§ 10. Использование металлургических агрегатов для переработки бытовых отходов
.Одна из серьезных проблем охраны окружающей среды – проблема ликвидации (захоронения) твердых бытовых отходов (ТБО).
Количество ТБО, приходящееся на душу населения, колеблется в различных странах в широких пределах (в настоящее время 150–500 кг в r./чел), но везде имеет тенденцию к постоянному увеличению.
В состав ТБО обычно входят: макулатура [20–40 % (по массе)]; металлы (2–5%); пищевые отходы (20–40%); пластмассы (1–5%); стекло (4–6%); текстиль (4–6 %) и прочие.
Практика содержания ТБО на свалках или захоронение их исключает из оборота значительные территории, загрязняет воздушный и водный бассейны, создает ряд проблем санитарно-гигиенического плана. На свалках ежегодно теряется значительное количество железа, олова, алюминия, меди.
В мировой практике нашли применение следующие способы переработки ТБО:
а) термическая обработка (сжигание);
б) биотермическое аэробное компостирование (с получением удобрений или биотоплива);
в) анаэробная ферментация (с получением биогаза);
г) сортировка (с извлечением тех или иных ценных компонентов). Принятые схемы обработки ТБО обычно включают: селективный отбор таких
отходов, как люминесцентные лампы (обычно содержат ртуть), батарейки, акку-
А
наэробы
(анаэробные организмы) способны жить в
отсутствии кислорода (некоторые виды
бактерий, дрожжи и др.)
764
муляторы, стеклобой и т.д.; механическую сортировку с извлечением металлов, выделением текстильной фракции и др.; термическую обработку оставшихся ТБО.
Сжигание часто производят в топках, при этом конструктивные особенности топок, низкая теплотворная способность мусора и плохой теплообмен из-за неравномерности и практически неконтролируемого состава мусора приводит к тому, что часть мусора горит в зонах низких температур, сгорание происходит недостаточно полно, или вообще происходит пиролиз, а не горение. В результате с отходящими газами выносится много неразложившихся органических и неорганических соединений, часто весьма вредных (фосген, диоксины и др.). Использование для сжигания атмосферного воздуха приводит к образованию больших объемов дымовых газов (отсюда необходимость строительства громоздких газоочистных сооружений). Образование из-за низкой температуры зольных твердых остатков, включающих соли тяжелых металлов, требует обезвреживать и захоранивать эти остатки и т.д. Поэтому существующие методы сжигания ТБО не могут быть признаны совершенными.
Решению проблемы в целом способствовало бы использование для сжигания высокотемпературных агрегатов. Таким требованиям в принципе могут удовлетворять конструкции плавильных металлургических агрегатов. Так, например, сотрудники МИСиС в содружестве со специалистами института Стальпроект разработали схему процесса, изображенную на рис. 253. Принцип работы агрегата подобен агрегату ROMELT. Бытовые отходы попадают в кипящую шлаковую ванну, продуваемую воздухом, обогащенным кислородом. Температура шлака 1400–1500 °С. За счет интенсивной теплоотдачи отходы подвергаются скоростному пиролизу и газифицируются.
Минеральная часть отходов растворяется в шлаке, а металлические составляющие расплавляются. Для стабилизации теплового режима в печь подают уголь (или природный газ). Получаемый шлак пригоден для производства стройматериалов. Кроме того, получается некоторое количество чугуна, содержащего медь, никель v др. примеси цветных металлов. Существуют проектные разработки использования для утилизации твердых бытовых отходов производства небольших доменных печей (каких в России немало).
Рис. 253, Схема процессов утилизации мусора в высокотемпературном агрегате (а – технологическая схема процесса утилизации мусора; б – печь для непрерывной переработки бытовых и промышленных отходов в барботируемом шлаковом расплаве):
/
– барботируемый слой шлака; 2
– слой спокойного
шлака; 3 –
слой металла, 4
– огнеупорная
подина; 5 – сифон для выпуска шлака; 6
– сифон для
выпуска металла; 7 – переток; 8
– водоохлаждаемые
стены; 9 –
водоохлаждаемый
свод; 10 –
барботажные
фурмы; 11 –
фурмы для
дожигания; 12
– загрузочное
устройство; 13
– крышка; 14
– загрузочная
воронка, 15 –
патрубок
газоотвода
РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Конструкции и проектирование агрегатов сталеплавильного производства / В П Григорьев, Ю М Нечкин, А В Егоров, Л Е Никольский - М «МИСИС», 1995 - 513 с
Кудрин В А Металлургия стали - М Металлургия, 1989 - 560 с
Линчевский Б В Теория металлургических процессов -М Металлургия 1995 -346 с
Металлургия чугуна IE Ф Вегман, Б Н Жеребин, А Н Похвиснев и др - М Металлургия 1989 - 512 с
Поволоцкий Д Я, Кудрин В А , Вишкарев А Ф Внепечная обработка стали - М «МИСИС», 1995 -256 с
Поволоцкий Д Я, Рощин В Е, Мальков Н В Электрометаллургия стали и ферросплавов -М Металлургия, 1995 -592 с
Теория металлургических процессов 1Д И Рыжонков, П П Арсентьев, В В Яковлев и dp -М Металлургия, 1989 -392 с
Уткин Н И Цветная металлургия Учебник для техникумов - М Металлургия, 1990 -448 с
Юсфин Б С, Гиммелъфарб А А , Пашков Н Ф Новые процессы получения металлов -М Металлургия, 1994 -320 с
Якушев А М Основы проектирования и оборудования сталеплавильных и доменных цехов -М Металлургия, 1992 -421 с
Учебное издание
Воскобойников Виктор Григорьевич Кудряв Виктор Александрович Якушев Алексей Михаилович
ОБЩАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ
Редактор А.А. Картошкин Художник А. С. Скороход
ИД №04284 от 15.03.2001
Подписано в печать 27.06.2002
Формат 60x88/16. Гарнитура Тайме
Печать офсетная. Бумага офсетная
Усл. печ. л. 47,04. Уч.-изд. л. 45,75
Тираж 2000 экз. Заказ 4050.
Издательско-книготорговый центр «Академкнига»
117997, Москва, ул. Профсоюзная, 90 e-mail: bookman@maik.ru, web-site: http: // www.maik.ru
По вопросам поставок обращаться в отдел реализации
Тел./факс: (095) 334-73-18
e-mail: bookreal@maik.ru
Отпечатано с готовых диапозитивов в Ивановской
областной типографии Министерства Российской
Федерации по делам печати, телерадиовещания
и средств массовых коммуникаций.