системы промышленного водоснабжения. Создаются установки для получения их отходов биогаза. Небольшие установки (объемом от 1 м до 500 м ) используются на фермах, более крупные- на сахарных, спиртовых и других заводах, а также на свалках бытовых и промышленных отходов. Конструкции установок одинакового объема могут сильно отличатся в зависимости от вида сырья. Занимаемой площади. Необходимой степени очистки газа. Проблемами технологий производства биогаза занимается новая область науки промышленного производства - биотехнология. В мире эксплуатируется более 8 миллионов установок производства биогаза. ( См. прил. 2 рис.1) 1.2. Промышленная утилизация твердых бытовых отходов . В городах возрастает количество бытовых отходов, под складирование которых отводятся большие территории. Тонны твердых бытовых отходов накапливается в городах России. Их обеззараживание и утилизация - одно из важнейших мероприятий в деле охраны окружающей среды. Мы знаем, что переработка твердых бытовых отходов дает немалый экономический эффект. Усовершенствованные свалки не являются радикальным решением проблемы обезвреживания и утилизации бытовых отбросов. В отечественной и зарубежной практике получили распространение механизированные методы очистки на специальных заводах. Такие заводы действуют в Москве, Санкт-Петербурге, Минске, Ташкенте. Мусоросжигательные заводы используют принцип слоевого сжигания при температуре до 1000 С. Вырабатываемый котлами пар давлением 13 атмосфер температурой 194 С используется для собственных нужд завода. Избыток пара направляется для нагрева городской системы теплоснабжения. Ввод в эксплуатацию мусоросжигательных заводов позволят улучшить санитарное состояние городов, но и это не решает проблему в целом.(См. прил. 2 рис.2) Применение вторичных ресурсов в качестве основного дает значительный экологический эффект. Например, при производстве бумаги или картона из макулатуры выбросы в атмосферу снижаются на 85 %, загрязнение воды- до 40 %.Утилизация отходов позволяет более бережно расходовать природные ресурсы. На мусороперерабатывающих заводах осуществляется промышленная переработка твердых отходов в органическое удобрение- компост и сжигание не компостируемых фракций отходов. 1.3 Экологический мониторинг. Особое значение в современных экономических условиях приобретает использование достижений научно-технического процесса для решения природоохранных задач. Это в первую очередь касается оптимизации совершеннологических процессов, создания комплексных безотходных производств, широкого применения водооборотных схем, систем контроля за выбросами загрязняющих веществ в окружающую среду и состоянием природных объектов и всей биосферы с целью ранней диагностики начавшихся изменений. Все возрастающая опасность отрицательного воздействия интенсификации промышленного и сельскохозяйственного производств на здоровье людей требует надежной оценки состояния природной среды. Информационная система наблюдения и анализа состояния природной среды, в первую очередь уровней загрязнений и эффектов, вызываемых ими в биосфере, получила название МОНИТОРИНГА. Рассмотрите блок-схему мониторинга, предложенную Ю.А.Израэлем (1974). Информационная система (мониторинг) Управление Наблюдение Оценка фактического состояния mirznanii.com Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов и установка для его реализацииИзобретение относится к методам переработки твердых бытовых и промышленных отходов. Для переработки твердых бытовых и промышленных отходов предварительно сортируют отходы на органические и неорганические, осуществляют пиролизную переработку неорганических отходов и переработку органических отходов с получением биогаза и гумуса. Полученный на пиролизной установке пирогаз подвергают плазменно-химической переработке с получением синтез-газа и расплавленного шлака. Синтез-газ используют для получения энергии и топлива. Расплавленный шлак перерабатывают в теплоизоляционные материалы. Полученный в результате обработки органических отходов биогаз используют для получения углекислоты и метана, который используют для получения энергии и топлива. Предложенная установка содержит завод по сортировке твердых бытовых и промышленных отходов, пиролизную установку, установку по переработке органики, установку плазменно-химической переработки, установку по переработке расплавленного шлака, блок очистки биогаза, блок получения синтез-газа, блок переработки углекислого газа, блок получения углекислоты, блок генерации энергии и блок каталитической переработки. Завод по сортировке твердых бытовых отходов по выходу продукции связан с пиролизной установкой и с установкой по переработке органики. Выход пиролизной установки связан со входом установки плазменно-химической переработки, выходы которой связаны со входами установки по переработки расплавленного шлака, блока генерации энергии и блока каталитической переработки. Выход установки по переработке органики связан со входом блока очистки биогаза, выход которого связан со входом блока переработки углекислого газа, выходы которого связаны со входами блока получены углекислоты, блока получения синтез-газа и блока генерации энергии. Изобретение позволяет упростить технологию переработки ТБО, снизить стоимость применяемого оборудования, снизить затраты на проведение всего технологического процесса утилизации опасных и особо опасных отходов совместно с переработкой ТБО, обеспечить энергетическую эффективность и автономность процесса переработки ТБО и максимально расширить сферу возможного применения продуктов переработки, повысить экологическую безопасность переработки ТБО, обеспечить защиту окружающей среды, получить товарные продукты с высокой добавленной стоимостью (синтез-газ, теплоизоляционные материалы). 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к методам переработки твердых бытовых и промышленных отходов (ТБО), содержащих бумагу, дерево, резину, текстиль, пластмассы путем пиролиза и газификации горючих составляющих мусора и получения энергетических продуктов (пирогаз, синтез-газ, биометан), топливных продуктов («искусственная нефть», техуглерод), жидкая техническая углекислота, получаемая при очистки биогаза от СО2, а также расплавленный шлак из которого получают теплоизоляционные материалы. Известен способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов по патенту РФ №2502017, включающий приготовление шихты в виде смеси отходов с флюсом, загрузку шихты и ее плавку в ванне мартеновской печи при температуре 1450-1500°С, при этом производят отвод выделяющихся горючих компонентов в камеру дожигания с утилизацией тепла отходящих дымовых газов, очистку отходящих дымовых газов от пыли производят в рукавном фильтре, а очистку отходящих дымовых газов от окислов углерода и окислов азота производят в каталитическом аппарате. Известен способ экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов по патенту РФ №2523202, при котором твердые бытовые отходы поступают в бункерный блок, затем в блок сжигания ТБО, дымовые газы из блока сжигания ТБО поступают в блок водоподготовки и утилизации тепла, а затем в блок дымоочистки, зола из блока сжигания и блока дымоочистки поступает в блок утилизации золы, сначала в бункер золы с помощью механизма ввода золы, затем в реактор плавления золы, футерованный изнутри и снабженный плазмотроном; расплавленная зола поступает в систему слива расплава и грануляции