Методы переработки отходов.ppt
- Количество слайдов: 47
Методы переработки отходов
Классификация методов утилизации отходов
Методы подготовки твердых отходов к переработке Классификация и сортировка • Грохочение • Гидравлическая классификация • Воздушная сепарация Уменьшение размеров кусков, частиц • Дробление • Помол Укрупнение размеров частиц • Гранулирование • Таблетирование • Брикетирование • Высокотемпературная агломерация Обогащение • Магнитная сепарация • Электросепарация • Флотация • Химическое обогащение
Классификация (грохочение) а – от крупного к мелкому; б – от мелкого к крупному; в – комбинированным способом.
Методы обогащения твердых отходов Схема вибрационного грохота 1 – корпус; 2 – дебалансы; 3 – сито; 4 – вал.
Гравитационное обогащение а, б – баллистической сепарацией; в – сепарацией, основанной на различии коэффициентов трения; 1 – ленточные транспортеры; 2 – роторы; 3 – пластинчатый транспортер; 4 – отражатель; ЛН – фракция легких неупругих материалов; ТУ – фракция тяжелых упругих материалов.
Флотация а – поперечный разрез; б – ротор и статор: 1 – корпус камеры; 2 – пенный желоб; 3 – воздуховод; 4 – привод импеллера; 5 – площадка обслуживания; 6 – блок импеллера; 7 – статор; 8 - импеллер
Электростатическая сепарация 1 – щётки; 2 – барабан; 3 – система воздушного охлаждения щёток; 4 – щётки, создающие электростатическое поле; 5 – колодки; 6 – ролики; 7 – борта; 8 – конвейер.
Методы переработки твердых отходов Физикохимические методы Химико. Термические Биологические технологические методы • Выщелачивание (экстрагирование) • Растворение • Кристаллизация • • Кондиционирование Восстановление Нейтрализация Новые продукты • Сжигание • Газификация • Пиролиз
Выщелачивание (экстрагирование) 1, 3 — барабанные вакуум-фильтры; 2 — репульпатор; 4 — выщелачиватель.
Термические методы переработки твердых отходов • Сжигание • Пиролиз • Газификация
Печи с псевдоожиженным слоем Схема реактора с псевдоожиженным слоем и предварительной подсушкой шламов : 1 - топка; 2 - кипящий слой; 3 - камера горения; 4 - зоны распределения шлама; 5 - узел подачи и выгрузки инертного носителя; 6 - контур циркуляции дымовых газов; 7 - подогреватель воздуха; 8 - камера дожигания; В - воздух; Д. г. - дымовые газы; Т - топливо
Печи с колосниковой решеткой Печь для сжигания твердых отходов: 1 - каркас; 2 - футеровка; 3 - колосниковая решетка; 4 - люк для выгрузки золы; 5 - горелка; 6 - люк для загрузки сырья; 7 - гляделка; 8 - бункер Установка для сжигания твердых отходов с механической колосниковой решеткой: 1 - топка; 2 - загрузочное устройство; 3 - колосниковая решетка; 4 - камера дожигания; 5 - сопла подачи воздуха; 6 - устройство для сбора золы
МЕДИЦИНСКИЕ ОТХОДЫ Печь прямого сжигания ЗАО «Турмалин» Инсинератор ИН. 50 -02 § Контролируемое высокотемпературное сжигание отходов (при температуре 850 -900 °C) § Дожигание газов в камере дожигания установки при температуре 1100 -1200ºС (с выдержкой в камере дожигания не менее 2 с) § Многоступенчатая механическая и химическая очистка отходящих газов § Сокращение исходного объема отходов на 90 -95% § Характеристика остаточного объема отходов: зола, летучая зола и шлам - нейтральное состояние, IV класс опасности § Содержание загрязняющих веществ в отходящих газах и зольном остатке: в пределах допустимых концентраций § Капитальные затраты – от 4 700 тыс. руб. Характеристика инсинератора ИН-50. 02 § производительность установки – 20 кг/час; § количество обезвреживаемых отходов - до 158, 4 т/год; § потребление дизельного топлива – до 26, 9 т/год (0, 17 кг/кг отходов); § потребление электроэнергии – до 55440 к. Вт-час/год; § потребление воды на технологические нужды не требуется; § зольность твердых отходов – до 10 % Техноло! Захоронение зольного остатка – 3 000 тыс. руб.
