Достоинства и недостатки сжигания промышленных отходов в различных видах печей. Методы переработки резиносодержащих промышленных и бытовых отходов (стр. 2 из 4)
Установки такого типа относительно просты, не требуют сложной предварительной обработки отходов и могут применяться в местах их централизованного сжигания. К недостаткам установок следует отнести громоздкость, а также неуправляемость процессом при вскипании воды под слоем отходов.
Рис. 3. Американская установка надслоевого горения: 1 - песчаное основание; 2 - днище камеры сгорания; 3 - камера сгорания; 4 - воздушный зазор; 5 - сопло; 6 - коллектор; 7 - напорный воздуховод; 8 - слой жидких отходов; 9 - вентилятор; 10 - отверстия, клапанной коробки; 11 - клапанная коробка; 12 - насос; 13 - трубопровод
Таб. 3. Достоинства и недостатки сжигания ПО в Американской установке надслоевого горения.
| № п/п | Достоинства | Недостатки |
| 1 | Установки такого типа относительно просты, не требуют сложной предварительной обработки отходов и могут применяться в местах их централизованного сжигания. | Громоздкость установки. |
| 2 | Основное достоинство – относительная простота печи (топки, горелки), малая чувствительность к загрязненности и обводненности горючего отхода. | Неуправляемость процессом при вскипании воды под слоем отходов. |
| 3 | Сжигание с турбулизацией слоя отходов механическими устройствами является более эффективным процессом. | Если эти отходы не перемешивать в процессе работы печи, то горение даже при правильном соотношении "воздух-горючее" идет неинтенсивно вследствие низкого уровня тепло- и массообменных процессов; образуются застойные зоны, где возможно расслаивание эмульгированной воды, а это приводит к ее внезапному вспениванию и погашению пламени. |
| 4 | При правильном регулировании подачи горючих отходов и воздуха сгорание отходов может быть достаточно полным. | С течением времени на днище печи накапливаются несгоревшие твердые примеси, содержащиеся в отходах, а также кокс и частично оплавляющиеся зольные отходы. |
| 5 | Простота технологического процесса. | По мере увеличения слоя твердых примесей происходит экранирование находящихся ниже жидких горючих отходов от излучения пламени, в результате чего уменьшается степень газификации горючих компонентов, снижается производительность печи и требуется ее остановка для проведения чистки. |
1.5. Сжигание промышленных отходов в печи Сатору и Накано (Япония)
По мере увеличения слоя твердых примесей происходит экранирование находящихся ниже жидких горючих отходов от излучения пламени, в результате чего уменьшается степень газификации горючих компонентов, снижается производительность печи и требуется ее остановка для проведения чистки. Поэтому целесообразнее создавать печи с принудительным перемешиванием слоя отходов и с механической выгрузкой твердого остатка (рис.4). Японская печь конструкции Сатору и Накано выполнена в виде воздухоохлаждаемой цилиндрической камеры сгорания 2 с узким газоходом 1. Днище 5 камеры в центре имеет отверстие, через которое проходит воздухоохлаждаемый пустотелый вал 8. На конце вала закреплены полые радиальные лопасти 4 с отверстиями 3 для выхода воздуха. Лопасти снабжены скребками 11. Для выгрузки золы и кокса в днище печи предусмотрен люк 6. Подача необходимого для горения воздуха производится от воздуходувок 9 и 10.
Рис. 4. Печь Сатору и Накано (Япония)
1 - газоход; 2 - камера сгорания; 3 - отверстия для воздуха; 4 – радиальные лопасти; 5 - днище; 6 - разгрузочный люк: 7 - привод; 8 - пустотелый вал; 9, 10 - воздуходувки; II - скребки; 12 - воздушные отверстия; 13 - кольцевая полость
Работает печь следующим образом: на днище 5 относительно тонким слоем заливают отработанное масло и поджигают. Воздух, необходимый для горения, от воздуходувки 9 подается в кольцевую полость 13 и входит в камеру сгорания через отверстия 12 в стенках печи. Одновременно с началом горения масла включается механический привод 7, передающий вращение на вал .Радиальные лопасти 4 со скребками 11 перемешивают и усредняют слой отходов. Воздух, подаваемый от воздуходувки 9, охлаждает вал 8, а также лопасти 4, через отверстия в которых выходит в зону газификации, доставляя туда кислород. После прекращения подачи отходов негорючие частицы, зола и кокс перемещаются лопастями к люку 6 и выгружаются.
Преимущество данной конструкции перед предыдущей состоит в упорядочении и интенсификации процесса сжигания отходов. Металлические детали (лопасти мешалки) охлаждаются воздухом и не подвержены короблению.