шлака, оборудованную источником электропитания, системой очистки дымовых газов, отличающийся тем, что зола плавится в плавильном реакторе с металлическим водоохлаждаемым кожухом, при этом дымовые газы проходят через систему очистки дымовых газов блока утилизации золы, снабженную дожигателем, вихревым скруббером (центробежно-барботажным аппаратом) с щелочным раствором, рукавным фильтром для очистки от твердых примесей, а вторичная зола (зольный остаток) поступает в приемник зольного остатка. Известен способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов с получением синтез-газа по патенту РФ №2475677, характеризующийся тем, что измельченные отходы забирают питательным устройством из загрузочного бункера, подмешивают к ним диоксид углерода и воду, образовавшуюся смесь проталкивают через теплоподводящие трубы газификатора, обогреваемые с наружной стороны дымовыми газами, поступающими от горелки и имеющими температуру 900-1150°С, нагревают до температуры 850-1100°С и выдерживают при этой температуре до завершения газификации перерабатываемых продуктов, дымовые газы, частично охлажденные в газификаторе, с помощью дымососа последовательно прокачивают через подогреватель смеси воздуха и части охлажденных дымовых газов, направляемой затем на горелку, дополнительный газоводяной охладитель, в котором водой от внешнего источника охлаждают до температуры 40-60°С, и адсорбер, в котором из дымовых газов отделяют диоксид углерода, который затем выделяют из адсорбента и нагнетателем направляют на вход газификатора, после чего дымовые газы, в основном очищенные от диоксида углерода, разделяют на два потока, один из которых сбрасывают в атмосферу, второй направляют на подмешивание к воздуху, подаваемому на горелку, а образовавшиеся в газификаторе газообразные и твердые продукты направляют в орошаемую водой разделительную камеру, где смоченный и охлажденный водой до температуры 50-90°С шлам собирают в нижней части разделительной камеры, откуда шнековым устройством выводят для дальнейшего использования или захоронения, а частично охлажденный газ вместе с образовавшимся в разделительной камере водяным паром подают на закалку в газовую полость двухполостного закалочного устройства, орошаемую водой, через вторую полость закалочного устройства прокачивают охлаждающую воду от внешнего источника, после чего смесь воды орошения и образовавшегося конденсата, скапливающуюся в нижней части газовой полости закалочного устройства, сливают в водяной бак, а газ, выходящий из закалочного устройства с температурой 60-90°С, дополнительно охлаждают водой от внешнего источника в поверхностном теплообменнике до температуры 40-50°С, затем забирают эксгаустером и прокачивают через аппараты очистки от пыли, кислых газов, соединений серы, смол и органических соединений, после чего очищенный газ разделяют на два потока, один из которых направляют в качестве топлива на горелку, а второй поток пропускают через устройство стабилизации соотношения водорода и оксида углерода, в результате чего получают синтез-газ требуемого состава, который отводят для дальнейшей переработки. Воду, поступающую из закалочного устройства в водяной бак, забирают насосом, после чего разделяют на три потока, причем первый поток направляют па вход газификатора для подмешивания к поступающим на переработку отходам, а второй и третий потоки подают на орошение соответственно разделительной камеры и газовой полости закалочного устройства. В качестве топливного газа на горелку подают часть очищенного от примесей синтез-газа. В зависимости от дальнейшего использования получаемого синтез-газа необходимое соотношение содержания водорода к оксиду углерода в нем поддерживают путем изменения количеств воды и диоксида углерода, подаваемых в газификатор. Сжигание топливного газа осуществляют на горелке беспламенного типа с использованием в качестве окислителя нагретой смеси воздуха и подмешиваемых к нему части дымовых газов и с поддержанием адиабатической температуры горения в пределах 900-1150°С. Для утилизации тепла отходящих дымовых газов и других технологических потоков используют рекуперативные теплообменные аппараты радиально-спирального типа. Для очистки синтез-газа от примесей и вредных компонентов используют массообменные аппараты пенного типа. Все известные способы переработки твердых бытовых и промышленных отходов имеют ряд общих недостатков. Существующие мусоросжигающие заводы перерабатывают лишь небольшую часть от накапливаемых ежегодно ТБО. Эти заводы обычно капиталоемки и имеют сложные и дорогостоящие системы очистки дымовых газов, чтобы соответствовать действующим экологическим стандартам. Известен ряд методов, см., например, патент РФ №2079054 на радиационный воздухоподогреватель, основанный на последовательной слоевой газификации твердых органических топлив в противотоке газа-окислителя в печах шахтного типа. Газифицирующий агент, содержащий кислород и возможно воду или углекислый газ, поступает в зону горения, в которой кислород взаимодействует с углеродом твердого топлива в виде кокса (полукокса) при температуре около 900-1100°С. Газифицирующий агент подается в реактор противотоком к топливу таким образом, что газ-окислитель предварительно пропускается через слой горячих твердых продуктов, в которых углерод уже отсутствует. В этой зоне происходит охлаждение твердых продуктов горения и нагрев газифицирующего агента перед его поступлением в зону горения. В зоне горения свободный кислород газифицирующего агента полностью расходуется и горячие газообразные продукты горения, включающие диоксид углерода и пары воды, поступают в следующий слой твердого топлива, называемый зоной восстановления, в которой диоксид углерода и водяной пар вступают в химические реакции с углеродом топлива, образуя горючие газы. Температура газового потока снижается по мере того, как газ протекает сквозь твердое топливо и передает последнему свое тепло. Нагретое в отсутствие кислорода топливо подвергается пиролизу. В результате пиролиза получаются кокс, смолы пиролиза и горючие газы. Продукт-газ (пирогаз) проходит через свежезагруженное топливо с тем, чтобы газ остыл, а топливо подогрелось и просохло. Наконец, продукт газ, содержащий пары углеводородов, водяной пар, а также смолы, выводится для последующего использования. Общая для всех известных методов газификации ТБО проблема - их низкая энергетическая эффективность. Эти методы становятся особенно неэффективными при переработке мусора с непостоянным составом. Другая общая проблема - это высокая температура получаемого газа. Это делает его очистку затруднительной, при этом он содержит кислые компоненты (сероводород, хлористый и фтористый водород), которые надлежит удалить до направления газа на сжигание. Кроме того, смолы, при температуре выше 300°С присутствующие в газе, полимеризуются и образуют отложения на стенках газопроводов. Известна установка для термической переработки бытовых отходов по патенту РФ №2303746, содержащая приемно-разгрузочное устройство, последовательно расположенные за ним мусоросжигательный котел с топкой, топочной камерой и хвостовыми поверхностями нагрева, двухступенчатое газоочистное устройство, котел-утилизатор с камерой, устройством повторного нагрева за счет сжигания газообразного топлива, дымовых газов, поступающих из указанного газоочистного устройства, и хвостовыми поверхностями нагрева и дымовую трубу, отличающаяся тем, что двухступенчатое газоочистное устройство с коэффициентом очистки по фтор- и хлорсодержащим компонентам 99,99% выполнено в виде последовательно сообщенных циклона и газоочистного устройства химической очистки газов, устройство повторного перегрева дымовых газов выполнено в виде циклонного горелочного устройства для сжигания газообразного топлива, обеспечивающего нагрев дымовых газов до температуры 1300-1400°С и полное догорание продуктов неполного сгорания, при этом котел утилизатор снабжен дополнительно установленной в его камере автоматически действующей горелкой для сжигания газообразного топлива, обеспечивающей при температуре 1200°С полную деструкцию молекулярных связей вторичных диоксинов и фуранов, образовавшихся в хвостовых поверхностях нагрева мусоросжигательного котла. Установка может быть снабжена фильтром для улавливания паров ртути, заполненным активированным коксом или углем, установленным перед выбросом отходящих газов через дымовую трубу в атмосферу. Целью изобретения является обеспечение эффективной переработки ТБО, в том числе низкокалорийных, без использования дополнительных источников энергии и с получением экологически и экономически приемлемых продуктов. Сущность первого независимого объекта изобретения как технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше результата. Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов, включающий стадии предварительной сортировки отходов на органические и неорганические, пиролизную переработку неорганических отходов и переработку органических отходов с получением биогаза и гумуса, характеризуется тем, что полученный на пиролизной установке пирогаз подвергают плазмено-химической переработке с получением синтез-газа и расплавленного шлака, при этом синтез-газ используют для получения энергии и топлива, а расплавленный шлак перерабатывают в теплоизоляционные материалы, кроме того, полученный в результате обработки органических отходов биогаз используют для получения углекислоты и метана, который используют для получения энергии и топлива. Сущность второго независимого объекта изобретения как технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше результата. Установка для переработки твердых бытовых и промышленных отходов по вышеописанному способу, включающая завод по сортировке твердых бытовых и промышленных отходов, пиролизную установку, установку по переработке органики, установку плазменно-химической переработки, установку по переработке расплавленного шлака, блок очистки биогаза, блок получения синтез-газа, блок переработки углекислого газа, блок получения углекислоты, блок генерации энергии и блок каталитической переработки, при этом завод по сортировке твердых бытовых отходов по выходу продукции связан с пиролизной установкой и с установкой по переработке органики, а выход пиролизной установки связан со входом установки плазменно-химической переработки, выходы которой связаны со входами установки по переработке расплавленного шлака, блока генерации энергии и блока каталитической переработки, а выход установки по переработке органики связан со входом блока очистки биогаза, выход которого связан со входом блока переработки углекислого газа, выходы которого связаны со входами блока получения углекислоты, блока получения синтез-газа и блока генерации энергии. Техническим результатом использования заявленных решений является то, что использование плазменно-химической установки в схеме переработки ТБО: - исключает необходимость применения дорогостоящих установок по очистке технологических и дымовых газов, получающихся при переработке ТБО, в т.ч. и особо опасных химических, биологических и медицинских отходов; - исключает получение твердых отходов, требующих дальнейшей переработки или их захоронения, поскольку получаемый на ней расплавленный шлак нейтрален и может быть использован в строительной индустрии в качестве теплоизоляционного материала. Использование плазменно-химической установки в заявленной схеме переработки ТБО полностью решает проблему защиты окружающей среды, позволяет получить товарные продукты с высокой добавленной стоимостью (синтез-газ, углекислота, теплоизоляционные материалы). Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена технологическая схема установки, реализующей заявленный способ. Установка для переработки твердых бытовых отходов по заявленному способу включает завод 1 по сортировке твердых бытовых отходов, пиролизную установку 2, установку по переработке органики 3, установку плазменно-химической переработки 4, установку по переработке расплавленного шлака 5, блок очистки биогаза 6, блок получения синтез-газа 7, блок переработки углекислого газа 8, блок получения углекислоты 9, блок генерации энергии 10 и блок каталитической переработки 11. Заявленный способ реализуют следующим образом. Завод 1 производит сортировку всех отходов на органические и неорганические. Органические отходы после сортировки в количестве до 40% мас. направляют на установку по переработки органики 3. Органика поступает в шаровую водяную мельницу, вода на которую подается из фекальной емкости. В дальнейшем материал в виде измельченной пульпы нагревается до температуры 70-90°С поступающим из биогазогенератора биогазом. Горячая пульпа поступает в биогазогенератор, где идет процесс брожения при температуре 54-55°С с выделением газа метана и с удалением избытка воды и осаждением ила. Ил поступает в черводню, кассеты которой размещены в отапливаемом собственным биогазом помещении. Кассеты заправляются коробами с червем, который перерабатывает весь ил в коробе, после чего его частично отбирают, сушат и упаковывают на реализацию на комбикормовые заводы. Ил, превращенный в биогумус, подсушивают и направляют на реализацию как биологическое удобрение. Биогаз после очистки в блоке 6 с содержанием метана до 55-60% используют для генерации электроэнергии, тепла, а также как моторное топливо. Полученный в блоке 8 углекислый газ используют для получения технической углекислоты в блоке 9 для нужд химической промышленности, металлургии, энергетики и сельского хозяйства, а метан используют как газовое топливо для ДВС и в блоке 10 для генерации энергии. После сортировки на заводе 1 неорганические (горючие) отходы после измельчения (до 3-5 мм) подают на пиролиз. Пиролиз проводят при средней температуре 400-500°С с получением следующих продуктов: технический углерод и металлокорд выводят в качестве товарных продуктов жидкое бытовое топливо на дальнейшую переработку (для получения моторных топлив), пиролизный газ с температурой 150-160°С без очистки от кислых газов направляют на установку плазменно-химической переработки 4 в качестве плазмообразующего газа, который после нагрева в плазмотроне используется как теплоноситель для уничтожения опасных и особо опасных медицинских и биологических отходов. Конечными продуктами плазменно-химической установки 4 будет нейтральный расплавленный шлак, который поступает на установку 5 по его переработке. По своему химическому составу расплавленный шлак близок к природному базальту, из которого изготавливают теплоизоляционные материалы с использованием громоздкого оборудования. Технология плазменной переработки в блоке 5 обеспечивает экологически безопасную утилизацию отходов и получение в качестве вторичного продукта минерализованного шлака, пригодного для изготовления теплоизоляционных материалов, не уступающих