КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Оборудование для сушки твердых отходов
Оборудование для тепловой обработки ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ Термические методы переработки и использования отходов производства
Сушка является одним из способов удаления избыточной влаги из твердых отходов перед их дальнейшей переработкой. Чаще всего для сушки твердых отходов используют барабанные сушилки, отличающиеся универсальностью, большой Барабанные сушилки непрерывного действия применяются для сушки кусковых, кристаллических и зерновых материалов. Сушильным агентом могут служить топочные газы, получаемые от сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива, в смеси с воздухом (газовые сушилки) или воздух, предварительно нагретый в калорифере (воздушные сушилки). Пиролиз представляет собой процесс термической переработки твердых углеродосодержащих отходов путем высокотемпературного нагрева без доступа воздуха. Существуют следующие разновидности метода: окислительный пиролиз с последующим сжиганием пиролизных газов; сухой пиролиз. Окислительный пиролиз — это процесс термического разложения отходов при их частичном сжигании или непосредственном контакте с продуктами сгорания топлива. Окислительный пиролиз является одной из стадий процесса газификации. Газообразные продукты разложения отходов смешиваются с продуктами сгорания топлива или части отходов, поэтому на выходе из реактора они имеют низкую теплоту сгорания, но повышенную температуру. Затем смесь газов сжигают в обычных топочных устройствах. В процессе окислительного пиролиза образуется твердый углеродистый остаток (кокс), в то время как твердый остаток процесса газификации является минеральным продуктом (зола и шлак). В дальнейшем кокс можно использовать в качестве твердого топлива или в других целях.
Метод окислительного пиролиза с последующим сжиганием пиролизных газов универсален в отношении фракционного состава и фазового состояния отходов, их влажности и зольности. Окислительному пиролизу могут быть подвергнуты многие производственные отходы, «неудобные» для сжигания или газификации. Этим методом можно ликвидировать вязкие, пастообразные отходы; влажные осадки; пластмассы; шламы с большим содержанием золы; загрязненную мазутом, маслами и другими соединениями землю; сильно пылящие отходы с легко увлекаемыми газом частицами; отходы, содержащие соли и металлы которые плавятся и возгораются при нормальных температурах сжигания; отработанные шины, кабели в измельченном состоянии; автомобильный скрап и т.п. Сухая перегонка (сухой пиролиз) — это метод термической переработки отходов, обеспечивающий их высокоэффективное обезвреживание и использование в качестве топлива и химического сырья, что способствует созданию безотходных и малоотходных технологий и рациональному использованию природных ресурсов. Под сухим пиролизом понимают процесс термического разложения отходов, твердого и жидкого топлива без доступа кислорода. В результате сухого пиролиза отходов образуются пиролизный газ с высокой теплотой сгорания, жидкие продукты и твердый углеродистый остаток. Низкотемпературный пиролиз отходов осуществляют с целью получения первичной смолы — наиболее ценного источника жидкого топлива и различных химических продуктов. Сухой пиролиз некондиционных каучуков позволяет получать мономеры, которые могут быть вновь использованы в производстве синтетических каучуков. Полукокс содержит некоторое количество летучих и может быть использован в качестве энергетического и бытового топлива.
Основной целью высокотемпературного сухого пиролиза отходов является получение высококачественного горючего газа. Сухой пиролиз отходов можно осуществлять в реакторах с внешним и внутренним обогревом. Внешний обогрев применяют в реакторах в виде вертикальных реторт, во вращающихся барабанных реакторах. В этих аппаратах пиролизные газы не подвергаются какому-либо разбавлению газовыми теплоносителями, поэтому характеризуются высокой теплотой сгорания. Ввиду отсутствия фильтрации через слой отходов газовых теплоносителей пиролизный газ этих реакторов содержит минимальное количество пыли. Наиболее эффективным способом утилизации твердых органических отходов на современном уровне развития техники также признан пиролиз. Однако в отношении целесообразности сухого пиролиза или сжигания твердых бытовых и некоторых промышленных отходов мнения специалистов расходятся. Наиболее перспективным считают пиролиз специальных промышленных отходов, прямое сжигание которых затруднено, а также осадков сточных вод. Одной из возможностей использования избыточного активного ила является его пиролиз для получения активированных углей как сорбента. Активированный уголь (АУ) представляет собой углеродистый адсорбент, скелет которого состоит из рыхлых шестичленных углеродных колец. Отличаясь высокой пористой структурой поверхности и объема, он обладает способностью хорошо сорбировать газообразные, парообразные и растворенные вещества. При термическом разложении ТБО можно выделить в основном два типа реакций: 1) термический распад исходного вещества и дальнейшее разложе 2) конденсация и полимеризация молекул, образовавшихся в результате первичных реакций деструкции исходного сырья. При пиролизе отходов протекают связанные между собой процессы сушки, сухой перегонки (собственно пиролиз), газификация и горение коксового остатка с выделением газообразных продуктов. В результате газификации углерод под воздействием окислителя (воздуха, кислорода, водяных паров) превращается в газообразное топливо. Оставшийся после этого твердый остаток содержит минеральную часть отходов.