Таб. 4. Достоинства и недостатки сжигания ПО в печи Сатору и Накано(Япония)
| № п/п | Достоинства | Недостатки |
| 1 | Преимущество данной конструкции состоит в упорядочении и интенсификации процесса сжигания отходов. | После прекращения подачи отходов негорючие частицы, зола и кокс перемещаются лопастями к люку и выгружаются. Остаются негорючие частицы. |
| 2 | Металлические детали (лопасти мешалки) охлаждаются воздухом и не подвержены короблению | Сложная конструкция печи |
| 3 | Имеется система с принудительным перемешиванием слоя отходов и с механической выгрузкой твердого остатка | Сложность технологического процесса |
| 4 | Небольшое число используемых реагентов | |
| 5 | Повторное использование сырья (в данном случае – масла) |
ЧАСТЬ II
2.1 Вступление
Проблема переработки различных промышленных и бытовых органических отходов является достаточно актуальной, что обусловлено постоянным ростом количества этих отходов и, в то же время, отсутствием эффективных способов их переработки с получением ценных продуктов. С учетом сложного химического состава различных органических отходов и резиносодержащих материалов наиболее перспективными являются методы их комплексной химической переработки с целью получения котельного топлива, компонентов высокооктановых моторных топлив, сырья для промышленности нефтехимического, органического и биохимического синтеза, производства гидро-, тепло- и звукоизоляционных материалов, асфальтобетона для дорожного строительства, углеграфитовых материалов, анодной массы для электротермических и электрохимических производств.
Решение этой проблемы позволит существенно расширить сырьевую базу углеводородного сырья, в котором, в связи со значительным сокращением запасов природной нефти, темпов ее разведки, добычи и последующей переработки, в последние годы ощущается острый дефицит; решить экологическую проблему комплексной и безвредной утилизации резиносодержащих и широкого ассортимента промышленных и бытовых органических отходов; значительно сократить расход углеводородного сырья, производимого на базе нефти, бурых и каменных углей, горючих сланцев, природных битумов.
2.2 Общие данные
Динамичный рост парка автомобилей во всех развитых странах приводит к постоянному накоплению изношенных автомобильных шин. По данным Европейской Ассоциации по вторичной переработке шин (ЕТРА) в 2000 году общий вес изношенных, но не переработанных шин достиг:
в Европе-2,5 млн. тонн;
в США-2,8 млн. тонн;
в Японии-1,0 млн. тонн;
в России-1,0 млн. тонн.
Объем их переработки методом измельчения не превышает 10%. Большая часть собираемых шин (20%) используется как топливо. Вышедшие из эксплуатации изношенные шины являются источником длительного загрязнения окружающей среды: шины не подвергаются биологическому разложению; шины огнеопасны и, в случае возгорания, погасить их достаточно сложно; при складировании они являются идеальным местом размножения грызунов, кровососущих насекомых и служат источником инфекционных заболеваний. Вместе с тем, амортизированные автомобильные шины содержат в себе ценное сырье: каучук, металл, текстильный корд.
Проблема переработки изношенных автомобильных шин и вышедших из эксплуатации резинотехнических изделий имеет большое экологическое и экономическое значение для всех развитых стран мира. Невосполнимость природного нефтяного сырья диктует необходимость использования вторичных ресурсов с максимальной эффективностью, т.е. в место гор мусора мы могли бы получить новую для нашего региона отрасль промышленности - коммерческую переработку отходов. Не менее перспективным методом борьбы с накоплением изношенных шин является продление срока их службы, путем восстановления. В настоящее время, все известные методы переработки шин можно разделить на две группы:
1. Физический метод
2. Химический метод
Ниже рассмотрим методы переработки резиносодержащих промышленных и бытовых отходов
2.3 Низкотемпературная технология утилизации
При низкотемпературной обработке изношенных шин дробление производится при температурах -60 град.С ... -90 град. С, когда резина находится в псевдохрупком состоянии. Результаты экспериментов показали, что дробление при низких температурах значительно уменьшает энергозатраты на дробление, улучшает отделение металла и текстиля от резины, повышает выход резины. Во всех известных установках для охлаждения резины используется жидкий азот. Но сложность его доставки, хранения, высокая стоимость и высокие энергозатраты на его производство являются основными причинами, сдерживающими в настоящее время внедрение низкотемпературной технологии. Для получения температур в диапазоне -80 град.С ... -120 град.С более эффективными являются турбохолодильные машины. В этом диапазоне температур применение турбохолодильных машин позволяет снизить себестоимость получения холода в 3-4 раза, а удельные энергозатраты в 2-3 раза по сравнению с применением жидкого азота. Технология не внедрена. Производительность линии 6000 т/год.