по качеству базальтовому волокну. Установка плазменно-химической переработки 4 работает при температуре более 5500°С, гарантируя практически полное преобразование исходного сырья в синтетический газ (далее синтез-газ). В блоке очистки 7 синтез-газ направляется в скруббер Вентури, а затем в колонну для охлаждения, очистки от пыли, хлорводорода и других примесей. Очищенный синтез-газ выходит через оросительную колонну и направляется на мокрый электрофильтр для более тонкой очистки. После очистки в блоке 7 очищенный синтез-газ используют для генерации энергии в блоке 10 и для получения бензина и дизельного топлива в блоке каталитической переработки 11. В блок генерации энергии 10 поступают два источника: очищенный синтез-газ из блока 7 и метан из блока 8. Блок генерации энергии 10 может быть, в частности, выполнен в виде пентановой установки, в которой в качестве рабочего тела, вращающего ротор турбодетандера и ротор электрогенератора, используют органическую жидкость пентан С5Н12, а тепло от сжигания синтез-газа и метана утилизируется в термомасляном котле. Пентановая электроустановка имеет значительные преимущества перед паротурбинной, в особенности в районах сурового климата и дефицита воды. Заявленная технология и установка могут быть реализованы с использованием известного оборудования и материалов. Использование заявленных технических решений позволяет решить многие принципиальные проблемы, возникающие при переработке ТБО, упростить технологию переработки, снизить стоимость применяемого оборудования, снизить затраты на проведение всего технологического процесса утилизации опасных и особо опасных отходов совместно с переработкой ТБО, обеспечить энергетическую эффективность и автономность процесса переработки ТБО и максимально расширить сферу возможного применения продуктов переработки, повысить экологическую безопасность переработки ТБО, обеспечить защиту окружающей среды, получить товарные продукты с высокой добавленной стоимостью (синтез-газ, теплоизоляционные материалы). 1. Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов, включающий стадии предварительной сортировки отходов на органические и неорганические, пиролизную переработку неорганических отходов и переработку органических отходов с получением биогаза и гумуса, отличающийся тем, что полученный на пиролизной установке пирогаз подвергают плазменно-химической переработке с получением синтез-газа и расплавленного шлака, при этом синтез-газ используют для получения энергии и топлива, а расплавленный шлак перерабатывают в теплоизоляционные материалы, кроме того, полученный в результате обработки органических отходов биогаз используют для получения углекислоты и метана, который используют для получения энергии и топлива. 2. Установка для переработки твердых бытовых и промышленных отходов по вышеописанному способу, включающая завод по сортировке твердых бытовых и промышленных отходов, пиролизную установку, установку по переработке органики, установку плазменно-химической переработки, установку по переработке расплавленного шлака, блок очистки биогаза, блок получения синтез-газа, блок переработки углекислого газа, блок получения углекислоты, блок генерации энергии и блок каталитической переработки, при этом завод по сортировке твердых бытовых отходов по выходу продукции связан с пиролизной установкой и с установкой по переработке органики, а выход пиролизной установки связан со входом установки плазменно-химической переработки, выходы которой связаны со входами установки по переработке расплавленного шлака, блока генерации энергии и блока каталитической переработки, а выход установки по переработке органики связан со входом блока очистки биогаза, выход которого связан со входом блока переработки углекислого газа, выходы которого связаны со входами блока получения углекислоты, блока получения синтез-газа и блока генерации энергии. www.findpatent.ru Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходовИзобретение относится к области термических методов обезвреживания отходов. Для переработки твердых бытовых и промышленных отходов их плавят в расплаве шлака, продуваемого газовыми струями. Плавку осуществляют по газлифтной технологии в циркулирующем расплаве шлака в специально выгороженных камерах газлифтной печи с двумя зонами. В первой зоне проводят окислительную обработку отходов циркулирующим шлаком с интенсивным перемешиванием воздухом вплоть до создания пеножидкостного состояния. Оставшийся в отстойной камере окислительной зоны шлак направляют в зону обработки в газлифтном режиме восстановительными газами. Отходящий газовый поток восстановительной зоны объединяют с отходящим окислительным газовым потоком окислительной зоны. Регулирование температуры процесса осуществляют за счет тепла, создаваемого электрическим током от поляризованных электродов, установленных в отстойных камерах окислительной и восстановительной зон. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процессов взаимодействия жидкостной и газовой фаз.
Изобретение относится к области термических методов обезвреживания отходов, в частности к области термической обработки бытовых и промышленных отходов, и может быть использовано при ликвидации бытовых и промышленных отходов. В настоящее время в мировой практике применяется более десятка технологий сжигания твердых бытовых отходов (ТБО) (А.В.Гречко, В.М.Парецкий. Современные технологии термической переработки твердых бытовых отходов и сравнение их показателей. «Цветные металлы», 2006, №2, стр.30-31). Самой распространенной является технология сжигания в слоевой топке на колосниковых решетках. Сжигание отходов в топках в псевдоожиженном слоем широко распространено в Японии. В США работает технология по сжиганию отходов в циркулирующем псевдоожиженном слое. Главным недостатком вышеперечисленных технологий является образование в отходящих газах полиароматических углеводородов (ПАУ) и диоксинов. По технологиям сжигания ТБО на колосниковых решетках при температуре 800-900°С остается 25-30% вторичных твердых отходов, зараженных высокотоксичными веществами и требующих, в свою очередь, обезвреживания или специального захоронения. Кроме того, при сжигании отходов при указанной температуре при медленном нагреве идет интенсивное образование диоксинов и ПАУ, как в процессе сжигания отходов, так и в процессе охлаждения газов, где главную функцию синтеза и их транспортировки выполняют аэрозоли сажи. В результате этого происходит загрязнение окружающей среды на расстоянии до 30 км и, как правило, (из зарубежной практики) заводы по переработке ТБО закрываются (Нидерланды, Голландия, Польша и т.д.) или переводятся на дорогостоящую систему очистки газов с помощью угольных фильтров и специальных катализаторов окисления окислов азота, ПАУ и диоксинов. Технологии по сжиганию отходов в топках с псевдоожиженным слоем и в топках с циркулирующим псевдоожиженным слоем не решают проблему утилизации и обезвреживания твердых остатков - шлака, и особенно летучей золы. Сжигания ТБО по технологии «Пиролиз и высокотемпературное сжигание» сложно в аппаратурном оформлении как на стадии пиролиза и сжигания отходов, так и на стадии газоочистки и поэтому вряд ли окупаемо. Технология ПОРШ при всей сложности системы газоочистки малоэффективна в смысле осаждения получаемых аэрозолей на сажевых образованиях, следовательно, и очистки от диоксинов, т.е. не гарантирует необходимую экологическую обработку. Институтом «ГИНЦветМет» (Гречко А.В., Калнин Е.И., Денисов В.Ф. Печь Ванюкова и ее использование для решения проблемы твердых бытовых отходов // Металлы. - 1998. - №6, с.3-11) совместно с другими организациями разработана экологически чистая технология переработки твердых бытовых отходов (ТБО) и промышленных отходов (ТБПО). Она базируется на плавке в расплаве шлака, продуваемом (барботируемом) газовыми струями. Для этой цели используются агрегаты типа печей Ванюкова (ПВ), получивших промышленное распространение на заводах цветной металлургии России и Казахстана. Сущность технологии заключается в плавке отходов при условиях, обеспечивающих отсутствие высокотоксичных соединений (диоксинов, фуранов и др.) уже на выходе газопылевого потока из печи. По сравнению с существующими способами переработки ТБО (например, в печах-котлоагрегатах с колосниковыми решетками) имеет высокие температуры 1250-1400°С, окислительную среду (коэффициент избытка окислителя а=1,05-1,2), определенную длительность пребывания газов (2-4 с и более), «термическую мгновенность» в процессе плавки. Последнее условие обеспечивается в печи ПВ благодаря специфической гидроаэродинамической обстановке в рабочем пространстве («барботажный эффект»). Эта технология прошла крупномасштабные испытания на специально переоборудованной под этот вид перерабатываемого сырья (ТБО, ТБПО) установке ПВ на Рязанском опытно-экспериментальном металлургическом заводе ГИНЦветМет. Переработка ТБПО в печах Ванюкова, однако, имеет ограничения по скоростям протекающих процессов вследствие использования сравнительно малоэффективных барботажных процессов и не позволяет получать шлак, свободный от тяжелых металлов, пригодный для использования, например, в производстве строительных материалов, так как эти печи предусматривают проведение только одного вида технологических процессов, в данном конкретном случае окислительных. При этом отсутствуют восстановительные процессы. Кроме того, при создании большого количества кислорода в отходящих окислительных газах при переработке низкокалорийного сырья для создания высокотемпературного процесса потребуется использование чисто кислородного или обогащенного по кислороду дутьевого газа, что потребует дополнительных как капитальных, так и эксплуатационных затрат. Учитывая непостоянство состава ТБПО, необходимо включение специальных подготовительных операций по подготовке сырья к переработке из-за отсутствия в указанных способах оперативных систем терморегулирования. Известен технологический комплекс для утилизации и переработки бытовых и промышленных отходов (полезная модель RU 111467, кл. В09В 3/00 от 18.08.2011 г.). Комплекс содержит линию для подачи метана, установку для газоразделения, трубопроводную и запорную арматуру и устройства для очистки газов. Введены линия подачи твердых бытовых и промышленных отходов, установка для сжигания этих отходов, установленная на выходе линии подачи, установка для синтеза бензина, установленная на выходе линии подачи метана, установка для синтеза аммиака, вход подачи азота которой соединен трубопроводом с выходом азота установки для газоразделения, а вход подачи водорода соединен с соответствующим выходом установки для синтеза бензина. Введена установка для синтеза карбомида, вход подачи аммиака которой соединен с выходом установки для синтеза аммиака, а вход подачи углекислого газа соединен с соответствующими выходами установки для сжигания твердых бытовых и промышленных отходов и установки для синтеза бензина. Твердые бытовые и промышленные отходы по линии подачи подают в установку для сжигания. При сжигании образуется углекислый газ, метан. Который образуется при хранении твердых бытовых и промышленных отходов. По линии для подачи метана подают в установку для синтеза бензина, в которой образуется углекислый газ и водород. Из воздуха выделяют кислород в установке для газоразделения, который используют при сжигании твердых бытовых и промышленных отходов, и азот, который вместе с водородом, который образуется при синтезе бензина в установке для синтеза бензина, используют для синтеза аммиака в установке для синтеза аммиака, который используют для синтеза карбомида в установке для синтеза карбомида совместно с углекислым газом, который образуется при сжигании твердых бытовых и промышленных отходов в установке для сжигания твердых бытовых и промышленных отходов и в установке для синтеза бензина. Однако такой способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов и установка для этого очень и очень сложны. Задача изобретения заключается в повышении эффективности переработки твердых бытовых и промышленных отходов с исключением использования в качестве дутьевого газа кислорода или воздуха, обогащенного по кислороду. Технический результат при использовании изобретения заключается в создании способа переработки твердых бытовых и промышленных отходов с повышенной эффективностью процессов взаимодействия жидкостной и газовых фаз, включением в технологическую переработку терморегулирования и восстановительных процессов. Указанный технический результат достигается тем, что способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов включает плавку в расплаве шлака, продуваемого газовыми струями. Плавку осуществляют по газлифтной технологии в циркулирующем расплаве шлака в специально выгороженных камерах газлифтной печи с двумя зонами. В первой зоне проводят окислительную обработку отходов циркулирующим шлаком с интенсивным перемешиванием воздухом вплоть до создания пеножидкостного состояния. Отстоявшийся в отстойной камере окислительной зоны шлак направляют в зону обработки в газлифтном режиме восстановительными газами, а отходящий газовый поток восстановительной зоны объединяют с отходящим окислительным газовым потоком окислительной зоны. Регулирование температуры процесса осуществляется за счет тепла, создаваемого электрическим током от поляризованных электродов, установленных в отстойных камерах окислительной и восстановительной зон. Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов осуществляется следующим образом. Подготовленные отходы дозируются в нисходящий канал газлифта окислительной зоны, где под действием перегретого циркулирующего шлака проходит деструкция отходов и переход минеральной части отходов в шлак. Твердые, жидкие и газообразные продукты деструкции органического происхождения поступают под действием дутьевых газов совместно с циркулирующим шлаком в газлифт, где под действием кислорода воздуха с α≥1,05 окисляются до элементарных соединений без образования сажистых продуктов и сложных полиароматических соединений и соединений диоксинового ряда. Образующийся в процессе переработки твердых бытовых и промышленных отходов в первом циркуляционном контуре шлак поступает на обработку восстановительными реагентами, например углем, во второй циркуляционный контур. Вывод тяжелых металлов из шлака при обработке его восстановительными реагентами делает пригодным шлак для производства из него строительных материалов. Таким образом, переработка твердых бытовых и промышленных отходов по предлагаемой схеме делает безотходную экологически безопасную технологию более экономичной при одновременном увеличении производительности основного технологического агрегата. Введение электродов стабилизирует работу плавильного агрегата при колебаниях состава твердых бытовых и промышленных отходов. Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов, включающий плавку в расплаве шлака, продуваемого газовыми струями, отличающийся тем, что плавку осуществляют по газлифтной технологии в циркулирующем расплаве шлака в специально выгороженных камерах газлифтной печи с двумя зонами, в первой из которых проводят окислительную обработку отходов циркулирующим шлаком с интенсивным перемешиванием воздухом вплоть до создания пеножидкостного состояния, причем отстоявшийся в отстойной камере окислительной зоны шлак направляют в зону обработки в газлифтном режиме восстановительными газами, а отходящий газовый поток восстановительной зоны объединяют с отходящим окислительным газовым потоком окислительной зоны, при этом регулирование температуры процесса осуществляется за счет тепла, создаваемого электрическим током от поляризованных электродов, установленных в отстойных камерах окислительной и восстановительной зон. www.findpatent.ru Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов
Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов включает загрузку и термообработку их в ванне шлакового расплава без доступа воздуха при 1300 - 1800oC с последующим разделением шлака и металлического расплава, причем первичную очистку, обезвреживание и охлаждение отходящих газов проводят путем пропускания их противотоком через кусковый материал, содержащий шлакообразующие вещества и оксиды, при загрузке его в шлаковую ванну отдельно от отходов. Температуру шлаковой ванны поддерживают путем пропускания через расплавленный шлак электрического тока с помощью погруженных электродов. Способ решает задачу уменьшения окислительных процессов при термической переработке отходов в шлаковом расплаве, за счет чего снижаются вредные выбросы в атмосферу и увеличивается выход металлического сплава. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл. Изобретение относится к способам переработки отходов и может быть использовано в коммунально-бытовом хозяйстве, энергетике, промышленности строительных материалов, металлургии и других отраслях промышленности. В результате человеческой деятельности образуется большое количество твердых бытовых (одежда, обувь, упаковки, пищевые отходы и др.) и промышленных отходов (остатки сырья, материалов или полуфабрикатов, образовавшихся при изготовлении продукции), которые обычно подлежат захоронению на специальных полигонах за пределами населенных пунктов. Однако места захоронения отходов захламляют огромные площади, а продукты гниения и распада мусора являются источником загрязнения атмосферы, почвы и грунтовых вод. К настоящему времени определились два основных пути борьбы с нарастающей массой твердых отходов: сжигание и переработка. Сжигание остается пока наиболее распространенным способом термического обезвреживания отходов, имеющим наряду с достоинствами (резкое сокращение объема отходов, получение дополнительного тепла) и серьезные отрицательные последствия. Прежде всего это вредные выбросы в атмосферу. При сжигании полимерных материалов и пластмасс выделяются токсичные вещества, в том числе тяжелые металлы и диоксины. В состав дымовых газов входят также хлористый и фтористый водород и тяжелые металлы. В золе и шлаках, образующихся при сжигании твердых бытовых отходов (батарейки, аккумуляторы, люминесцентные лампы, краски) обнаружены высокие концентрации токсичных металлов и даже радиоактивных элементов [1]. Недостатком этого способа является также то, что процесс горения без применения дополнительного топлива возможен лишь для отходов определенного состава (содержание влаги менее 50%, золы менее 60% и горючих веществ более 25%). Переработка твердых бытовых и промышленных отходов, наряду с их обезвреживанием, имеет своей целью также получение полезных продуктов и осуществляется с помощью пиролиза, газификации, переработки в шлаковом расплаве и биокомпостирования. Для повышения эффективности переработки применяют сортировку отходов и их раздельную обработку. Так, по одной из известных технологий, органическая часть отходов, которые могут разлагаться в результате жизнедеятельности аэробных микроорганизмов, подвергается компостированию, а некомпостируемые отходы (кожа, резина, дерево, пластмасса, неорганические фракции) подвергают низкотемпературному пиролизу (550oC), в результате которого получают пирокарбон и горючий газ. Пирокарбон может использоваться в металлургии вместо графита или при производстве асфальта как наполнитель битумных материалов, газ - в качестве топлива, а компост - в качестве биотоплива в теплицах и как органическое удобрение. Пиролизу и газификации подвергается органическая масса твердых бытовых и промышленных отходов. В результате разложения органических соединений под действием высоких температур и при отсутствии или недостатке кислорода образуется твердый остаток (углерод), смола и газ. В процессе газификации с помощью газифицирующих агентов органическая часть отходов или продукты ее термической переработки превращаются в горючие газы. С санитарной точки зрения процесс пиролиза обладает лучшими показателями по сравнению с сжиганием. Количество отходящих газов, подвергаемых очистке, при пиролизе намного меньше, чем при сжигании отходом. Уменьшение твердого остатка, более полный выход летучих продуктов и более интенсивное разложение органической массы достигается при высокотемпературном пиролизе. При этом происходит также оплавление минеральной составляющей отходов с образованием шлака, который может быть использован в промышленности строительных материалов. В [2] описаны способы высокотемпературного пиролиза (Торракс, Пьюрокс), которые осуществляются в печи - реакторе шахтного типа. Твердые отходы загружают в верхнюю часть реактора, в нижнюю часть которого подают воздух или кислород, создавая зону горения, в которой происходит плавление и шлакование несгораемых материалов. Подаваемые сверху отходы проходят зону сушки и попадают в зону пиролиза, где под действием высокой температуры, практически без доступа воздуха, разлагаются на горючий газ, углерод и инертные материалы. Горючие газы поднимаются вверх навстречу поступающим отходам, фильтруются на них от пыли и хлопьевидных фракций, а на выходе из зоны пиролиза их отсасывают вентилятором и направляют в газоочистительную систему. Твердые же продукты пиролиза (углерод и инертные материалы) оседают в виде шлака и металла в зоне первичного сгорания и плавления в нижней части реактора, откуда их впоследствии удаляют. Недостатком такого способа является то, что вентиляционной системой удаляются, наряду с газами, образовавшимися в зоне пиролиза при высоких температурах, также и газы, образовавшиеся при низких температурах в зоне, примыкающей к каналу вентиляционной системы. Поскольку температура газа, выходящего из зоны пиролиза реактора, составляет около 120oC, то в конце этой зоны не исключено образование диоксинов и фуранов. Известно, что образования этих вредных веществ не происходит при температурах выше 850oC. Кроме того, применение воздушного или кислородного дутья для поддержания процесса горения приводит к окислению металлической части шихты и переводу ее в шлак, а также к увеличению объема образующихся газов, что усложняет их очистку и требует увеличения мощности вентиляционной системы. Известные технологии переработки отходов в высокотемпературном шлаковом расплаве (1300 - 1700oC) позволяют утилизировать широкую