Классификация методов утилизации твердых отходов Классификация методов

Классификация методов утилизации твердых отходов

Классификация методов обезвреживания отходов

Классификация и сортировка Уменьшение Смешение размеров кусков, частиц Механические методы Укрупнение Обезвоживание размеров частиц Обогащение

Классификация и сортировка. • Грохочение • Гидравлическая классификация • Воздушная сепарация

Схемы выделения материалов различных классов при грохочении а – от крупного к мелкому; б – от мелкого к крупному; в – комбинированным способом.

Схема барабанного грохота 1 – барабан; 2 – центральный вал.

Схема вибрационного грохота. 1 – корпус; 2 – дебалансы; 3 – сито; 4 – вал.

Схема воздушно-проходного сепаратора. 1, 6, 7 – патрубки; 2 – отбойный конус; 5 – завихритель; 3 – корпус; 4 – внутренний конус;

Уменьшение размеров кусков, частиц. • Дробление • Измельчение, помол

Измельчение твердых отходов.

Схема щековой дробилки с верхним подвесом щеки. 1 - неподвижная щека; 2 — подвижная щека; 3 — эксцентриковый вал; 4 — шатун; 5 — передняя распорная плита; 6 — задняя распорная плита; 7 —тяга; 8 — пружина; 9 — регулировочный клин.

Схема конусной дробилки а – крутоконусной с неподвижной осью; б – пологоконусной с консольным валом; 1 – подвижный конус; 2 – неподвижный конус; 3 – ось; 4 – эксцентриковый вал; 5 – шестерня; 6 – эксцентриковый стакан; 7 – вал.

Схема валковой дробилки. 1 — валок с неподвижными подшипниками; 2— валок с подвижными подшипниками; 3 — корпус дробилки; 4 —пружина.

Однороторная молотковая дробилка. 1 - корпус; 2 - отбойная плита; 3 - вал; 4 - диск; 5 - молотки; 6 - колосниковая решетка.

Схема шаровой диафрагмовой мельницы. 1 — корпус (барабан); 2, 3 - торцовые крышки; 4 — подшипник; 5 — зубчатый венец; 6 — плиты; 7 — загрузочная цапфа; 8 — разгрузочная цапфа; 9 — диафрагма; 10 — лифтеры; 11 — шары

Схема дробилки «Мультиротор» .

Укрупнение размеров частиц. • Гранулирование • Таблетирование • Брикетирование • Высокотемпературная агломерация • Прессование

Гранулирование. Принципиальная схема процесса полусухой грануляции шлаковых расплавов на барабанах 1 приемный лоток; 2 промежуточная ванна; 3 сливной желоб; 4 барабан гранулятор; 5 скреперный ковш; 6 – бункер; 7 – транспортер; 8 скреперная лебедка.

Гранулирование. Аппарат для гранулирования аммиачной селитры. 1 – газовая камера; 2 – подпорная решетка; 3 – газораспределитель ная решетка; 4 – рабочая камера; 5 – шнек; 6 – пневмомеханическ 4 ие форсунки; 7 – коллектор раствора; 8 –сепарационная камера; 9 – корпус аппарата; 10 – отбойник; 11 – эжектор; 12 сепаратор

Гидравлическая таблеточная машина. 1 – передняя поперечина; 2 – задняя поперечина; 3 – колонна; 4 – гидроцилиндр прессования; 5 – плунжер; 6 – прессующий пуансон; 7 – неподвижн 6 ый пуансон; 8 – бункер – питателя 9 – гидроцилиндр перемещения 8; 10 – винтовой механизм

Обезвоживание. • Фильтрование • Центрифугирование • Гидроциклоны

Обогащение. • Гравитационные методы • Отсадка • В тяжелых средах • В потоках на наклонных поверхностях • Магнитная сепарация • Электрическая сепарация • Флотация

Некоторые приемы разделения смесей твердых отходов. 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.

Электростатическая сепарация. Установка для разделения полимерной пленки и бумаги методом электростатической сепарации (ФРГ). 1 – щётки; 2 – барабан; 3 – система воздушного охлаждения щёток; 4 – щётки, создающие электростати- ческое поле; 5 – колодки; 6 – ролики; 7 – борта; 8 – конвейер.

Флотация. Флотационная машина ОК – 16. 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

Флотация. Флотационная пневматическая машина чанового типа. 1 – корпус 2 – ввод питания 3 – разгрузка 4, 5 – аэраторы основной и вспомогательный 6 – желоб 7 – люк для осмотра машины 8 пеноотбойник

Обогащение в тяжелых средах. Классификация сепараторов для обогащения руд в тяжелых суспензиях. Р – исходная руда; С – суспензия; Л – легкая фракция; Т – тяжелая фракция. Разгрузка тяжелой фракции: а, б – аэролифтная; в – гидравлическая; г – е, з – к, м, н – элеваторным колесом; ж – ковшовым элеватором; л – шнеком.

Выщелачивание Физико- химические методы Кристаллизация Растворение

Выщелачивание (экстрагирование). Схема противоточной промывки осадка (шлама) на барабанных вакуум фильтрах. 1, 3 — барабанные вакуум-фильтры; 2 — репульпатор; 4 — выщелачиватель.

Схема непрерывного процесса выщелачивания в каскаде аппаратов с мешалками.

Качающийся кристаллизатор. 1 — корыто; 2 — бандажи; 3 — опорные ролики.

Восстановление Химико- Нейтрализация технологические Окисление методы Кондиционирование

Аэробная стабилизация Биологические методы Ферментация Анаэробная стабилизация

Анаэробная стабилизация. Принципиальная схема подогрева осадка для анаэробного сбраживания. 1 – осадок до сбраживания; 2 – паровой инжектор; 3 – метантенк; 4 – теплообменник “осадок осадок”; 5 – пар; 6 – биогаз; 7 – котельная; 8 – горячая вода; 9 – теплообменник “осадок вода”; 10 – охлажденная вода; 11 – подогретый осадок; 12 – сброженный осадок

Схема аэробно – анаэробной стабилизации. 1 – уплотнитель сырого осадка; 2 – аэробный реактор; 3 – анаэробный реактор; 4 – уплотнитель сброженного осадка; 5 – насос; 6 – сброженный осадок на обезвоживание; 7 – сливная вода; 8 – теплообменник

Схема анаэробно – аэробной стаблизации. 1 – уплотнитель сырого осадка; 2 – анаэробный реактор; 3 – аэробный реактор; 4 – уплотнитель сброженного осадка; 5 – биогаз; 6 – насос; 7 – сброженный осадок на обезвоживание; 8 – сливная вода;

Пиролиз Термические Сушка Сжигание методы Газификация

В зависимости от типа отходов и способа обезвреживания Огневой метод Огневой сжигание окислительный восстановительный

В зависимости от целевого назначения Огневой метод Огневая ликвидация переработка регенерация

Слоевые топки

Сжигание. Печь для сжигания твердых отходов. / - каркас; 2 - футеровка; 3 - колосниковая решетка; 4 - люк для выгрузки золы; 5 - горелка; 6 - люк для загрузки сырья; 7 - гляделка; 8 – бункер.

Схема печи с неподвижной колосниковой решеткой. 1 - бункер; 2 – шахта; 3 - сопло для подачи вторичного воздуха; 4 - огнеупорная насадка; 5 первая ступень топки; 6 - камера дожигания (вторая ступень топки); 7 – подача воздуха; 8 наклонная колосниковая решетка; 9 —слой отходов

Топка с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой. / — бункер; 2— шахта; 3 — колосниковая решетка; 4 — опрокидывающаяся решетк 5 —топочная камера: 6 — механический привод; 7 — регулятор толщины слоя; 8 — выпуск золы; / — первичный воздух; // —вторичный воздух

Достоинства: Возможность организации обезвреживания широкого спектра твердых отходов. Недостатки: 1. Громоздкость и металлоемкость; 2. Наличие дорогостоящей решетки; 3. Высокие капитальные и 4. эксплуатационные расходы; 5. 4. Сложность организации топочного 6. процесса

Барабанные вращающиеся печи

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

Барабанная вращающаяся печь для обезвреживания насыщенных влагой отходов

Достоинства: 1. Универсальные аппараты для сжигания 2. крупнодисперсных отходов различного состава; 2. Возможно совместное обезвреживание 3. твердых и пастообразных отходов с 4. одновременным использованием 5. получаемой теплоты. 6. Недостатки: 7. 1. Высокие капитальные и эксплуатационные расходы; 8. 2. Футеровка печи быстро выходит из строя; 9. 3. Большие теплопотери.

