Анализ текущей ситуации показывает необходимость разработки специальной программы финансирования утилизации фармацевтических и медицинских отходов с учетом всех особенностей и трудностей расчета потребности в ресурсах. На наш взгляд, также целесообразно проводить мониторинг экологической сознательности населения и совершенствовать правовое регулирование в области защиты окружающей среды и экологической безопасности медицинских организаций, фармацевтических компаний и производителей фармацевтических препаратов [14].

По текущему состоянию в Таджикистане 17 холдингов практикуют изготовление лекарств. Персональное изготовление фактически реально обеспечивает нуждаемость отечественной торговли республики по преимущественному разнообразию провизорской номенклатуры [12, 13]. В республике изготовляется порядка 100 единиц лекарственных средств, из них 30 % синтезируется из собственных сырьевых ресурсов травяного сбора.

Вэтом отношении компьютеризация представляет собой определяющую тенденцию улучшения качества здравоохранения в Республике Таджикистан, но именно в этом секторе наблюдаются серьезные задержки. Однако в настоящее время несомненна насущность приложимости информационных технологий, и во время распознавания болезни, и при управлении медицинскими учреждениями [2].

ВРеспублике Таджикистан необходима выработка и ратификация современных инструкций защищенного оборота и изъятия лечебных остатков и материалов на базе навыков функционирования, обусловленных спецификой протекания пандемии Covid-19.

Выводы.

1. В Республике Таджикистан, несмотря на большое количество отходов, отсутствует качественная система сбора, транспортировки и утилизации.

2. По статистике, в Таджикистане 10 % медицинских учреждений Таджикистана обращаются в организации, занимающиеся утилизацией медицинских отходов, 10 % имеют в своем распоряжении специальные объекты и 80 % перерабатывают.

Литература

1.Акимкин В.Г., Бормашов А.В. Медицинские отходы: современное состояние и перспективы решения проблемы // Дезинфекционное дело. 2013. № 2. С. 11-17.

2.Боравский Б.В., Боравская Т.В. Десятскова К.С. Справочное руководство по обращению с медицинскими отходами /Под ред. академика РАН Н.В. Русакова // М.: ООО

Издательский дом «Отраслевые ведомости» 2018. 252 с.

3.Вигдорович, В.И. Теоретические основы, техника и технология обезвреживания, переработки и утилизации отходов : учеб. пособие для техн. клас. ун-тов / В.И. Вигдорович, Н.В. Шель, И.В. Зарапина; науч. ред. С.А. Нагорнов. М.: КАРТЭК, 2008. 214 с., [1] с.: ил. Библиогр.: С. 214–215.

4.Петров В.Г, Самигуллина Г.З. Промышленные и бытовые отходы: [Учеб. пособие] / В.Г. Петров, Г.З. Самигуллина. Ижевск: Изд.: ООО ИИЦ «Бон Анца», 2016. 72 с.

5.Самигуллина Г.З. Разработка проекта внедрения термического обезвреживания отходов в учреждении МУЗ «Можгинская ЦРБ» // Вестник Удмуртского университета, 2010.

№6-4. С. 170-173.

6.Базельская конвенция о контроле за трансграничной перевозкой опасных отходов и их удалением. Базель, 22 марта 1989 г. (с поправками по состоянию на 8 октября 2005 г.).

Режим доступа: https://base.garant.ru/10108585/

7.Программа развития ООН-2003 (ПРООН, англ. United Nations Development Programme) — глобальная сеть Организации Объединённых Наций по оказанию безвозмездной и неполитизированной помощи её государствам-членам в области развития. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Программа_развития_ООН

8.Роттердамская конвенция о процедуре предварительного обоснованного согласия в отношении отдельных опасных химических веществ и пестицидов в международной торгов-

420

ле. Принята 10 сентября 1998 года в Роттердаме, Нидерланды. С правками, принятыми на совещаниях Конференции Сторон Конвенции 24 сентября 2004 года и 31 октября 2008 года.

–Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/901947565

9.Венская конвенция об охране озонового слоя. Согласовано 22 марта 1985 году в Вене. Вступление в силу: Монреальский протокол от 22 сентября 1988 год. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Венская_конвенция_об_охране_озонового_слоя

10.Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях (СОЗ) 23 мая 2001 года в Стокгольме. Вступила в силу 17 мая 2004 года. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Стокгольмская_конвенция_о_стойких_органических_загрязнител ях

11.Закон Республики Таджикистан от 2 августа 2011 года № 760 «Об охране окружающей среды» (в редакции Закона РТ от 27.11.2014 г. №1160, от 18.07.2017 г. № 1449). Режим доступа: https://nrsa.tj/Laws-rus/04.pdf

12.Самигуллина Г.З., Султан-Галиева Г.М., Корепанова М.В. Эпидемиологически безопасные пути решения утилизации медицинских отходов лечебно-профилактических учреждений г. Ижевска // Вектор науки Тольяттинского университета. 2013. №2(24). С. 66-68.