гамму бытовых и промышленных отходов органического и неорганического происхождения. В шлаковом расплаве осуществляются газификация, скоростной пиролиз и сжигание отходов за счет их быстрого вовлечения в барботируемую воздухом или кислородом шлаковую ванну. Минеральная часть отходов растворяется в шлаке, а металлические отходы расплавляются. В процессе переработки получают инертный шлак, являющийся сырьем для производства строительных материалов, металлический сплав и горючий газ. Предлагаемые технологии переработки в шлаковом расплаве отличаются составом шлака, режимом и способами продувки ванны, способами стабилизации и поддержания на заданном уровне теплового режима, методами повышения экономичности процесса и др. Известен способ термической переработки твердых отходов [3], по которому для повышения эксплуатационной надежности процесса и изменения в широких пределах температуры шлаковой ванны без снижения производительности в продуваемую кислородсодержащим газом в режиме барботажа шлаковую ванну совместно с отходами загружают топливо, оксиды металлов или металлолом. Недостатками такого способа являются необходимость использования дополнительного топлива, окислительный характер процесса и большие потери металла за счет его окисления и перехода в шлак оксидов. Известен способ термического разложения твердых бытовых отходов в электродуговой печи [2], по которому в результате интенсивного разложения горючих составляющих образуется коксовый остаток и газ, содержащий в основном водород и оксид углерода. Минеральная часть отходов плавится и разделяется на металл и шлак. Оксид железа, содержащийся в шлаке, вступает в реакцию с коксовым остатком, восстанавливается до металла с образованием оксида углерода. Восстановившийся металл непрерывно отделяется от шлака. Недостатком этого способа является интенсивное разложение молекул азота и водорода в зоне электрических дуг. В присутствии железа, являющегося катализатором реакции, степень разложения молекул азота и водорода значительно увеличивается. В результате окисления азота образуются вредные соединения в виде окислов азота (NOx). В зоне горения электрических дуг происходит интенсивное окисление и испарение элементов, входящих в состав отходов с образованием возгонов, которые при конденсации могут образовывать мелкодисперсную пыль. Наиболее близким к изобретению является способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов, обеспечивающий высокие экологические требования и экономичность процесса благодаря обезвреживанию и глубокому разрушению вредных, токсичных веществ, а также комплексному использованию отходов [4] . Способ заключается в том, что твердые бытовые и промышленные отходы, содержащие углерод и его соединения, железо и оксиды металлов подают в расплавленную шлаковую ванну для последующей термической переработки путем сжигания в среде кальцийферритных шлаков при 1300 - 1700oC, с последующей обработкой отходящих газов железосодержащим материалом, в качестве которого может быть использован металлизованный сплав после сжигания отходов и(или) металлическая стружка, и(или) лом черных металлов. При этом осуществляют раздельный выпуск шлака и металла. Недостатком способа является использование процесса сжигания, в результате которого образуются вредные соединения в виде оксидов азота, а также диоксины и фураны, увеличивается объем отходящих газов, что приводит к необходимости увеличения мощности газоочистительной системы. Кроме того, при сжигании увеличиваются потери металла за счет его окисления и перехода окислов в шлаковую фазу. Потери металла за счет окисления и образования окалины происходят и при пропускании отходящих газов через железосодержащий материал, так как отходящие после сжигания отходов газы всегда содержат газы-окислители CO2, h3O. Предлагаемый способ решает задачу уменьшения окислительных процессов при термической переработке отходов в шлаковом расплаве, результатом чего является снижение вредных выбросов в атмосферу, увеличение выхода металлического сплава, с состав которого входят не только металлы, содержащиеся в отходах, но и элементы, восстановленные углеродом из оксидов. Сущность способа заключается в том, что при предлагаемой переработке твердых бытовых и промышленных отходов путем загрузки и термической обработки их в постоянно поддерживаемой в расплавленном состоянии шлаковой ванне и последующего разделения шлака и металлического расплава и очистки отходящих газов, термическую обработку в шлаковой ванне проводят без доступа воздуха при 1300 - 1800o, очистку, обезвреживание и охлаждение отходящих газов проводят путем пропускания их противотоком через кусковой материал, содержащий шлакообразующие вещества, при загрузке его в шлаковую ванну отдельно от отходов. При этом температуру шлаковой ванны могут поддерживать путем пропускания через расплавленный шлак электрического тока с помощью погруженных электродов. В результате процесса переработки отходов в шлаковом расплаве с температурой 1300 - 1800oC без доступа воздуха происходит скоростной высокотемпературный пиролиз органических составляющих отходов на простейшие составляющие с образованием летучих соединений CO2, CO, H, Ch5, N2, h3S и других газов, а также твердого углерода в виде сажи. Недостаток кислорода исключает окислительные процессы, что позволяет сохранить углерод и использовать его в качестве восстановителя, а также уменьшает количество вредных примесей (диоксинов, фуранов, оксидов азота и др.). Известно, что при этом общее количество отходящих газов по сравнению с сжиганием уменьшается в 3 - 7 раз, что облегчает их последующую очистку и позволяет уменьшить мощности и габариты газоочистительных систем. Осуществление встречного движения отходящих из зоны пиролиза газов и кускового материала, содержащего шлакообразующие вещества и оксиды (минералы, оксиды металлов), поступающего отдельным от остальных отходов потоком в шлаковую ванну, позволяет использовать физическое тепло горячих газов для подогрева материала, а также способствует очистке отходящих газов от пыли, так как кусковой материал играет роль зернистого фильтра, который задерживает пылевидные и хлопьевидные частицы. Отложения сажи на кусковом материале образуют пористый углеродный фильтр, адсорбирующий вредные примеси из газа. Фильтрующий материал непрерывно обновляется с возвращением загрязненных частиц в шлаковый расплав, где происходит интенсивный высокотемпературный пиролиз и обезвреживание адсорбированных органических соединений. Отходящие газы, содержащие такие восстановители, как оксид углерода и водород, а также углерод сажистых отложений, вызывают протекание восстановительных реакций кускового материала, содержащего шлакообразующие вещества и оксиды, способствуют их металлизации и увеличивают количество жидкого металлического сплава на выходе из печи. Это повышает технико-экономические показатели процесса. Первичное охлаждение газов в загрузочной колонне облегчает их последующую очистку. Способ поясняется чертежом, на котором изображена установка, с помощью которой он реализуется, где 1 - герметизированная ванна печи; 2 - графитовые электроды; 3 - загрузочная колонна основная; 4 - твердые бытовые и промышленные отходы; 5 - загрузочная колонна дополнительная, нижняя часть которой расположена в непосредственной близости от поверхности шлаковой ванны; 6 - кусковой материал, содержащий шлакообразующие вещества и