logo
Шпоры к ГЭК / Маннанова

25. Термические методы переработки промышленных отходов.

Газификации – метод переработки отходов с получением горючих газов, смолы и шлама – это термохимический высокотемпературный процесс взаимодействия органической части отходов с газифицирующими агентами в результате – органика превращается в горючие газы. Процесс газификации пригоден для переработки дробленых сыпучих газопроницаемых отходов.Агенты: О2, СО2, пар, смеси их. Преимущества:1)горючие газы используются в качестве топлива;2)смола как топливо или химическое сырье;3)уменьшение выброса золы и сернистых газов;

Пиролиз отходов заключается в термическом разложении отходов без доступа кислорода воздуха. В результате пиролиза образуются пиролизный газ с высокой тепло­той сгорания, жидкие продукты и твердый углеродистый остаток При пиролизе органических веществ происходит не только распад но и синтез других продуктов(реакции изомеризации, полимеризации).Рис 1 1 — реактор; 2 — циклон; 3 — бункер твердых карбонатов; 4 — вентилятор; 5 — камера сжига­ния пирогаза для подогрева воздуха; б — воздухоподогреватель; 7 — бункер шлака*

Отходы при пиролизе: пластмасса, резина, ТБО. Уравнение пиролиза:

В основу классификации пиролиза положены температуры процесса, т. к. они определяют состав полученного вещества. В зависимости от температуры делится на три вида:1) низкотемпературный 450 оС; max – жидк. пр.; min – газообр. пр.2) средний до 800 оС, max – газообр. пр; min – жидк. и тверд. пр;3)высокий 1500 оС max – газообр. пр; min – жидк. и тверд. Пр. Процесс проводят в вертикальных шахтных печах. Газовая фаза: пиролизный газ H2, NH4, CO, CH4. Жидкая фаза: изомеры и полимеры, используемые как химическое сырье. Твердая фаза: кокс – используется в различных целях в зависимости от его состава и физических свойств; сажа – идет на производство резины.

Сжигание – контролируемый процесс окисления отходов. Образуются: CO2, Н2О + зола + шлаки. Соединения азота и серы превращаются в оксиды, Cl восстанавливается до Hl.

Этот метод наиболее универсален, эффективен, иногда единственный. Утилизируют отходы хлорорганического производства, основного органического производства, нефтеперебатывающей промышленности, лесохимии, машиностроительной промышленности, целлюлозобумажной. Сжигание осуществляется в печах различной конструкции, главным элементом которых является колосниковая решетка, на которой происходит весь процесс. 1. Вращающиеся печи для сжигания представляют цилиндрические оболочки выложенные огнеупорным материалом, они установлены слегка наклонно, вращение оболочки вызывает перемешивание материала с воздухом обеспечивая тем самым турбулизацию и встряхивание, что способствуют сгоранию отходов и постоянное удаление золы. Процесс происходит при температурах более 1400оС.

Обезвреживаемые отходы: нитрохлорбензоловые смолы, отходы производства толуола, алкилированные фенолы. Рис.2 Схема барабанной вращающейся печи для сжигания твердых отходов: / — корпус печи; 2 — загрузочное устройство; 3 — горелка; 4 — двухсекционная разгрузочная камера; 5, 6— золовая и газовая секции; 7 — газоход; 8 — мигалки для удаления золы; Т -топливо; В — воздух

2. Печи с вспрыском жидкости – предназначены для обезвреживания любых горючих жидких отходов (фенолы, растворители, цианиды) Распыление жидкости ведут вращающимся диском или при помощи форсунок.

3. Печи кипящего слоя – камеры выложенные огнеупорным материалом с инертным материалом, через который продуваются газы со скоростью достаточной для топочные газы – снизу. Температура в таких печах 800-1000 оС. Нижняя граница определяется полнотой сгорания отходов, верхняя – температурой плавления шлаков. При достижении верхней границы происходит образование шлаков и зашлаковывание колосниковой решетки. Образуются: SO, CO, зола, пар, вода, NOх, H2, галогены, диоксины. Поэтому одной из наиболее важных проблем является очистка дымовых газов до санитарно-нормативных требований. Разделение газового и золового потоков осуществляется непосредственно в топочном устройстве. Узел выгрузки состоит из двух секций, что исключает захват золы, осаждающейся в золовой секции, газовым потоком при дополнительной очистке его в газовой секции (за счет резкого поворота и снижения скорости потока).