Использование твердых отходов в качестве вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) и вторичных материальных ресурсов (BMP)

Термические методы уничтожения твердых BMP позволяют использовать энергетический (топливный) потенциал отходов, а в случае комплексной переработки извлекать из продуктов термообработки различные вещества, применяемые в основной или смежной отраслях. Процесс осуществляют в термических реакторах различных конструкций (шахтные, циклонные, с псевдоожиженным слоем). Недостатком метода сжигания является образование сопутствующих топочных газов, подлежащих дополнительной очистке. В ряде случаев при термической переработке твердые отходы подвергают пиролизу - высокотемпературному превращению органических соединений, сопровождающееся их деструкцией и вторичными процессами. Образующиеся продукты используются как жидкое и газообразное топливо.

Переработка отходов с целью использования их энергетического потенциала без нанесения экологического ущерба окружающей среде представляет собой 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 (например, пластмассы или смолы), представляющие собой смеси различных веществ и др., разделение которых экономически нецелесообразно.

Большого экономического эффекта достигают при применении систем, вырабатывающих или полностью обеспечивающих себя электроэнергией, 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 твердых бытовых и промышленных отходов (ТБПО) в барботируемом расплаве шлака. Сущность технологического процесса переработки ТБО в печи Ванюкова заключается в высокотемпературном разложении (плавке) компонентов рабочей массы в слое барботируемого шлакового расплава при температуре 1350-1400 °С и выдерживании их в течение 2-3 секунд, что обеспечивает полное разложение всех сложных органических соединений (в т.ч. дибензодиоксинов и дибензофуранов) до простейших компонентов. ТБПО рассматривается как топливо с теплотворной способностью 1500-1800 ккал/кг при влажности 51,7 %. 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 достигается за счет 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.

ТБПО и флюсы поступают на завод автотранспортом. Материалы взвешиваются и проходят дозиметрический контроль. В результате плавки образуются газы, содержащие продукты сгорания и разложения ТБО, 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, возгонов, вредных примесей и сбрасываются в атмосферу через дымовую трубу (табл. 1).

Уловленная пыль, в зависимости от содержания в ней компонентов, отправляется или потребителю, или возвращается в оборот - на переработку с ТБПО.

Таблица 1 - Параметры газа на выбросе в атмосферу

В зависимости от видов, количества, физических и химических свойств образующихся отходов, имеющегося задействованного и резервного оборудования в основных и вспомогательных цехах, а также на близрасположенных предприятиях, комплексная технологическая схема подлежит корректировке с целью максимального учета местных условий и минимизации дополнительных капитальных затрат. Преимущества технологии:

- полное использование текущих железосодержащих отходов;

- возможность утилизации заскладированных отходов из шламонакопителей;

- снижение потребности в привозном сырье;

- высокое качество получаемых продуктов и их эффективное применение в производстве;

- максимальное использование резервных производственных площадей и оборудования при минимальных дополнительных капитальных затратах;

- уменьшение затрат на содержание отвалов и улучшение экологической обстановки;

- высокая экономическая эффективность и быстрая окупаемость затрат.

В НПО «Радон» (Россия) такой переработке подвергаются радиоактивные отходы (РАО) средний и низкой активности (твердые - до 10^-3 Ки/кг, жидкие - до 10^-4 Ки/л). В целях экономии объема хранилищ и обеспечения безопасности при длительном хранении твердые РАО перед захоронением подвергаются переработке сжиганием и прессованием. Сжигаются горючие отходы (за исключением галогенсодержащих): древесина, бумага, ветошь, спецодежда, биологические отходы и т.п. Коэффициент сокращения объема - 60-80. Образующаяся зола отверждается методом цементирования, превращаясь в монолитные блоки. Высокоэффективная система газоочистки обеспечивает надежную защиту атмосферного воздуха.

Прессованию подвергаются негорючие отходы или те, сжигание которых нецелесообразно ввиду содержания опасных веществ: металлоизделия, резина, пластмасса, лабораторное оборудование. Коэффициент сокращения объема - 4-8.

Крупногабаритные и свехпрочные конструкции поступают на захоронение в индивидуальных контейнерах без переработки. Пустоты, образующиеся в хранилище между упаковками с РАО, заполняются цементным раствором.

Жидкие РАО подвергаются различным методам очистки и обезвреживания, позволяющим сконцентрировать радиоактивные вещества в малом объеме. На конечной стадии они переводятся в твердые формы, безопасные при длительном хранении.

Особенности переработки РАО по данной технологии:

- способность перерабатывать отходы сложного морфологического состава с содержанием негорючих компонентов до 40% (в том числе металлов);

- относительно малые объемы отходящих газов и малые уносы радиоактивности из печи;

- высокая степень сокращения первоначального объема отходов;

- получение конечного продукта в виде плавленого химически стойкого материала.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: