13. Использование отходов производства в качестве вторичного материального ресурса

Термические методы уничтожения твердых BMP позволяют использовать энергетический (топливный) потенциал отходов, а в случае комплексной переработки — извлекать из продуктов термообработки вещества, применяемые в основной или смежной отраслях. Процесс осуществляют в термических реакторах разных конструкций (шахтных, циклонных, с псевдоожиженным слоем и др.). Недостаток метода сжигания — образование сопутствующих топочных газов, подлежащих дополнительной очистке. В ряде случаев при термической переработке твердые отходы подвергают пиролизу — высокотемпературному превращению органических соединений, сопровождающемуся их деструкцией и вторичными процессами. Продукты пиролиза используют как жидкое и газообразное топливо.

Существует установка ЭЧУТО, разработанная в Энергетическом институте им. Кржижановского, для термической переработки ВМР. Установка работает следующим образом. В камеру термического разложения (КТР) загружают исходные твердые отходы.. В горелочное устройство подают топливо и воздух и за счет выделяющегося при горении тепла разогревают устройство. Образующиеся в процессе горения продукты сгорания просасываются через систему дымоходов обогревательной камеры, отдают тепло на нагрев камеры термического разложения и, последовательно выбрасываются в атмосферу.

По мере роста температуры в КТР начинается процесс термического разложения (пиролиз) органической составляющей отходов и выделяющиеся газообразные продукты пиролиза через вертикальный газоход, размещенный внутри КТР, поступают в горелочное устройство, где сгорают, замещая за счет своей теплотворной способности соответствующую часть необходимого для процесса топлива. При этом происходит огневое обезвреживание вредных компонентов, содержащихся в продуктах пиролиза, чем обеспечивается значительное снижение содержания вредных веществ в дымовых газах. По достижении температуры 600 —650°С основной процесс выделения парогазовых летучих продуктов пиролиза завершается.

По завершении основного процесса газовыделения, осуществляется механическое перемешивание массы отходов в камере, что активизирует остаточные теплообменные процессы.

После практически полного завершения процесса пиролиза в камеру подается газифицирующий агент (воздух, паровоздушная или водовоздушная смесь) и полукокс газифицируется до коксозольного остатка при вращательном перемешивании материала с одновременной подачей газифицирующего агента и активацией процесса газификации во всем объеме камеры.

Образующиеся газообразные продукты газификации также поступают в горелку, где подвергаются огневому обезвреживанию.

После завершения процесса газификации через нижний люк коксозольный остаток сбрасывается на колосники, где дожигается в ходе последующего цикла.

Переработка отходов с целью использования их энергетического потенциала без нанесения экологического ущерба окружаюшей среде представляет сложную энерготехнологическую проблему. К таким ВЭР относятся отходы химической и термохимической переработки углеродистого или углеводородного сырья, древесные отходы в лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, отходы химических производств (н-р, пластмассы или смолы) — смеси, разделение которых экономически нецелесообразно.

Большого экономического эффекта достигают при применении систем, вырабатывающих электроэнергию или полностью обеспечивающих себя ею, кислородом, сжатым воздухом и теплом (паром). Избытки электроэнергии, тепла и продуктов разделения воздуха используют для нужд коммунально-городского хозяйства. Схема такого энерготехнологического агрегата с применением печей Ванюкова предназначена для переработки ТБПО в барботируемом расплаве шлака.

Сущность технологического процесса переработки отходов в печи Ванюкова заключается в высокотемпературном разложении (плавке) компонентов рабочей массы в слое барботируемого шлакового расплава при температуре 1350—1400 °С за 2-3 с, что обеспечивает полное разложение всех сложных органических соединений (в том числе дибензодиоксинов и дибензофуранов) до простейших компонентов. Барботаж осуществляется за счет подачи через стационарные дутьевые устройства окислительного дутья.

Комплекс по утилизации отходов позволяет перерабатывать шихту без предварительной сортировки и сушки со значительным колебанием по химическому и морфологическому составу за счет универсальности плавильного агрегата.

Экологическая безопасность — результат отсутствия на выходе из печи высокотоксичных соединений и применения системы очистки газа, имеющей запас по пропускной способности и рассчитанной на улавливание практически всех возможных вредных соединений, встречающихся в бытовых и промышленных отходах и образующихся при их переработке.

Твердые отходы и флюсы автотранспортом подают на завод, где их взвешивают и подвергают дозиметрическому контролю.

В результате плавки образуются газы, содержащие продукты сгорания, разложения и шлак, состоящий из силикатов и оксидов металлов. Возможно образование донной фазы, содержащей черные и цветные металлы.

Шлак после водной грануляции поступает на предприятия стройиндустрии или на строительство автодорог. Донная фаза отливается в слитки и отправляется на переработку на предприятия черной и цветной металлургии. Газы охлаждаются в газоохладителе с получением пара энергетических параметров, очищаются от пыли, вредных примесей и выбрас-ся ч/з дымовую трубу в атм-ру. Уловленная пыль отправляется потребителю или возвращается на повторную переработку со свежими отходами.