оксиды; 7 - дозатор; 8 - трансформатор; 9 - жидкая металлическая ванна; 10 - шлаковая ванна; 11 - вытяжной зонт. Осуществляется способ следующим образом. В герметизированной ванне печи 1 наводят шлаковую ванну с помощью жидкого или твердого старта. Заливка шлака при жидком старте и засыпка шлака при твердом производится через дозатор 7. Возбуждение дуги при твердом старте осуществляют графитовыми электродами 2, получающими питание от понижающего трансформатора 8. После наведения шлаковой ванны поддерживают требуемую температуру расплавленного шлака, как правило 1300 - 1800oC бездуговым способом за счет тепла, выделяемого при протекании электрического тока в шлаковом расплаве 10 через находящиеся в нем графитовые электроды 2. Твердые бытовые и промышленные отходы 4, включающие в себя металлургические шлаки, формовочные смеси, отходы зачистки литья, твердые шламы, пластмассы, древесные и текстильные отходы, резину, макулатуру и др., загружают через основную колонну 3 в расплавленную шлаковую ванну 10, где под действием постоянно поддерживаемой температуры без доступа воздуха подвергают скоростному пиролизу с выделением газов CO2, CO, Ch5, h3, N2, h3S и др., а также твердого углерода. Минеральная часть отходов переходит в шлаковый расплав 10, металлические предметы и элементы, получаемые в результате реакций восстановления, протекающих в зоне шлаковой ванны и загрузочной колонне 5, благодаря наличию газов h3, CO и углерода образуют жидкую металлическую ванну 9. Образующиеся в результате пиролиза, газификации отходов и восстановительных реакций газы с помощью газоотсоса направляют в нижнюю часть дополнительной загрузочной колонны 5 с кусковым материалом 6, содержащим шлакообразующие вещества и оксиды, которые поступают в шлаковый расплав 10, двигаясь навстречу газовому потоку. Через дополнительную загрузочную колонну в ванну поступает от 15 до 30% перерабатываемой шихты. Благодаря тому что нижняя часть дополнительной загрузочной колонны 5 находится в непосредственной близости от поверхности шлакового расплава, температура входящего в нее газового потока максимально приближена к температуре шлакового расплава, т.е. достаточно высока. Газовый поток выводится из загрузочной колонны 5 в верхней ее части и далее поступает на окончательную очистку в газоочистительную систему. Движущийся навстречу отходящему газовому потоку кусковой материал 6 играет роль зернистого фильтра, который задерживает пылевидные и хлопьевидные фракции и возвращает их в шлаковый расплав. Степень очистки печного газа от пыли при прохождении его через дополнительную загрузочную колонну составляет 70 - 85%. Отложения сажи на кусковом материале 6, образующиеся при разложении органической части отходов 4, создают пористый фильтр, который способствует дополнительной очистке отходящих газов за счет адсорбции вредных примесей, причем фильтрующий материал непрерывно обновляется, возвращая загрязненную часть в шлаковый расплав. Образовавшиеся в результате разложения отходов и восстановительных реакций газы содержат окись углерода и водород, с помощью которых частично восстанавливаются оксиды металлов, если они содержатся в кусковом материале в дополнительной загрузочной колонне 5 или непосредственно в ванне по следующим реакциям: 3Fe2O3 + CO ---> 2Fe3O4 + CO2; Fe3O4 + CO2 3FeO + CO2; FeO + CO Fe + CO2; 1/4Fe3O4 + CO 3/4Fe + CO2; 3Fe2O3 + h3 ---> 2Fe3O4 + h3O; Fe3O4 + h3 3FeO + h3O; FeO + h3 Fe + h3O; 1/4Fe3O4 + h3 3/4Fe + h3O. Протеканию восстановительных реакций способствует нагрев кускового материала отходящими горячими газами. Подогрев и частичное восстановление шихты отходящими газами повышают экономичность процесса. В дальнейшем выпускаемый шлак может быть использован в промышленности строительных материалов, а металлический сплав, содержащий железо, углерод, кремний, хром и другие легирующие элементы - в металлургии. Ведение процесса в шлаковом расплаве без доступа воздуха позволяет осуществить скоростной высокотемпературный пиролиз, обеспечив при этом высокую степень разложения органических отходов на простые составляющие и пониженное содержание вредных примесей (окислов азота, диоксинов и др.), а также уменьшить в несколько раз количество образующихся газов, что позволяет, в свою очередь, снизить мощность и габариты газоочистительной системы. Способ позволяет перерабатывать смеси отходов при изменении соотношения органической и минеральной частей в широком диапазоне (табл. 1), в том числе и негорючие отходы при очень небольшом количестве органических отходов. Отходы такого состава ввиду низкого содержания горючих компонентов и высокого содержания золы не могут быть утилизированы в мусоросжигательных установках. Пример. Через основную загрузочную колонну в ванну печи загружали твердые отходы, в состав которых входят формовочные смеси, металлургические шлаки, отходы огнеупорных материалов, отходы зачистки литья, пластмассы, промасленные опилки и бумага, древесные отходы. Через дополнительную загрузочную колонну в шлаковую ванну подавали 1-й вариант: кусковый материал, содержащий шлакообразующие вещества и оксиды, а именно - металлургический шлак дуговых сталеплавительных печей; 2-й вариант: кусковой материал, содержащий шлакообразующие вещества и оксиды, а именно - отходы огнеупорных материалов, например магнезит; 3-й вариант: кусковый материал, содержащий шлакообразующие вещества и оксиды, а именно - железорудные окатыши. При загрузке кускового материала, содержащего шлакообразующие вещества и оксиды по первому варианту, восстанавливаются оксиды железа, содержащиеся в шлаке, оксиды кремния, марганца, остальные компоненты участвуют в образовании шлака. По второму варианту - не происходит восстановление оксидов, содержащихся в магнезите, образуется только шлак. По третьему варианту - происходит восстановление оксидов железа из окатышей, остальные компоненты участвуют в образовании шлака. При этом кусковой материал во всех трех вариантах служит зернистым фильтром. Органическая часть загружаемых в ванну веществ составляет 50%, неорганическая - 50%. Элементный состав отходов приведен в табл. 2. В результате переработки получаются металлический сплав, шлак и горючие газы, которые после очистки сжигаются с утилизацией тепла. Показатели процесса приведены в табл. 3. Как видно из табл. 3, по сравнению с известной технологией объем газов, отходящих из ванны, уменьшается примерно в 4 раза, масса металлического сплава увеличивается более чем в 4 раза.Формула изобретения 1. Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов, включающий загрузку и термическую обработку их в постоянно поддерживаемой в расплавленном состоянии шлаковой ванне и последующее разделение шлака и металлического расплава, а также очистку отходящих газов, отличающийся тем, что термическую обработку в шлаковой ванне проводят без доступа воздуха при 1300 - 1800oC первичную очистку, обезвреживание и охлаждение отходящих газов проводят путем пропускания их противотоком через кусковый материал, содержащий шлакообразующие вещества и оксиды, при загрузке его в шлаковую ванну отдельно от отходов. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру шлаковой ванны поддерживают путем пропускания через расплавленный шлак электрического тока с помощью погруженных электродов.РИСУНКИ Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3www.findpatent.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