Барабанная печь прямого сжигания. Инсинератор ИН-50. 4 ВМ § Инсинератор оборудован вращающейся камерой сгорания и системой подготовки и подачи нефтешламов § Производительность – 200 кг/час § Капитальные затраты – от 25 000 тыс. руб.
Пиролиз углеводородсодержащих отходов Пиролиз – процесс термической деструкции углеводородсодержащего сырья при Т = 300 – 500 °C без доступа кислорода. Твердый продукт - карбонизат или кокс: • выход – 10 -30 % от массы: • состав: нелетучие углеродные соединения, до 60% углерода; • плотность 0, 26… 0, 42 г/см 3, • теплота сгорания 30… 35 Мдж/кг Жидкие продукты - смесь углеводородов с Ткип до 400 о. С, могут быть использованы в качестве дизельного топлива в котельных установках и газовых турбинных установках. Газообразные продукты (неконденсирующиеся газы): • среднекалорийный газ (Q = 15 -22 МДж/нм 3); • состав: диоксид (45 -55% по объему) и оксид (28 -32%) углерода, водород (1 -2%), метан (8 -21%) и др. углеводороды (1, 5 -3, 0%).
Ретортная печь для сухого пиролиза 1 – кирпичная шахта; 2 – металлическая реторта; 3 – газовые горелки; 4 - узел гашения и удаления твердого осадка
Пиролиз углеводородсодержащих отходов Схема барабанной вращающейся печи для пиролиза отходов: 1 — корпус печи; 2 — загрузочное устройство; 3 —горелка; 4 — двухсекционная разгрузочная камера; 5, 6 — золовая и газовая секции; 7 — газоход; S — мигалки для удаления золы; Т — топливо;
Газификация углеводородсодержащих отходов Газификация представляет собой процесс высокотемпературного превращения углеводородсодержащих отходов при нормальном или повышенном давлении в газ (генераторный газ) и золу, в специальных реакторах (газогенераторах) с ограниченным доступом воздуха или кислорода. При газификации воздухом при Т 900 -1500° отходы Cx. Hy. Oz превращается в генераторный газ: Cx. Hy. Oz + O 2 + N 2 → CO + H 2 + CO 2 + H 2 O +N 2 Газификационная установка 1 – двигатель с турбонаддувом, 2 – генератор, 3 – система теплоснабжения, 4 – электрическая сеть, ГГ 1, ГГ 2 – генераторный газ
Установки газификации , вращающаяся печь
Переработка пиритных огарков Основные пути переработки и утилизации огарков, образующихся при получении серной кислоты из пирита: • извлечение цветных металлов; • использование огарков в производстве чугуна и стали, • использование в цементной и стекольной промышленности; • использование в сельском хозяйстве и др. Для извлечения меди и благородных металлов используют метод хлорирующего обжига огарка: 2 Си. S + 3 O 2 → 2 Си. O+ 2 SO 2 Си. O + SO 2 + 0, 5 O 2 → Си. SO 4, Fe 2 O 3 + SO 2 + 0, 5 O 2 → Fe 2(SO 4)3 + 6 Na. Cl → 3 Na 2 SO 4 + 2 Fe. Cl 3 2 Na. Cl + SO 2+O 2→ Na 2 SO 4 + Cl 2, 4 Fe. Cl 3 +3 O 2→Fe 2 О 3 + 6 Cl 2 Си. S + Cl 2 + O 2 → Си. Cl 2 + SO 2 Суммарное уравнение: Си + 2 S+ 4 Na. Cl + 3, 5 О 2 + Н 2 О → Си. С 12 + 2 Na 2 SO 4 + 2 HC 1
Вопросы 1. В чем состоит сущность стратегии предотвращения поступления загрязняющих веществ в окружающую среду ? 2. Что понимают под понятием «жизненный цикл продукта» ? 3. Рассмотрите основные стадии оценки жизненного цикла продукта 4. Рассмотрите принципы создания производства, отвечающего современным экологическим требованиям 5. В чем состоит концепция максимального использования сырья ? 6. В чем состоит концепция минимизации отходов ? 7. Дайте определение процессов пиролиза, газификации, сжигания отходов 8. В чем состоит сущность процесса кондиционирования отходов 9. Перечислите методы механической переработки твердых отходов
ПРИГЛАШАЕМ НА АТТЕСТАЦИЮ НАМЦ «ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ» БЛАГОДАРИМ ЗА ВНИМАНИЕ ПЕРМЬ 2008
Печи с колосниковой решеткой Печь для сжигания твердых отходов: 1 - каркас; 2 - футеровка; 3 - колосниковая решетка; 4 - люк для выгрузки золы; 5 - горелка; 6 - люк для загрузки сырья; 7 - гляделка; 8 - бункер Установка для сжигания твердых отходов с механической колосниковой решеткой: 1 - топка; 2 - загрузочное устройство; 3 - колосниковая решетка; 4 - камера дожигания; 5 - сопла подачи воздуха; 6 - устройство для сбора золы
Барабанная печь Отходы Дымовые газы Схема барабанной вращающейся печи для сжигания твердых отходов: 1 — корпус печи; 2 — загрузочное устройство; 3 —горелка; 4 — двухсекционная разгрузочная камера; 5, 6 — золовая и газовая секции; 7 — газоход; S — мигалки для удаления золы; Т — топливо; В — воздух
Реакторы с псевдоожиженным слоем Схема реактора с псевдоожиженным слоем: 1 – воздух для псевдоожижения; 2 – твердый продукт; 3 – слой инертного носителя (песок); 4 – граница псевдоожиженного слоя; 5– корпус; 6 – унос золы; 7 – песок; 8 – загрузка отходов; 9 – отходящие газы; 10 – сепаратор; 11 — возврат пыли; 12 — решетка
Многоподовые печи Схема реактора с псевдоожиженным слоем и предварительной подсушкой шламов : 1 - топка; 2 - кипящий слой; 3 - камера горения; 4 - зоны распределения шлама; 5 - узел подачи и выгрузки инертного носителя; 6 - контур циркуляции дымовых газов; 7 - подогреватель воздуха; 8 - камера дожигания; В - воздух; Д. г. - дымовые газы; Т - топливо
Циклонные реакторы Схема горизонтального циклонного реактора для сжигания твердых пылевидных отходов: 1 – камера сгорания; 2 – кожух; 3 – огнеупорные материалы; 4 – штуцер подвода материала; 5 – горелка; 6 – воздушная камера; 7 – трубопровод; 8 – вентилятор; 9 – дымовая труба
МЕДИЦИНСКИЕ ОТХОДЫ Печь прямого сжигания ЗАО «Турмалин» Инсинератор ИН. 50 -02 § Контролируемое высокотемпературное сжигание отходов (при температуре 850 -900 °C) § Дожигание газов в камере дожигания установки при температуре 1100 -1200ºС (с выдержкой в камере дожигания не менее 2 с) § Многоступенчатая механическая и химическая очистка отходящих газов § Сокращение исходного объема отходов на 90 -95% § Характеристика остаточного объема отходов: зола, летучая зола и шлам - нейтральное состояние, IV класс опасности § Содержание загрязняющих веществ в отходящих газах и зольном остатке: в пределах допустимых концентраций § Капитальные затраты – от 4 700 тыс. руб. Характеристика инсинератора ИН-50. 02 § производительность установки – 20 кг/час; § количество обезвреживаемых отходов - до 158, 4 т/год; § потребление дизельного топлива – до 26, 9 т/год (0, 17 кг/кг отходов); § потребление электроэнергии – до 55440 к. Вт-час/год; § потребление воды на технологические нужды не требуется; § зольность твердых отходов – до 10 % Техноло! Захоронение зольного остатка – 3 000 тыс. руб.
МЕДИЦИНСКИЕ ОТХОДЫ Печь прямого сжигания ЗАО «Турмалин» В состав инсинераторной установки входят: инсинератор ИН-50. 02, циклон механической очистки отходящих газов от взвешенных веществ, скруббер сухой очистки, дымосос, газоходы, дымовая труба, система контроля и управления инсинератором. Технологии переработки отходов Слюсарь Наталья Николаевна
МЕДИЦИНСКИЕ ОТХОДЫ Печь прямого сжигания ЗАО «Турмалин» Состав сооружений: 1 – вагон-бытовка; 2 – площадка под контейнер для временного хранения отходов; 3 – инсинераторная установка; 4 – площадка под контейнеры для временного хранения зольного остатка; 5 – емкость для хранения дизельного топлива Технологии переработки отходов Слюсарь Наталья Николаевна
Барабанная печь прямого сжигания. Инсинератор ИН-50. 4 ВМ § Инсинератор оборудован вращающейся камерой сгорания и системой подготовки и подачи нефтешламов § Производительность – 200 кг/час § Капитальные затраты – от 25 000 тыс. руб.
Пиролиз ПИРОЛИЗ Окислительный пиролиз это процесс термического разложения отходов при их частичном сжигании или непосредственном контакте с продуктами сгорания топлива. Сухой пиролиз процесс термического разложения отходов, твердого и жидкого топлива без доступа кислорода без контакта с топочными газами.
ОРГАНИЧЕСКИЕ и ДРЕВЕСНЫЕ ОТХОДЫ Схема пиролиза В основе технологии переработки органических отходов использован способ термического разложения – пиролиза, с последующим разделением получаемых продуктов на твердую, жидкую и газообразную фракции. Дымовые газы в атмосферу Конденсат (печное топливо) в приемную цистерну Теплообменник Пиролизные газы Дымосос Реактор с отходами Топливная газовая фракция Корпус Топка Технологии переработки отходов Слюсарь Наталья Николаевна
Окислительный пиролиз Газообразные продукты Область применения: разложения отходов • вязких, пастообразных отходов; + • влажных осадков; продукты сгорания • пластмассы; топлива • шламов с большим содержанием золы; • загрязненной мазутом, маслами и Сжигание в обычных другими соединениями земли; топочных устройствах • сильно пылящих отходов с легко 600— 900°С увлекаемых газом частицами; • отходов, содержащих соли и металлы, Твердый углеродистый которые плавятся и возгораются при остаток (кокс) нормальных температурах сжигания; • отработанных шин, кабелей в измельченном состоянии; Использование в • автомобильного скрапа и т. п. качестве топлива
Окислительный пиролиз Преимущества: 1. Дымовые газы меньше загрязнены летучей золой и сажей, чем при прямом сжигании отходов 2. Тяжелые металлы, содержащиеся в отходах, фиксируются в коксовом остатке 3. Шестивалентный токсичный хром превращается в нетоксичный трехвалентный. Осуществляется в: 1. барабанных реакторах, 2. в шахтных реакторах с вращающимся подом, 3. многоподовых реакторах, 4. в реакторах с псевдоожиженным слоем.