Для сжигания твердых отходов используют печи и топки различных конструкций. Процесс сжигания может осуществляться в плотном и кипящем слое и во взвешенном состоянии. Твердые отходы (бумажные мешки, ветошь, деревянная тара и другие отходы, пропитанные органическими веществами) сжигают в печах. Слоевые топочные устройства с колосниковой решеткой нашли ограниченное применение для сжигания осадков сточных вод, в основном в смеси с твердыми бытовыми отходами или твердым топливом. Барабанные вращающиеся печи широко применяют за рубежом для огневого обезвреживания твердых отходов и обезвоженных осадков сточных вод. Печь представляет собой стальной барабан, футерованный огнеупорными материалами, вращающийся с частотой 0,8 — 2 мин"1. Подлежащие сжиганию твердые отходы (упаковочный материал, пластмассы и др.) с помощью грейфера подают в печь через загрузочную воронку и лоток. Обычно поверхность футеровки гладкая, сжигаемый материал скользит по ней, не переворачиваясь, поэтому для эффективного выгорания органических веществ требуется барабан значительной длины, в ряде случаев 15—25 м. В то же время в технологическом отношении барабанные вращающиеся печи являются наиболее универсальными аппаратами для сжигания крупнодисперсных отходов переменного состава и различной консистенции. Перспективно применение их на централизованных установках (станциях) совместного обезвреживания твердых и пастообразных отходов с одновременным использованием получаемой теплоты для теплофикации, производства пара, выработки электроэнергии. Отечественной промышленностью серийно выпускаются двухопорные и многоопорные барабанные вращающиеся печи. За рубежом накоплен опыт эксплуатации многоподовых печей для сжигания обезвоженных осадков сточных вод. К недостаткам многоподовых печей следует отнести низкие удельные тепловые и массовые нагрузки топочного объема, приводящие к увеличению габаритов установки; плохой контакт окислителя с частицами осадков (поскольку отработанные газы проходят не через горящий слой отходов, а только над медленно перемешивающимся слоем); Наличие вращающихся элементов в зоне высоких температур газов; необходимость применения дорогостоящих жаростойких материалов для изготовления полого вала.
Для огневого обезвреживания жидких, твердых и пастообразных отходов применяют реакторы с псевдоожиженным слоем для разработки конструкций реакторов этого типа явились соответствующие аппараты, применяемые в химической технологии. Принцип работы реакторов с псевдоожиженным слоем состоит в подаче горючих газов (воздуха) через слой инертного материала (песок с размером частиц 1—5 мм), поддерживаемого колосниковой решеткой. При критической скорости потока газа инертный слой переходит во взвешенное состояние, напоминающее кипящую жидкость. Поступивший в реактор отход интенсивно перемешивается с инертным слоем, при этом существенно интенсифицируется теплообмен. Реактор с псевдоожиженным слоем для сжигания осадков изготовляют диаметром от 2,7 до 9 м. Осадки подают в реактор либо над слоем инертного носителя (песка), либо непосредственно в слой. Обычно осадки бытовых сточных вод подают в слой носителя. Процессы в псевдоожиженном слое проводят при температурах, не приводящих к расплавлению или спеканию реагирующих материалов. Наиболее эффективными универсальными реакторами для огневого обезвреживания промышленных отходов являются также циклонные реакторы. Их достоинства обусловлены, главным образом, аэродинамическими особенностями (вихревой структурой газового потока), обеспечивающими высокую интенсивность и устойчивость процесса сжигания топлива с очень малыми тепловыми потерями при минимальных избытках воздуха, а также наиболее благоприятные условия тепло- и массообмена между газовой средой и каплями (частицами) отхода вследствие больших относительных скоростей и высокой степени турбулентности. Использование циклонных реакторов, разработанных для ликвидации сточных вод, при обезвреживании жидких шламов, суспензий, пульп возможно в случае замены механических форсуночных устройств пневматическими (в том числе акустическими) или ротационными распылителями, характеризующимися достаточно большими проходными сечениями. Циклонный реактор в этом случае может быть вертикального или горизонтального типа. Плазменный метод применяют для обезвреживания жидких и газообразных отходов двумя путями: плазматической ликвидацией особо опасных высокотоксичных отходов и плазмохимической переработкой отходов с целью получения товарных продуктов. Особо токсичные, канцерогенные и другие опасные отходы, на которые установлены жесткие нормы ПДК в воздухе, воде и почве, могут подвергаться обезвреживанию в плазме. При температурах выше 4000 °С за счет энергии электрической дуги в плазмотроне молекулы кислорода и отходов расщепляются на атомы, радикалы, электроны и положительные ионы. При остывании в плазме протекают реакции с образованием простых соединений СО2, Н2О, НС1, HF и др.при степени разложения 99,99 %. Более перспективно применение плазменного метода для переработки отходов в восстановительной среде с целью получения ценных товарных продуктов. В России разработан и доведен до стадии опытно-промышленных испытаний пиролиз жидких хлорорганических отходов в низкотемпературной восстановительной плазме, позволяющий получать ацетилен, этилен, хлороводо-род и продукты на их основе. Получение этилена и ацетилена из жидких органических отходов возможно и без применения плазменной технологии — путем пиролиза отходов в потоке продуктов неполного сгорания топлива в кислороде при температурах до 1800 °С. Плазменный процесс переработки отходов заключается в «управляемом окислении бытового мусора на поверхности шлакового расплава в зоне действия плазменных струй с переводом компонентов отходов в металлический и шлаковый расплавы и газовую фазу». При этом, выходящие газы окисляются и состоят «в основном из СО, Н2О и N2 (при окислении воздухом или кислородом)». А сам процесс переработки ведется в зоне действия плазменных струй с добавкой необходимого количества кислорода, «расход которого регулируется по анализу отходящих из печи газов на СО? а также в потоке смеси плазмообразующего и выделяющихся при пиролизе газов на поверхности расплава (при t = 1500 °С).
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 2091; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |