Следует отметить, что высокотемпературный пиролиз имеет ряд преимуществ по сравнению с низко - и среднетемпературным: он обеспечивает более интенсивное преобразование исходного материала; скорость реакции возрастает с увеличением температуры по экспоненте, в то время как тепловые потери возрастают линейно; расширяется диапазон теплового воздействия на отходы; происходит более полный выход летучих продуктов; сокращается объем и количество твердого остатка после пиролиза отходов.
Реакторы хорошо себя зарекомендовали для переработки моноотходов: резины, макулатуры, полимерных изделий. Даже переработка одновременно вышеперечисленных отходов дает отрицательные результаты.
Переработка твердых бытовых отходов в установке
борботируемого шлакового расплава печи Ванюкова.
Технология плавки отходов в барботируемом шлаковом расплаве основана на принципиальном положении, заключающемся в том, что любые органические соединения, в том числе и ядовитые, при нагревании до температуры более 12500С и выдержании при ней более 2-3 секунд полностью разлагаются на простые соединения.
Сущность технологического процесса переработки ТБО в печи Ванюкова заключается в высокотемпературном разложении (плавке) компонентов рабочей массы в слое барботируемого шлакового расплава при температуре 1350-14000С и выдерживании их в течение 2-3 секунд. При этом происходит полный разрыв связей в структурной цепочке сложных органических соединений.
Барботаж осуществляется за счет подачи через стационарные устройства окислительного дутья.
ТБО 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 предусматривает перерабатывать шихту без предварительной сортировки и сушки со значительным колебанием по химическому и морфологическому составу за счет плавильного агрегата.
В результате плавки образуются: газы, содержащие продукты разложения ТБО, и шлак, состоящий из силикатов и оксидов металлов. В случае наличия в шихте большого количества отходов, содержащих тяжелые цветные металлы, возможно образование донной фазы – продукта, содержащего цветные металлы.
Донная фаза отливается в слитки и отправляется на переработку на предприятия цветной металлургии.
Шлак печи Ванюкова должен использоваться для производства стройизделий: огненно-жидкий шлак – для производства минеральной ваты и изделий из нее и литых строительных конструкций (фундаментных блоков, дорожных плит); охлажденный шлак, после водной грануляции используется либо для производства заполнителей пористых бетонов, плит перекрытий, либо – в качестве щебня для дорожного строительства.
Газы направляются на охлаждение в котел-утилизатор с образованием энергетического пара, затем на очистку от пыли, возгонов и вредных примесей.
Основная потребность в электроэнергии обеспечивается за счет выработки ее от турбогенератора мощностью 5000 кВт.
Для обеспечения комплекса кислородом устанавливается 2 кислородных блока производительностью по 3000 нм3 в час и общим объемом 6000 нм3 технического кислорода в час.
Для обеспечения экологической безопасности производства комплекс оборудуется системой газоочистки, обеспечивающей снижение концентрации компонентов, содержащихся в газах плавильной печи, ниже предельно допустимых концентраций.
Газификация твердых бытовых отходов
Сущность технологии заключается в двухстадийной термической переработке ТБО методом паровоздушной газификации, разработанной в ИПХФ РАН (Черноголовка). Полученный продукт-газ может быть использован в газотурбинной (паротурбинной, газопоршневой) установке для получения электрической и/или тепловой энергии.
В настоящее время установка производительностью 15 тыс. т/год проходит испытания и отработку регламентов газификации различных твердых топлив на территории ФГУП «МПП»Салют».
В состав комплекса газификации входит:
- реакторный модуль (газификатор);
- установка очистки продукт-газа и/или дымовых газов;
- энергетический блок.
Технологическая схема производственного комплекса предусматривает последовательное осуществление следующих операций:
- прием, взвешивание, разгрузку ТБО на промплощадке;
- подачу ТБО на загрузочный транспортер газификатора;
- газификацию ТБО с получением продукт-газа;
- очистку продукт-газа;
- удаление золоостатков, их складирование и вывоз;
- производство тепловой и электрической энергии;
- сжигание остатков продукт-газа на горелке;
2.2. Сырьевая стратегия
Являясь одними из основных загрязнителей окружающей среды, ТБО, КГО содержат ценные компоненты: макулатуру, полимерные материалы, черные и цветные металлы, стекло, которые при складировании безвозвратно теряются.
Несмотря на то, что отходы из жилого фонда являются мощным источником вторичного сырья, практическая реализация сортировки отходов из мусоровозов представляет сложную проблему из-за загрязненности материала, а также с уровнем цен на сырье соответствующего качества.
Наибольший интерес представляют сбор отходов от различных коммерческих организаций и учреждений, качество которых выше качества отходов из жилищного фонда. Существуют три варианта реализации сырьевой стратегии:
- селективного сбора вторичного сырья непосредственно в местах образования;
- развитие селективного сбора вторичного сырья посредством организации стационарных и передвижных приемных пунктов;
- организация централизованного сбора вторичного сырья на мусоросортировочных комплексах.
Селективный сбор вторичного сырья непосредственно в местах их
образования
Сбор ТБО является ключевым элементом в системе обращения с бытовыми отходами. Во-первых, он несет в себе функцию предотвращения загрязнения окружающей среды и снижения рисков возникновения опасных для жизни и здоровья людей явлений. Во-вторых, система сбора отходов оказывает значительное влияние на глубину переработки ТБО и качество получаемого вторсырья. Существуют общий и раздельный сбор отходов. В первом случае весь объем ТБО собирают в общие контейнеры, а во втором случае отходы разделяют по видам и собирают в разные контейнеры.
Раздельный сбор позволяет в большей степени использовать отходы производства и потребления в хозяйственном обороте в качестве вторичных источников сырья и энергоресурсов, что дает значительный экологический и экономический эффект, позволяющий существенно уменьшить техногенную нагрузку на окружающую среду в условиях продолжающегося необратимого сокращения природных ресурсов.
Вместе с тем, необходимо отметить, что развитие систем селективного сбора, сортировки и переработки вторичного сырья, извлеченного из отходов, требует значительного времени и финансовых ресурсов. Общемировая практика и европейский опыт показывают, что селективный сбор эффективен только в малоэтажной застройке, а организация раздельного сбора ТБО в многоквартирных домах крупных городов является сложной и дорогостоящей градостроительной и транспортной задачей, связанной с реконструкцией мусоропроводов и контейнерных площадок, усложнением транспортной логистики.
Хотя для каждого вида отходов существует специальная технология их утилизации и обезвреживания, спрос на многие вторичные продукты является незначительным по двум причинам: 1) высокая стоимость переработки; 2) высокая стоимость конечного продукта.
При этом необходимо учитывать, что даже при высокой степени извлечения вторичного сырья, оставшаяся часть отходов должна быть размещена на полигонах или утилизирована иными способами.
Основной проблемой сложившихся способов переработки вторсырья является не отсутствие технологий переработки, а отделение вторсырья от остальных отходов и разделение различных видов вторсырья. Существует множество технологий, позволяющих разделять отходы и вторсырье. Все эти технологии являются затратными, а самая дорогая и сложная из них – извлечение вторсырья из уже сформировавшегося общего потока отходов на специальных предприятиях.
Опыт раздельного сбора бытовых отходов (Москва, Санкт-Петербург, Смоленск и др.) оказался малоэффективным вследствие перечисленных факторов.
Результаты эксперимента в Москве показали:
- забалластированность материала во всех контейнерах 10 – 15 %;
- уровень сбора макулатуры составил 0,68 кг/мес. на 1 жителя или 14,1 % от содержания макулатуры в ТБО жилого сектора на человека;
- уровень сбора полимерных материалов – 0,05 кг/мес., на 1 жителя или 1.16 % от содержания полимерных материалов в ТБО жилого фонда на человека.
Для установки специализированных контейнеров, требуется дополнительные площади к существующим контейнерным площадкам для сбора смешанных отходов. Для установки двух контейнеров требуется площадь – 19,4 м2, трех – 24 м2, четырех – 28 м2. Для вывоза вторичного сырья требуется увеличение рейсов и количества спецмашин.
На основании опыта внедрения секционных контейнеров в жилом фонде и отсутствие свободных площадей их установки можно сделать вывод, что специализированные контейнеры необходимо устанавливать только в местах с высоким уровнем проходимости: на площадках, бульварах, проспектах, главных улицах, около крупных магазинов, клубов, кинотеатров, театров, спортивно-зрелищных объектов и не устанавливать в жилом фонде.
На магистральных и главных улицах контейнеры устанавливаются на регулируемых пешеходных переходах.
Контейнеры для селективного сбора должны устанавливаться только в теплое время года, так как наполняемость данных контейнеров в зимний период уменьшается в несколько раз
Применение передвижных и стационарных приемных пунктов.
В практике развитых европейских стран для крупных городов считается оптимальным расположением одного приемного пункта комплексного приема вторичного сырья (КППВС) на 10 – 15 тыс. жителей.
Анализ опыта Ассоциации предприятий по заготовке и переработке вторичного сырья «Вторэкоиндустрия» показал, что каждый пункт ежемесячно посещает 950 - 1000 человек или 11,4 - 12 тыс. чел./год. Как показывает практика, доход этих людей находится ниже прожиточного уровня.
Расчет потребности в приемных пунктах производится и по объемам возможного и фактического приема сбора вторичного сырья из жилого сектора.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
Основные порталы (построено редакторами)