13.Хожиматова Х.Р., Хожиматова Ф.Р., Хожиматов Э.Р., Бобокалонов Б.Р., Бобокалонов Э.Р. Разработка безопасных путей решения по утилизации медицинских отходов на примере ЛПУ «ГКБ № 1» города Худжанда Согдийской области Республики Таджикистан //Экология и природопользование: прикладные аспекты: материалы VIII Международной научно-практической конференции. Уфа: Аэтерна, 2018. С. 375-379.

14.Хожиматова Х.Р., Хожиматова Ф.Р., Хожиматов Э.Р., Бобокалонов Б.Р., Бобокалонов Э.Р. Эколого-санитарные вопросы утилизации медицинских отходов в Республике Таджикистан и пути их решения / Проблемы региональной экологии и географии (г.Ижевск, 7-10 октября 2019 г.) // Материалы международной научно практической конференции. Издательский центр «Удмуртский университет», 2019. С. 228-231.

15.Закон Республики Таджикистан от 28 июня 2011 года № 736 «О внесении изменений и дополнений в Закон Республики Таджикистан от 10 мая 2002 года № 44 «Об отходах производства и потребления». Режим доступа: http://base.spinform.ru/spisdoc. fwx?countryid=tj&doctype=4

16.Постановление Правительства Республики Таджикистан от 2 июня 2011 года № 279 «Об утверждении Порядка, условий и способов сбора, использования, обеззараживания, транспортировки, хранения и захоронения производственных и бытовых отходов в Республике Таджикистан». Режим доступа: http://continent-online.com/Document/?doc_id=31023602

17.Закон Республики Таджикистан от 17 мая 2004 года № 37 «О лицензировании отдельных видов деятельности» (по состоянию на 04.07.2020). Режим доступа: http://base.spinform.ru/spisdoc.fwx?countryid=tj&doctype=4

18.Постановлением Правительства Республики Таджикистан от 3 апреля 2007 года № 172 Об утверждении Положения об особенностях лицензирования отдельных видов деятельности (с изменениями и дополнениями по состоянию на 31. 12.2020 г). Режим доступа: https://online.zakon.kz/Document/?doc_id=30486351

19.Постановление Совета Министров Республики Таджикистан от 23 декабря 1993 года № 619 «Об утверждении Порядка платы за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов» (по состоянию на 31 августа 2004 года). Режим доступа: https://base.spinform.ru/show_doc.fwx?rgn=21480

20. Закон Республики Таджикистан от 22 июля 2013 года № 1002 «Об обращении с радиоактивными отходами» (В редакции Закона Республики Таджикистан от 30.05.2017 г. №

1430). Режим доступа: https://base.spinform.ru/show_doc.fwx?rgn=61927

21. Постановление Правительства Республики Такжикистан от 30 мая 2015 года, № 362 г. Душанбе «О Порядке перемещения радиоактивных отходов через государственную границу за рубеж и внутри Республики Таджикистан». Режим доступа: https://nrsa.tj/normsRUS/ru-09.pdf

421

22.Постановление Правительства Республики Таджикистан от 1 августа 2014 года № 507 «О Государственном кадастре хранилищ радиоактивных отходов». Режим досту- па:http://continent-online.com/Document/?doc_id=31598301

23.Постановление Правительства Республики Таджикистан от 1 августа 2014 года № 508 «О Государственном реестре радиоактивных отходов» № 507 2014 г. Режим доступа: http://continent-online.com/Document/?doc_id=31598306

1ФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет (УдГУ)», Ижевск, Россия 2Худжанский государственный университет имени Б. Гафурова (ХГУ им. Б. Гафурова), Худжанд, Таджикистан

H.R. Hozhimatova1, E.R. Hozhimatov2, F.X. Malikov1

ANALYSIS OF REGULATORY AND LEGAL ASPECTS OF THE APPEAL WITH MEDICAL WASTE IN THE REPUBLIC OF TAJIKISTAN

The regulatory and legal aspects of medical waste management in the Republic of Tajikistan are analyzed. It is devoted to the problems and situation of the protected treatment of medical waste, especially aggravated during the coronavirus pandemic. The relevance of this topic for the Republic of Tajikistan is due to the fact that the volume of medical waste (MSW) has a noticeable tendency to increase and during a pandemic may be contaminated with biological materials containing a new coronavirus, however, the danger of coronavirus, the duration of its preservation in the environment and disinfection measures have not yet been fully studied. In addition, the rules for the safe handling of such medical waste have not yet been confirmed by instructional and legislative documents, and many issues related to the safe handling of medical waste have not yet been resolved in Tajikistan.

Keywords: medical waste, medical and preventive institutions, toxic waste, medical personnel

1Udmurt State University (UdSU), Izhevsk, Russia

2Khujand State University named after B. Gafurov (KSU named after B. Gafurov), Khujand, Tajikistan

422

УДК 620.9:502.171

Д.В. Яхонова, Г.Н. Земченко ВТОРИЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ

ВПРОИЗВОДСТВЕ БЕТОНА

Внаше прогрессивное время возрастает проблема утилизации отходов угольных электростанций. В данный момент в России используется около десятой части золошлаковых отходов, которые можно применить в промышленности и строительной индустрии. Громадные выбросы золы и шлака скопились в отвалах, занимающие огромные территории пригодные для сельскохозяйственного и производственного использования.. Растущий рынок строительных материалов и услуг, рост спроса на цемент на фоне высоких темпов развития строительства, а также запуск новых проектов по строительству новых цементных заводов - основные предпосылки к формированию стратегии утилизации золошлаковых отходов при производстве железобетонных изделий.

Ключевые слова: вторичное использование отходов, ресурсосберегающая технология, утилизация отходов, бетон, золошлаковые материалы.

Внастоящее время во всём мире, и в частности в нашей стране, уделяется большое внимание к решению проблемы утилизации золошлаковых отходов угольных электростанций. Золоотвалы электростанций занимают огромные территории, загрязняют окружающую среду и наносят вред здоровью человека.

Вданной статье, рассматривается проблема утилизации золошлаковых отходовэлектростанций, вносящих довольно ощутимый вклад в ухудшение экологической обстановки городов. Их применение при производстве железобетонных изделий, значительно, поможет сократить объем золошлаковых отходов, которые являются ценным заменителем сырья для производства бетона в строительной сфере. Тем самым разрешить одну из серьёзных проблем экологии - сокращение токсичных золошлаковых материалов (ЗШМ) путём их использования в производстве бетона [1-8].

Золоотвалы – источник вторичного сырья. Зола и шлак электростанций должны рассматриваться как вторичные материальные ресурсы, которые находят всё более широкое применение в производстве строительных материалов. Из них можно, изготавливать пористые заполнители, аглопорит, зольный гравий. Однако к наиболее эффективным областям применения шлаков относится производство вяжущих материалов.

При производстве тяжёлого бетона взамен части цемента вводится обработанная паром зола, которая выполняет функцию микронаполнителя и приводит к улучшению свойств строительных материалов.

Внашей работе изучались золошлаковые отходы Новочеркасской ГРЭС, химический состав которых представлен в табл. 1.

1.Насыпная плотность золы – 900 кг/м3.

2.Истинная плотность – 2000 кг/м3.

3.Является отходом IV класса< опасности – малоопасный отход< .

4.Зола низкокальциевая (Са 20 %), низкосульфатная (SO3 5 %). Фракционный состав золы НчГРЭС представлен на рис. 1.

423

Рис. 1. Фракционный состав золы.

Выбросы мелкой и легкой фракции улавливаются фильтрами электростанции, после этого в специальных бункерах (золосборниках) по сбору золы получают сухую фракцию золы. ЗШО, следствие, транспортируется в хранилища потребителя. Во время прочистки золосборников водой ЗШО в виде пульпы удаляется в отвалы, в которых хранится большая часть массы ЗШМ, вследствие чего, как действующие, так и отработанные золошлаковые хозяйства (ЗШХ) оказывают негативное воздействие на окружающую среду [3].

При производстве бетона, в некоторых случаях, возможна замена более половины по массе цемента золой, что позволит увеличить степень утилизации золы и сократить объем заполнения золосборников отходами НчГРЭС. Для интенсификации замены цемента золой, можно добавлять в золу высокоактивные портландцементы, ускорители твердения и добавки. При этом улучшается следующие характеристики: водонепроницаемость и морозостойкость.

При частичной замены золой НчГРЭС части цемента при постоянном расходе воды жесткость смеси уменьшается, а удобоукладываемость улучшается. Замещение золой доли цемента ни как не отражается на прочности бетона [5], которая остается такой же. Это является главным фактором приготовления изделий в кассетах, при этом улучшается свойство поверхности изделий, что позволяет снизить уровень шума и вибрации, увеличить производительность труда при формовке и отделке изделий [6].

Само собой разумеется, основные характеристики бетонов с золой соответствуют всем стандартам приведенные в ГОСТе [7] для тяжелого бетона. Для расчетов конструкций, в которых используются материалы из бетона с повышенной дозировкой золы ГРЭС, ТЭС можно использовать эти значения.

На основании многолетних исследований, проведенных в ЮРГПУ (НПИ) было выявлено, что большую роль на качество бетона оказывает зерновой состав щебня (гравия) [9]. Зерновой состав загрязненного не фракционированного щебня (шлака) определяли просеиванием.

Поскольку наибольшая крупность зерен шлака НчГРЭС составляет 40 мм, для испытания была взята проба в количестве 5 кг.

Шлак просеивали через набор сит с отверстиями размером 40, 20, 10, 5, 2,5, 1,25 ммсобранных по убыванию, и определяли остатки на каждом сите в процентах от массы рас-

424

сеиваемой пробы. По размеру отверстия того верхнего сита, на котором остаток не превышал 3-5 %, принималась наибольшая крупность зёрен а за наименьшую крупность – размер отверстия нижнего сита, остаток на котором составлял не менее 90-95 %.

В результате был определен зерновой состав шлака, проиллюстрированный в табл. 2.

Полученные результаты, представлены на (рис. 2).

Рис. 2. График фракционного состава щебня (шлака).

Исходя, из полученных точек, получили кривую линию, которая находится в синей части графика, это показывает, что щебень (шлак) по зерновому составу хорошо подходит для приготовления бетона. Следовательно, фракционный состав шлака полностью удовлетворяет требованиям, выдвигаемым к заполнителю бетона для производства железобетонных изделий.

Помимо определения зернового состава шлака НчГРЭС, необходимо было определить его марку по дробимости.

Для этого пробу массой 1,5 кг высыпали с высоты 7 см в ёмкость, выравнивали поверхность и помещали под лабораторный пресс, постепенно повышая силу сжатия до 220 кН. После проведённого процесса дробления пробу взвешивали и просеивали через сито диаметром 2,5 мм. Просеянный на сите остаток шлака взвешивали и определяли потерю по массе.

Потерю по массе или показатель дробимости определяли по формуле (1):

где p1 — вес золы до дробления, кг; p2 — вес золы на сите после просеивания раздробленного материала, кг.

Для проведения опыта была взята навеска шлака массой 1,5 кг, фракция 10-20 мм. Проба в ёмкости была подвернута нагрузке величиной 22 т или 2220 кН. Раскрошенный под

425

прессом шлак был пропущен через сито с диаметром отверстий 2.5 мм. Часть шлака, которая прошла через сито была взвешена и её вес, составил 109 г:

.

Поскольку потеря в массе составила менее 8 %, шлак по дробимости относится к классу Др 8 - интервал прочности при сжатии свыше 100 МПа. Шлаку может быть присвоена марка по прочности – М1000. Следовательно, данный шлак может быть использован для изготовления бетона класса В30 и В40, что соответствует классам бетона М400 и М550 - в основном применяется для изготовления железобетонных конструкций и изделий: колонн, ригелей, балок, чаш бассейнов и иных конструкций.

Таким образом, утилизация шлака НчГРЭС в качестве заполнителя для бетона не только целесообразна с позиций экологии и ресурсосбережения, но и оправдана по техническим параметрам.

Применение таких отходов, как золы и шлаки электростанций, работающих на угле, в качестве заполнителей и вяжущих в бетоне позволяет решить целый комплекс задач [2]:

1.Экономия природных ресурсов.

2.Сокращение вредного воздействия на природную окружающую среду.

3.Экономия платы за выброс вредных веществ.

4.Сохранение земель для сельскохозяйственных и промышленных нужд.

5.Сокращение объёмов золоотвалов.

6.Снижение себестоимости бетона.

7.Повышение качества бетона.

8.Улучшение удобоукладываемости.

9.Снижение усадки и водопроницаемости.

10.Увеличение прочности (вызвано эффектом микрозаполнителя).

11.Снижение массы конструкции (около 20 %).

12.Увеличение морозостойкости (в соответствии с требованиями ГОСТа). Выводы.

Утилизация золошлаковых отходов Новочеркасской ГРЭС в производство бетона способна решить в комплексе проблему защиты окружающей среды г. Новочеркасска от негативного воздействия золошлаковых отходов и получить продукт более высокого качества с наилучшими техническими характеристиками, дающими наибольший экономический эффект.

Литература

1.Кальгин А.А., Фахратов М.А., Кикава О.Ш., Баев В.В. Промышленные отходы

впроизводстве строительных материалов / М., 2002.

2.Использование отходов строительного производства – проблемы и перспективы // Строительные материалы. №12. С. 35.

3.Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления. СанПин 2.1.7.13322-03 [Электронный ресурс]: от 15.06.2003 // Справочная правовая система «Консультант Плюс». Режим доступа: http://www.consultant.ru.

4.ГОСТ 26644-85 Щебень и песок из шлаков тепловых электростанций для бетона. Технические условия.

5.ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия.

6.ГОСТ 10180-12. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным об-

разцам.

426

7.СП 130.13330.2018 Производство сборных железобетонных конструкций и изделий. СНиП 3.09.01-85

8.Родионова Л.М., Богуш И.А., Данилова Г.Н. и др. Экология Новочеркасска.

Проблемы, пути решения / Ростов н/Дону: Издательство СКНЦВШ, 2001. 412 с.

9. Косарев А.С., Смолий В.А., Скориков А.В. Оценка возможности использования золошлаковых отходов теплоэнергетики при производстве гранулированного пористого заполнителя для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок /Технические науки. 2018. №4.

ЮРГПУ (НПИ) Южно-Российский государственный политехнический университет (Новочеркасский Политехнический Институт) имени М.И. Платова, Новочеркасск, Россия

D.V. Yakhontova, G.N. Zemchenko

SECONDARY USE OF ASH AND SLAG WASTE IN CONCRETE PRODUCTION.

In our progressive time, the problem of waste disposal of coal-fired power plants is increasing. At the moment, Russia uses about a tenth of the ash and slag waste that can be used in industry and the construction industry. Huge emissions of ash and slag accumulated in the dumps, occupying huge areas suitable for agricultural and industrial use. The growing market of building materials and services, the growing demand for cement against the background of high rates of construction development, as well as the launch of new projects for the construction of new cement plants are the main prerequisites for the formation of a strategy for the disposal of ash and slag waste in the production of reinforced concrete products.

Keywords: secondary use of waste, resource-saving technology, waste disposal, concrete, ash and slag materials.

Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia

427

УДК 669.054.82,83

А.В. Литвинов1, М.К. Харламова2, К.В. Ячина3, В.И. Лукьяненко4

ПАТЕНТНЫЙ АНАЛИЗ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ

ВСОВРЕМЕННОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

Вработе представлены методы утилизации отходов в металлургическом производстве от окускования и окомкования до современных экологически безопасных способов переработки биомасс, повышающих эффективность производства электроэнергии и тепла, которая может успешно применяться в области энергетики и экологии.

Ключевые слова: литейное производство, экология, утилизация, переработка отходов, газообразная смесь, энергия, метанизация.

Экологическая безопасность имеет значение в решении вопросов, посвященных развитию промышленного производства [1-10]. Ее обеспечение является одно из задач современного общества. В настоящее время технология литейного производства отливок включает в себя операции, которые приводят к образованию газов, пыли и аэрозолей. Основным веществом, содержащимся в составе выделяемой пыли, является кремнезём, который образуется во время различных производственных операций [7, 9].

Например, при плавке литейных сплавов с использованием специального плавильного, разливочного оборудования, приготовлении и регенерации стержневых и формовочных, выпуске жидких продуктов плавки из печи, внепечной обработке стали, заливке литейных форм, при обрубке отливок, при подготовке к перемещению сыпучих материалов и их непосредственной транспортировке. В литейных цехах воздушная масса содержит различные химические соединения, среди которых углекислый газ, водород, оксид углерода, сернистый газ, окислы азота, водород, аэрозоли [8].

Производственное оборудование, которое применяют в литейной промышленности, относится к основным источникам загрязнения воздушной среды [11-15]. С каждым годом разрабатываются новые методы борьбы с загрязнением окружающей среды вследствие металлургической деятельности, направленные на уменьшение количества отходов в ходе процесса производства отливок [10]. Но настолько ли традиционные методы переработки отходов металлургических предприятий уступают в экологичности более современным способам? В данной работе предстоит разобраться. В табл. 1 проанализированы способы переработки отходов металлургического производства (СПОМП) [2-6, 16].

Одним из ранее используемых методов утилизации отходов является переработка пыли, образующейся в процессе литейного производства. Дата его публикации 10.05.2012 года [2]. С помощью данного изобретения изменялся принцип переработки отходов металлургического производства. Рекомендуемый принцип имеет составные части:

1.В первую очередь, выделенная пыль проходит процесс агломерации – это ее окусковывание с применением углеродистого восстановителя. После чего окускованные материалы просушивают.

2.На следующем этапе обработки их нагревают и обжигают.

3.Затем происходит восстановление цинка.

4.Дальнейшая стадия переработки состоит в том, что цинк возгоняют в газовую фазу. Таким образом, происходит реакция, которая характеризуется выделением газов. Они в свою очередь под воздействием низких температур подвергаются остыванию.

5.При реализации окислительно-восстановительной реакции Zn формируется ZnO, в форме пылевого порошка с мелкокристалличными частичками, включая наноразмерный диапазон.

6.Далее в целях подготовки к окусковыванию пылевой совокупности, в которой в состав исходного материала добавляют MgO, объем которого должен превышать 70 % общего состава. Также в печь добавляют углеродистый восстановитель. Средняя температура вос-

428

становительного обжига равна 1300 °C. Во время обжига в материале происходит разрушение цинковых сплавов.

7.Далее выполняют магнитную сепарацию полученного материала. Использование данного изобретения возможно в различных отраслях цветной и черной металлургии. Оно позволяет эффективно перерабатывать отходы (пыль) металлургического производства.

Одним из способов, который применяется для переработки металлургических отходов (пыли), является окомкование (брикетирование). После проведения этой операции, осуществляют металлизацию полученного в результате материала с использованием вращающихся трубчатых печей [1]. Перед выполнением сушки готовых сырых окатышей, проводят грохочение. Эта операция необходима для того, чтобы путем просеивания избавиться от мелких частиц. Далее их сушат и нагревают во вращающихся печах с добавлением коксовой мелочи, выполняющей функции восстановителя. Оксиды железа и цинка восстанавливаются с помощью углеродного восстановителя, который также подают в печь.

Данный СПОМП (пылевая совокупность) имеет определенные недостатки:

1.Наличие в составе уловленной пыли незначительного количества оксида цинка (менее 40 %), что связано с содержанием угольной и коксовой пыли, приводящих к ее загрязнению.

2.Требует длительного нагревания в печи в связи с тем, что осуществляется медленное поступление газа к центру окатыша по внутренним порам.

Металлургические отходы (пыль) также перерабатывают следующим образом: во вращающуюся печь помещают отходы, добавляют туда же MgO, объем которого должен быть равен больше 3 % от общей массы. Это необходимо для того, чтобы замедлить процесс износа футеровки печи [2, 8]. Температура во вращающейся печи должна быть такой, чтобы добиться максимально быстрого восстановительного испарения оксида цинка и оксида свинца. Во вращающуюся печь отдельно добавляют углеродсодержащий восстановитель (кокс).

Внекоторых случаях вместо него используют MgO-C изделия (C22B 7/02, JP 05-132723) [3, 4].

Данный способ переработки отходов металлургического производства (пыли) имеет следующие недостатки:

1.Небольшая степень возгонки цинка и свинца, обусловленная отсутствием полноценного взаимодействия отходов и восстановителя.

2.Невысокая производительность операции, связанная с тем, что гранулы в печи плавятся не полностью из-за того, что магнезиальная добавка, оказывающая влияние на температуру плавления неравномерно распределяется по всем перерабатываемым отходам.

Опубликовали новое изобретение ради использования во вторичной металлургии для модификации Al шлаков, от 10.05.2011 года.

В промышленном реакторе проводят разделение алюминиевых отходов на оксидные и солевые соединения. Как и в большинстве способов, в процессе используются пылеосадительное устройство и рукавный фильтр.

Перед тем, как отправляют отходы на переработку, обязательно проверяют их влажность. Они должны быть хорошо просушены. Это обеспечивает их оптимальный нагрев в реакторе. Температура в реакторе должна быть не менее 800 °С. Кроме того, отходы алюминиевого производства используются для получения дисперсного алюминия. Указанный способ позволяет сократить энергоемкость переработки отходов. Он не включает в себя излишние операции, требующие дополнительных затрат.

Для переработки обедненного алюминиевого шлака используют способ, при котором алюминиевые отходы предварительно измельчают. Также осуществляют сушку оксидной составляющей, которая не растворяется в воде, с последующим формированием корольков алюминия [2].

Данный способ имеет ряд недостатков, к которым относится высокие энергозатраты, наличие множества операций в ходе выполнения процесса переработки, отрицательная рентабельность. Кроме того, при этом способе нельзя извлечь дисперсный алюминий.

429

Таблица 1

Базовая характеристика процедур обогащения и утилизации металлургических отходов по реализованным патентным изысканиям

Способ переработки алюминиевого шлака в некоторой степени выражает технологическую задумку заявляемого изобретения [16]. Он заключается в измельчении алюминиевого шлака после того, как из него выделили металлический алюминий в виде корольков, и его дальнейшем гранулировании с топливом. Как правило, этот способ используют в качестве прототипа.

430

Основными недостатками способа переработки алюминиевого шлака является то, что при его использовании нельзя извлечь дисперсный алюминий, который подвергается реакции окисления на этапе приготовления окатышей за счет взаимодействия с водой или специальными водными растворами. Это обусловлено тем, что в состав сырья не входит нитрид алюминия, а вода составляет 6-12 % от общего веса. Особенностью прототипа является необходимость проведения сложной предварительной подготовкой шлака, что соответственно сказывается на энергоемкости всего процесса.

Реализация предлагаемого способа позволяет извлечь из отходов алюминиевого производства дисперсного алюминия, который входит в их состав. Краткая характеристика рекомендуемого авторами способа реализована в табл. 2.

Данная особенность отличает этот способ от прототипа и иных известных способов. На данный момент эти составляющие направляют на захоронение, но применение данного способа способствует их вторичному использованию. Тем самым достигается снижение энергоемкости производства, а также исчезает необходимость в проведении сложной подготовки сырья.

Отходы нагреваются в реакторе. Цель данной операции состоит в разделении оксидной и солевой составляющих. Достигается это путем использования рукавного фильтра и пылеосадительного устройства. Отходы должны соответствовать определенным параметрам. Основным из них является требование к содержанию H2O.

Последовательность технологического процесса может иметь циклический или непрерывный характер.

Контроль над отсутствием воздействия атмосферной влаги на отходы следует осуществлять для того, чтобы не происходило окисление тонкодисперсных корольков и пылевой модификации Al. Они играют основную роль в процессе образования энергии при алюмотермических реакциях.

Более современным методом является способ экологически безопасной переработки отходов и биомассы, опубликованный 13.04.2017 года [5]. При его разработке основной задачей технологического процесса являлось повышение эффективности энергоемкости производства [11].

Технический результат данного способа заключается в осуществлении эффективной переработки твердых бытовых и промышленных отходов. При этом экологическая безопасность переработки является его основным принципом [12].