Реакторы с псевдоожиженным слоем

Схема реактора с псевдоожиженным слоем. 1 – воздух для псевдо- ожижения; 2 – твердый продукт; 3 – слой инертного носителя (песок); 4 – граница псевдо- ожиженного слоя; 5 – корпус; 6 – унос золы; 7 – песок; 8 – загрузка отходов; 9 – отходящие газы; 10 – сепаратор; 11 — возврат пыли; 12 — решетка

Схема реактора с псевдоожиженным слоем и предварительной подсушкой шламов

Циклоны и комбинированные реакторы

Схема циклонного реактора для огневого обезвреживания пастообразных отходов

Схема комбинированного реактора для огневого обезвреживания твердых и пастообразных отходов

Достоинства: 1. Вихревая структура газового потока обеспечивает 2. режим работы с малыми тепловыми потерями; 2. Малые габариты аппаратов с большой 3. производительностью. 4. Недостатки: 1. Возможность образования недожога ( несгоревшие или не полностью сгоревшие частицы отходов); 2. Высокие аэродинамические сопротивления в аппарате.

Пиролиз – это метод термической деструкции органических материалов без доступа воздуха (окислительная среда).

Пиролиз: • Окислительный это пиролиз материалов, который внутреннего обогрева пиролизуемой массы с непосредственным контактом этой массы с теплоносителем • окислительный пиролиз проводят при 600 — 900°С (температура нагрева отходов)

Окислительному пиролизу могут быть подвергнуты: • вязкие, пастообразные отходы; • влажные осадки; • пластмассы; • шламы с большим содержанием золы; • загрязненную мазутом, маслами и другими соединениями землю; • сильно пылящие отходы с легко увлекаемыми газом частицами; • отходы, содержащие соли и металлы, которые плавятся и возгораются при нормальных температурах сжигания; • отработанные шины, кабели в измельченном состоянии; • автомобильный скрап и т. п.

Печь окислительного пиролиза УВП – 5 А Барабан – двухслойная конструкция. Теплоизоляция – шамотный кирпич (внутри) – 2; 3 – топка на дровах; 4 – дымовая труба; 5 – люки для загрузки и выгрузки материала; 6 – вертикальная перегородка; 7 – коллектор, газы попадают туда и выводятся в дымовую трубу. « » высокая себестоимость

Пиролиз: • Сухой – это пиролиз материалов, который обеспечивается за счет внешнего обогрева пиролизуемой массы без контакта этой массы с теплоносителем

В зависимости от температуры различают три вида сухого пиролиза: • низкотемпературный пиролиз, или полукоксование (450 — 550 °С), при котором максимален выход жидких продуктов и твердого остатка (полукокса) и минимален выход пиролизного газа с максимальной теплотой сгорания; • среднетемпературный пиролиз, или среднетемпературное коксование (до 800 °С), при котором выход газа увеличивается при уменьшении его теплоты сгорания, а выход жидких продуктов и коксового остатка уменьшается; • высокотемпературный пиролиз, или коксование (900 — 1050°С), при котором минимален выход жидких продуктов и твердого остатка и максимален выход пиролизных газов с минимальной теплотой сгорания.

Схема реактора для сухого пиролиза твердых отходов: 1 – кирпичная шахта; 2 – металлическая реторта; 3 – газовые горелки; 4 - узел гашения и удаления твердого осадка

«+» сухой пиролиз наиболее экономически эффективен и оказывает наименьшее влияние на окружающую среду

Термический метод переработки твердых отходов: газификация твердых отходов

Схема устройства генератора 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

Общий вид теплогенератора 1. газогенератор; 2. бункер для топлива; 3. топка теплообменника; 4. теплообменник; 5. вентилятор; 6. гибкая вставка; 7. ограждение; 8. заслонка регулирования тяги; 9. дымосос; 10. пульт управления

Cхема алло автотермического газификатора 1. тело реактора; 2. плазменное устройство; 3. короб вторичного воздуха; 4. инжектор; 5. бункер угольной пыли; 6. пылепитатель; 7. смеситель; 8. регулятор расхода воздуха; 9. шибер; 10. регулятор расхода пара; 11. гидрозатвор; 12. шлакоудалитель; 13. гидроочистка

Газификатор получения моторных топлив из газов растительной биомассы

Принципиальная схема направлений переработки биомассы

Схема установки для получения жидкого топлива из растительной биомассы 1 газогенератор; 2 воздушный компрессор; 3 адсорбер; 4 холодильник; 5 — фильтр тонкой очистки; 6 компрессор; 7 реактор; 8 теплообменник; 9 сепаратор; 10 приемник жидкого топлива. Линии: биомасса, II воздух, III отработанный газ, IV синтетическое жидкое топливо

Плазмохимическое обезвреживание опасных компонентов ТБО

Плазмохимическое обезвреживание – высокотемпературное сжигание с использованием плазмы дугового разряда постоянного тока. Использование плазмы позволяет: • до минимума сократить минеральные остатки, превращая их в нейтральную стекловидную массу. Повышение температуры приводит: • к высокой степени разложения токсичных веществ; • снижению количества летучей золы; • повышению степени дехлорирования газовых выбросов в атмосферу; • снижение подвижности солей тяжелых металлов в шлаках.

Установки для плазмохимического обезвреживания ТБО В прикладной плазмохимии применяются генераторы низкотемпературной плазмы – плазмотроны : • дуговые; • высокочастотные (индукционные и емкостные); • сверхвысокочастотные; • тлеющего разряда; • коронного разряда и др. Наиболее широкое применение в научных исследованиях и промышленности нашли электродуговые плазмотроны постоянного и переменного тока промышленной частоты

Плазмохимический метод является одним из наиболее перспективных при обезвреживании опасных компонентов ТБО и обладает рядом преимуществ перед огневыми: • Возможность достижения в плазмохимическом реакторе очень высоких температур позволяет сократить время обезвреживания. • Удобство регулирования температурного режима в широких пределах дает возможность использовать для обезвреживания широкого класса веществ. • Отсутствие разбавления продуктов сгорания топочными газами снижает нагрузку на систему газоочистки и уменьшает как габариты системы, так и абсолютный выброс вредных веществ в атмосферу. • Использование в качестве реагентов различных газов способствует эффективному уничтожению широкого спектра отходов (галоген , фосфор , серосодержащих) и даже негорючих соединений, в том числе хладонов. • Малые объемы технологического оборудования существенно сокращают затраты на создание плазмохимических установок.

Схема устройства газогенератора

Схема реактора для сухого пиролиза твердых отходов. 1 – кирпичная шахта; 2 – металлическая реторта; 3 – газовые горелки; 4 - узел гашения и удаления Твердого осадка

Схема устройства генератора

Схема реактора для сухого пиролиза твердых отходов: 1 – кирпичная шахта; 2 – металлическая реторта; 3 – газовые горелки; 4 узел гашения и удаления твердого осадка

Сушка

Сушка: определение, применение, сущность • Сушкой называется процесс удаления влаги из веществ (обычно твердых тел) путем ее испарения и отвода образующихся паров. • Процесс применяется с целью обеспечения высоких физико механических характеристик получаемых продуктов, или на промежуточных стадиях, если удаление растворителя необходимо по технологическим соображениям. • По физической сущности сушка является процессом совместного тепломассопереноса и сводится к перераспределению и перемещению влаги под воздействием теплоты из глубины высушиваемого материала к его поверхности и последующему ее испарению.

Свойства высушиваемого материала • Влагоемкость высушиваемых материалов, а, следовательно, условия сушки, ее интенсивность и полнота зависят от природы высушиваемого вещества, которая определяет вид связи влаги с продуктом. Виды связи влаги с материалом можно классифицировать по величине энергии этой связи. • К первой группе отнесены материалы с критическим диаметром пор более 100 нм. Продолжительность сушки материалов невелика (например, во взвешенном слое 0, 5 -3 с). • Во вторую группу входят материалы с критическим диаметром пор от 100 до 6 нм. Продолжительность сушки материалов значительно больше первой (во взвешенном состоянии – до 30 с). • К третьей группе отнесены материалы с критическим диаметром пор от 6 до 2 нм. Продолжительность сушки таких материалов составляет минуты и даже десятки минут. • Материалы четвертой группы, критический диаметр пор которых менее 2 нм, характеризуются очень низкой скоростью сушки, при этом продолжительность сушки исчисляется часами.

Классификация сушилок (l) По следующим принципам: • по способу организации процесса (периодические и непрерывные); • по направлению движения теплоносителя относительно материала (прямоточные, противоточные, с перекрестным током); • по величине давления в рабочем пространстве (атмосферные, вакуумные, под избыточным давлением); • по виду используемого теплоносителя (воздушные, на дымовых или инертных газах, на насыщенном или перегретом паре, на жидких теплоносителях); • по виду высушиваемого материала; • по способу подвода теплоты.

Классификация сушилок (ll) По способу подвода теплоты различают: • конвективную сушку, проводимую путем непосредственного контакта материала и сушильного агента. Подвод теплоты осуществляется газовой фазой (воздух или смесь воздуха с продуктами сгорания топлива), которая в процессе сушки охлаждается с увеличением своего влагосодержания; • контактную (кондуктивную) сушку, которая реализуется путем передачи теплоты от теплоносителя к материалу через разделяющую их стенку; • радиационную сушку – путем передачи теплоты инфракрасным излучением; • сублимационную сушку, при которой влага удаляется из материала в замороженном состоянии (обычно в вакууме); • диэлектрическую сушку, при которой материал высушивается в поле токов высокой частоты.

Конвективные сушилки С неподвижным • Камерные или движущимся • Туннельные слоем материала • Петлевые • Ленточные С перемеши • Барабанные ванием слоя материала Со взвешенным • С кипящим слоем материала • Многокамерные • Распылительные С пневно • Пневматические транспортом • Аэрофонтанные материала

Сушка Принципиальная схема газовой барабанной сушилки 1 – вентилятор напорный; 2 – топка; 3 – дымовая труба; 4 – барабан сушильный; 5 – дозатор влажного материала; 6 – труба загрузочная; 7 – устройство для выгрузки готового продукта; 8 – циклон; 9 – вентилятор хвостовой; 10 – скруббер; 11 – бак для шлама; 12 – насос циркуляционный; 13 – транспортер

Сушка Принципиальная схема воздушной барабанной сушилки 1 – барабан сушильный; 2 – калориферы; 3 – бункер влажного материала; 4 – дозатор влажного материала; 5 – загрузочная камера; 6 – разгрузочная камера; 7 – циклон; 8 – вентилятор хвостовой; 9 – выхлопная труба; 10 – конвейер готового продукта

Достоинства: 1. Интенсивность перемешивания твердой фазы, что 2. приводит к выравниванию параметров во всем объеме 3. псевдоожиженного слоя; 4. 2. Высокая производительность; 5. 3. Отсутствие движущихся и вращающихся частей; 6. 4. Простота устройства и возможность автоматизации 7. процесса. 8. Недостатки: 9. Возможность слипания и спекания твердых частиц; 10. Необходимость установки мощных 11. пылеулавливающих устройств на выходе дымовых газ 12. из слоя;

Камерная сушилка 1 полки для загрузки высушиваемого материала; 2 калорифер; 3 вентилятор; 4 заслонка для регулирования расхода свежего воздуха; 5, 6 заслонки (шиберы) для регулирования расходов рециркулирующего и отработанного воздуха

Камерная сушилка • Достоинство • Недостатки Простота устройства 1. Периодичность действия 2. Неравномерность высушивания 3. Низкая производительность 4. Затрата ручного труда

Туннельная сушилка 1 вагонетки; 2 вентилятор; 3 калорифер; 4 герметичные двери; 5 поворотные круги

Туннельная сушилка • Достоинство • Недостатки Непрерывное действие 1. Длительная неравномерная сушка 2. Ручное обслуживание

Ленточная сушилка 1 питатель; 2 сушильная камера; 3 ленточные транспортеры; 4 ведущие барабаны; 5 калорифер; 6 вентилятор; 7 ведомые барабаны

Ленточная сушилка • Достоинства • Недостатки 1. Непрерывность 1. Громоздкость процесса 2. Сложность 2. Рециркуляция газа обслуживания 3. Дифференциация 3. Небольшая интенсивности и производительность температуры газового потока по зонам 4. Большой процент просушенного материала

Петлевая сушилка 1 питатель влажного материала; 2 обогреваемые валки для вдавливания материала в сетку; 3 бесконечная сетчатая лента; 4 цепной конвейер для передвижения петель сетчатой ленты; 5 ударный механизм; 6 бункер со шнеком

Петлевая сушилка • Достоинства • Недостатки 1. Большая скорость и 1. Сложность степень просушки конструкции 2. Значительные эксплуатационные затраты

Барабанная сушилка 1 топка; 2 питатель; 3 бандажи; 4 барабан; 5 зубчатый венец; б разгрузочная камера; 7 циклон; 5 вентилятор; 9 – подъемно лопастная насадка; 10 опорные ролики; 11 электродвигатель; 12 шестеренчатая передача; 13 окно для подачи вторичного

Барабанная сушилка • Достоинства • Недостатки 1. Непрерывное 1. Сложность действие конструкции 2. Выбор насадки 2. Сложность 3. Равномерное обслуживания распределение и хорошее перемешивание материала 4. Исключен перегрев материала

С кипящим слоем материала 1 калорифер; 2 распределительная решетка; З шнековый питатель; 4 корпус сушилки; 5 раз грузочное устройство; 6 пиклон; 7 вентилятор

С кипящим слоем материала • Достоинства • Недостатки 1. При конической 1. Повышенный расход форме корпуса электроэнергии сушилки улучшается 2. Значительное распределение частиц истирание частиц по крупности и (образование пыли) уменьшается унос 3. Невысокая пыли, что приводит к интенсивность равномерному нагреву процесса при сушке 2. Возможность тонкодисперсных совмещать несколько продуктов процессов(+ обжиг, + гранулирование, + классификация)