Сухой пиролиз Сухая перегонка (сухой пиролиз) Низкотемпературный пиролиз/ полукоксование (450 -550 °С) Ж и Т Среднетемпературный пиролиз/ среднетемпературное коксование (до 800 °С) Ж+Т+Г Высокотемпера турный пиролиз/ коксование (900— 1050°С) Г
Ретортная печь для сухого пиролиза 1 – кирпичная шахта; 2 – металлическая реторта; 3 – газовые горелки; 4 - узел гашения и удаления твердого осадка
Ретортная печь для сухого пиролиза 1 - загрузка отходов; 2 - выход горючего газа; 3 - удаление и охлаждение шлака: 4 - зона сжигания и плавления; 5 - подача горячего воздуха в зону горения; 6 - зона пиролиза; 7 - зона сушки: 8 - загруженные отходы 15 м – высота 3 м – диаметр шахты Производительность – 300 т/сут Достоинства: 1. непрерывность процесса, 2. отсутствие двигающихся частей в термически нагруженной зоне; 3. незначительный унос твердых частиц дымовыми газами благодаря оплавлению пылевидных компонентов
Схема пиролизной установки Пьюрокс 1 - загрузочная воронка; 2 - питатель; 3 - реактор; 4 - подача кислорода; 5 - расплавленный остаток: 6 - выход пиролизного газа; 7 - водяная ванна; 8 - выход избыточного газа: 9 - конденсатор; 10 - газоочистка; 11 - вода от очистки газов Достоинства: 1. Полученный пиролиза газ чистое горючее топливо со средней теплотой сгорания 9000 к. Дж/м 3 2. Газ не содержит соединений серы и оксидов азота ! Проблема аккумуляции и хранения газа
Газификация - переработка твердых, жидких и пастообразных отходов с получением: • горючего газа (→ энергетическое/технологическое топливо) • смолы (→ жидкое топливо/ хим. сырье) • шлака (сокращение выброса золы и сернистых соединений в атмосферу) Условия процесса: на воздушном, паровоздушном и парокислородном дутье в механизированных шахтных газогенераторах с вращающимися колосниковыми решетками и твердым шлакоудалением; в газогенераторах с псевдоожиженным слоем; в шахтных газогенераторах с фурменной подачей дутья и жидким шлакоудалением (горновой метод).
Виды газификации Газификация Прямая Обращенная Прямоточное движение Отходов и дутья Противоточное движение отходов и дутья Смолопродукты Без смолопродуктов
Обращенная газификация Смолы Высокотемпературная кислородная зона газогенератора Восстановительная зона газогенератора Термическое разложение и окисление Увеличенный выход горючего газа, тепла
Недостатки и преимущества процесса газификации Недостатки: 1. Переработка ограниченного числа отходов (дробленых, сыпучих, газопроницаемых) 2. Пастообразные, крупногабаритные твердые отходы, плавящиеся при низких температурах (банки, бидоны с засохшими красками и другими продуктами) и подобные отходы трудно перерабатывать методом газификации Преимущества: 1. Возможность утилизации сложных отходов 2. Возможность получения вторичного топлива и энергии
Принцип действия газогенератора Топливо Кислород воздуха Камера газообразования С, Н 2 О пар, смолы и масла 2 С+О 2 =2 СО Газы, содержащие Н 2 и некоторое количество СН 4 Топливо для газогенератора: • древесная щепа, кусковой торф, смесь кускового торфа с опилками или стружками • отходы гидролизной переработки древесины -лигнин, сформованный в топливный брикет (кусок) и т. д. • отходы любой сортности с влажностью 45 -50% (35%)
Конструкция газогенератора Газогенератор «Импет» 1 -топливо; 2 - бункер; 3 -камера газообразования; 4 - зольник; 5 -первичный воздух; 6 - реактор; 7 -колосниковая решетка; 8 - труба горения; 9 - котел; 10 - камера возгорания; 11 - вторичный воздух
Термодесорбционная установка компании EPCO Equipment (Канада) § Установка для испарения углеводородов с последующим сжиганием § Производительность одной установки – до 10 м 3/ч по буровому шламу и 4 м 3/ч по нефтешламу § Оборудовано КИПи. А § На переработку подаются подготовленные отходы § Продукты переработки: твёрдая фаза содержащая менее 1% нефтепродуктов (на захоронение, для восстановления почв, использования в строительстве) ! Необходима разработка и согласование пакета разрешительной документации на использование полученного материала ! Достижение нормативного значения по нефтепродуктам (0, 5 вес. %) требует увеличения эксплуатационных затрат, корректировки процесса
Методы переработки отходов.ppt