Воснове изобретения лежит переработка твердых бытовых, промышленных отходов

ибиомассы путем измельчения на специальном оборудовании с их последующим пиролизом

игазификацией [10]. В результате образуется газ, который подвергается охлаждению и выделению углекислого газа. Также пиролизный газ очищают и сжимают. Затем в совокупности с синтез-газом его применяют для производства электроэнергии и тепла, которые идут на дальнейшее потребление [14].

Процесс пиролиза и газификации сопровождается плавлением, в процессе которого образуется базальтоподобный шлак. В дальнейшем его применяют для изготовления теплоизоляционных материалов и гранулированного шлака. Во время производства электроэнергии и тепла образуется углекислый газ, выделенный из выхлопных газов. Его подвергают сжатию. Затем его накапливают с углекислым газом, который выделяется из пиролизного газа.

Всоответствии с технологической схемой его применяют в качестве плазмообразующего газа в плазмотронах. Кроме того, из него производят продукцию для потребительского использования. Например, он является источником питательных веществ совместно с источниками света и тепла при выращивании водорослей. Также производят очистку полученного биологического топлива, которое вместе с очищенным пиролизным газом направляют на производство электроэнергии и тепла. При этом отжим биомассы используют повторно.

Производство жидкого биотоплива сопровождается образованием биомассы и масла из водорослей. Они в свою очередь также являются продукцией, которая удовлетворяет за-

431

просы внешних потребителей. Процесс переработки отходов подразумевает загрузку угольной пыли, которая под воздействием тепловой энергии преобразовывается в синтез-газ, который сжимают с помощью компрессора и вместе с очищенным пиролизным газом применяют для производства электроэнергии и тепла [14].

Таблица 2

Краткая характеристика рекомендуемой процедуры по модификации исходного сырья

Предметом изобретения является способ и структурная схема экологически безопасной переработки отходов и биомассы, направленной на повышение эффективности производства электроэнергии и теплоты. Предложенная технология может успешно применяться в области энергетики и экологии, а также в области высокотемпературной плазменной переработки твердых бытовых и промышленных отходов и биомассы с использованием их энергетического потенциала. Возможна, также выработка электроэнергии и теплоты с одновременным производством материалов и товарных позиций из углекислого газа, применяемых в строительной, фармацевтической, парфюмерной, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности [15].

Осуществление изобретения обеспечивает выполнение поставленных целей и достижение следующих технических преимуществ:

1.Повышается эффективность переработки твердых бытовых и промышленных отходов и биомассы при выработке электрической и тепловой энергии и снижается эмиссия углекислого газа в атмосферу за счет удаления углекислого газа из пиролизного газа.

2.Снижается эмиссия углекислого газа в атмосферу при производстве электрической

итепловой энергий за счет улавливания углекислого газа из выхлопных газов котлаутилизатора и подачи его в блок выработки жидкого топлива из биомассы водорослей.

432

3.Увеличивается мощность парогазотурбинного блока за счет подачи тепловой энергии, выделяющейся при охлаждении пиролизного газа, в котел-утилизатор парогазотурбинного блока.

4.Повышается экологическая безопасность процесса переработки отходов и биомассы за счет обеспечения дополнительного времени нахождения пиролизного газа под дейст-

вием температуры в диапазоне 1200-1450 °С, что минимизирует спонтанное образование диоксинов и фуранов, величина которых не превышает 0,01 нг/м3.

5.Повышается уровень экологической безопасности процесса переработки отходов и биомассы за счет того, что процессы в плазменном конвертере проводятся при средней температуре вплоть до 2000 °С.

6.Обеспечивается получение экологически чистого химически стойкого базальтопо-

добного шлака, пригодного для использования в качестве строительного материала, со следующими характеристиками: скорость выщелачивания ионов Na+ (2-3)∙10-6 г/см2 и скорость выщелачивания тяжелых металлов около 10-7 г/см2..

7.Расширяется номенклатура перерабатываемых отходов, а именно за счет внедрения

впроцесс переработки отходов, автономного технологического процесса газификации угольной пыли с целью утилизации угольных отходов.

8.Расширяется перечень продуктов переработки отходов и биомассы за счет выработки биомассы и масла из водорослей.

Появляется возможность получения сырья для фармацевтической и парфюмерной промышленностей. Производства сухого льда из углекислого газа и использования углекислого газа как товарной позиции, применяемой в промышленности и сельском хозяйстве в следующих целях:

1.Для производства карбамида.

2.Для организации процессов пароуглекислотной каталитической конверсии CO2 в метан CH4 и метанол.

3.Для газирования напитков.

4.Для защиты расплавленного металла от прямого воздействия атмосферного воздуха при выполнении сварочных работ.

5.Для проведения сушки литейных форм, которые применяются на производстве легкоокисляющихся металлов, и алюминия в том числе.

Экономические преимущества изобретения следующие:

1.Повышается экономическая эффективность.

2.Сокращаются сроки окупаемости комплексов, реализующих экологически безопасный способ переработки отходов и биомассы с выработкой электроэнергии и теплоты за счет применения высокотемпературной плазменной переработки отходов и биомассы совместно с производством биомассы и выработкой жидкого топлива из водорослей при годовой производительности переработки, начиная с 25000 т. в год.

Также одним из современных способов является процедура конверсии горючих отходящих газов, попутных газов или биогазов, опубликован 28.04.2018 года [6].

Изобретение разработано для того, чтобы эффективно утилизировать выделяемый горючий газ, попутный газ, в состав которого входят углеводороды, диоксид углерода. Эти виды газа вводятся пространство, где будет происходить реакция. В них присутствует многокомпонентная смесь, которая под воздействием высоких температур выше 1000 °С в сочетании с носителем преобразуется в газообразное состояние, структура которого включает в се-

бя больше такие химические соединения, как Н2О, СО, СH4, СО2, Н2, и N2.

В некоторых случаях этот тип газа преобразуют в твердое вещество, содержащее углерод, которое почти на 75 % от общей массы, сорбирующихся на подложке.

В реакционной зоне струи смеси горючих отходящих газов, попутного газа и/или биогаза перемещается со скоростью менее 20 м/с. Технический результат данного способа переработки состоит в сохранении свойств веществ, образующихся ради конверсии горючего отходящего газа, попутного газа и/или биогаза.

433

Технологическая особенность описываемого изобретения заключается в следующем: процедура конверсии включает базовые составные модули, в каковых синтезируются фракции с вариационными дозами алканов с C1- C4, существенным обзором из CH4, вдобавок из H2, H2O в парогазовой фазе, CO2.

Горючим отходящим газом является горючий остаточный газ или дымовой газ. Он выделяется в процессе производства промышленного сырья. Например, конвертерный и доменный газ относятся к горючим отходящим газам. В их состав входят такие химические соединения, как монооксид углерода, азота и диоксида углерода. Кроме того, они включают в себя метансодержащий коксовый газ, состоящий из метана, монооксида углерода и азота и более 50 % водорода.

Разделение веществ, которые являются составляющими частями горючих отходящих газов, требует значительных затрат, что объясняет его низкую рентабельность. На большинстве производств данные газы использовали в специальных силовых установках. Они исполняют роль горючего вещества, в процессе горения которого в окружающую среду происходит выброс диоксид углерода, являющийся вредным химическим соединением. Сохранить вещественные свойства при утилизации горючих отходящих газов довольно сложно. Это связано с тем, что в них присутствует высокое содержание твердых веществ и серы, которые под воздействием катализаторов отравляют окружающую среду.

Специалистами в 80-х годах предлагались идеи относительно эффективного использования горючих отходящих газов. Одна из них заключалась в метанизации углеродных компонентов и их дальнейшем применении в метанольном синтезе.

Этот способ, согласно изобретению, позволяет в результате очистки и взаимодействия с получением синтез-газа и/или водорода [13] с сохранением вещественных свойств. Позволяет использовать многокомпонентную совокупность горючего отходящего газа, попутного газа и/или биогаза, который содержит углеводороды, включая в себя CH4 и CO2.

Из формирующегося CH4 в процессе трансформации наблюдается переход в синтезгаз. На следующем этапе H2, CO и или смесь из H2 и CO могут отделяться и или сами реализовываться в качестве продуктов производства. Могут также использоваться в технологии получения таких продуктов, как метанол, простой диметиловый эфир или углеводородов со скелетом основы более двух или трёх атомов углерода.

Выводы.

Современные методы утилизации отходов металлургического и другого производств обладают целым рядом преимуществ перед устаревшими способами.

Литература

1.Равич Б.М., Окладников В.П., Лыгач В.Н., Менковский М.А. Комплексное использование сырья и отходов / М.: Химия, 1988. 92 c.

2.Комплексная переработка солевых алюмосодержащих шлаков: монография / С.Д. Куценко, Л.Н. Курдюмова, Н.В. Кубаткина. Орел: ОрелГТУ, 2007. 171 с.

3.Способ переработки пыли металлургического производства: пат. 2450065 Рос. Федерация: МПК С22В 7/02, С22В19/38/ Коростелёв С. П., заявитель и патентообладательОбщество с ограниченной ответственностью «Группа «Магнезит». 2010130985/02. заявл. 23.07.10. Опубл. 10.05.12. Бюл. №3.

4.Способ переработки отходов алюминиевого производства: пат. 2418080 Рос. Федерация: МПК С22В 7/04/ Жолнин А.Г., заявитель и патентообладатель Жолнин А.Г., Смагин М.Н. 210112650/02. заявл. 01.04.10. Опубл. 10.05.11. Бюл. №13.

5.Структурная схема и способ экологически безопасной переработки отходов и биомассы для повышения эффективности производства электроэнергии и тепла: пат. 2616196 Рос. Федерация: МПК F23G 5/027, C10J 3/00/ Белопотапов Олег, заявитель и патентообладатель ИНТ-ЕНЕРГИА КФТ, ОКФТ КФТ. 2015119131. заявл. 04.03.13. Опубл. 13.04.17. Бюл.

№11.

434