24. Термические методы переработки промышленных отходов.
Газификации – метод переработки отходов с получением горючих газов, смолы и шлама – это термохимический высокотемпературный процесс взаимодействия органической части отходов с газифицирующими агентами в результате – органика превращается в горючие газы.
Агенты: О2, СО2, пар, смеси их.
Преимущества:
– горючие газы используются в качестве топлива;
– смола как топливо или химическое сырье;
– уменьшение выброса золы и сернистых газов;
– нельзя транспортировать, т.к. у них низкие температуры сгорания.
Пиролиз отходов заключается в термическом разложении отходов без доступа кислорода воздуха. При пиролизе органических веществ происходит не только распад но и синтез других продуктов(реакции изомеризации, полимеризации). Отходы при пиролизе: пластмасса, резина, ТБО.
Уравнение
пиролиза:
В основу классификации пиролиза положены температуры процесса, т. к. они определяют состав полученного вещества. В зависимости от температуры делится на три вида:
– низкотемпературный 450 оС; max – жидк. пр.; min – газообр. пр.;
– средний до 800 оС, max – газообр. пр; min – жидк. и тверд. пр;
– высокий 1500 оС max – газообр. пр; min – жидк. и тверд. пр.
Процесс проводят в вертикальных шахтных печах. Газовая фаза: H2, NH4, CO, CH4. Жидкая фаза: изомеры и полимеры, используемые как химическое сырье. Твердая фаза: кокс – используется в различных целях в зависимости от его состава и физических свойств; сажа – идет на производство резины.
Сжигание – контролируемый процесс окисления отходов. Образуются: CO2, Н2О + зола + шлаки. Соединения азота и серы превращаются в оксиды, Cl восстанавливается до Hl.
Этот метод наиболее универсален, эффективен, иногда единственный.
Утилизируют отходы хлорорганического производства, основного органического производства, нефтеперебатывающей промышленности, лесохимии, машиностроительной промышленности, целлюлозобумажной.
Сжигание осуществляется в печах различной конструкции, главным элементом которых является колосниковая решетка, на которой происходит весь процесс.
1. Вращающиеся печи для сжигания представляют цилиндрические оболочки выложенные огнеупорным материалом, они установлены слегка наклонно, вращение оболочки вызывает перемешивание материала с воздухом обеспечивая тем самым турбулизацию и встряхивание, что способствуют сгоранию отходов и постоянное удаление золы. Процесс происходит при температурах более 1400оС.
Обезвреживаемые отходы: нитрохлорбензоловые смолы, отходы производства толуола, алкилированные фенолы.
2. Печи с вспрыском жидкости – предназначены для обезвреживания любых горючих жидких отходов (фенолы, растворители, цианиды) Распыление жидкости ведут вращающимся диском или при помощи форсунок.
3. Печи кипящего слоя – камеры выложенные огнеупорным материалом с инертным материалом, через который продуваются газы со скоростью достаточной для поддержания инертного материала во взвешенном состоянии. Отходы – сверху, топочные газы – снизу.
Температура в таких печах 800-1000 оС. Нижняя граница определяется полнотой сгорания отходов, верхняя – температурой плавления шлаков. При достижении верхней границы происходит образование шлаков и зашлаковывание колосниковой решетки.
Образуются: SO, CO, зола, пар, вода, NOх, H2, галогены, диоксины. Поэтому одной из наиболее важных проблем является очистка дымовых газов до санитарно-нормативных требований.