[SHipinsky_V.G.]_Oborudovanie_i_osnastka_upakovoch(z-lib.org)

Рис. 20.18. Схема автоматизированного комплекса по переработке полимерного сырья в агломерат

При его работе отсортированное полимерное сырье 1 (рис.20.18) загрузочным транспортером 2 непрерывным потоком подается в роторноножевую дробилку 3, измельчающую его в хлопьевидную структуру. Далее измельченное сырье поступает в устройство 4 предварительной мойки, где захватывается вращающимся шнеком из приемной воронки и перемещается вверх по наклонному цилиндрическому желобу, перфорированному отверстиями диаметром 5 – 6 мм. В этот же желоб непрерывным потоком поступает вода, предварительно отмывающая движущуюся массу от крупнодисперсных загрязнений и стекающая затем через отверстия желоба в отстойник. А частично отмытое сырье сбрасывается в ванну 5, где распределяется тонким слоем

всодержащемся моющем водном растворе, удаляющем с него основную масса загрязнений, осаждающихся на дне ванны. Из ванны влажное сырье транспортером 6 подается в моечно-резательную установку 7, где вертикально расположенным ротором с ножами, доизмельчаются его крупнодисперсные фракции в размеры, обусловленные диаметром отверстий калибрующей решетки. При этом в результате интенсивного истирающего действия ротора происходит удаление с измельчаемых фракций мелкодисперсных загрязнений, удерживаемых электростатическими и адгезионными силами, а содержащаяся

всырье вода предотвращает их повторное налипание. Отсюда измельченное сырье поступает в шнековый промыватель 8, где захватывается вращающимся шнеком из приемной воронки и транспортируется вверх по наклонному цилиндрическому желобу, перфорированному отверстиями диаметром 3 – 4 мм. При этом поступающим в желоб непрерывным потоком воды производится ополаскивание движущейся массы с удалением из нее остатков диспергированных загрязнений. А отмытое сырье сбрасывается далее в быстро вращающийся барабан центрифуги 9, где под действием центробежных сил с него удаляются остатки воды. Из центрифуги сырье с влажностью, не превышающей 12%, непрерывно вращающимся шнеком подается в трубопровод пневмотранспортера 10 и доставляется по нему в бункер-накопитель 11, а из него загружается в поочередно работающие агломераторы 12 и 13. То есть, если, например, в первом агломераторе выполняется технологический цикл переработки хлопьевидного сырья в сыпучий агломерат, имеющий более высокую насыпную плотность, то из камеры второго агломератора в этот период выгружается произведенный продукт в трубопровод пневмотранспортера 14 и ее заполняют новой порцией сырья из бункеранакопителя 11 для осуществления следующего технологического цикла, в период выполнения которого первый агломератор будет остановлен для перезагрузки и т. д. Произведенный же в агломераторах 12 и 13 продукт по трубопроводу пневмотранспортера 14 подается сверху в полость бункера-

161

накопителя 15, а снизу в нее через напорный патрубок конвективной сушилки, состоящей из вентилятора 16 и электрокалорифера 17, в свою очередь непрерывным потоком нагнетается горячий воздух с температурой 70 – 80 °С, который равномерно нагревает и высушивает поступающий агломерат до влажности не более 0,2 %. Готовый же агломерат выгружается из бункеранакопителя 15 через нижнюю воронку в соответствующую тару, обеспечивающую его доставку на последующую грануляцию либо на участки по производству изделий литьем под давлением.

Химические способы переработки заключаются в деполимеризации полимерного сырья до мономеров и олигомеров, используемых затем в производстве полезной продукции. Достаточно перспективными из них считаются такие, как фракционирование полимерного сырья пиролизом, крекингом или гидрокрекингом. Теоретическая сущность этих процессов ясна: стоит, например, подобрать необходимую температуру нагрева и цепные молекулы соответствующего полимера распадутся на отдельные звенья (мономеры), которые, после очистки, можно снова подвергнуть полимеризации или поликонденсации для получения чистого полимерного материала. На практике же пиролиз полимеров приводит, как правило, к сложной смеси жидких и газообразных веществ, представляющих собой сочетание мономеров, ди- и триммеров, олигомеров, химически измененных структур. Используются обычно такие смеси в виде высококачественного топлива. Процессы же пиролиза, близкие к теоретическим, удаются пока только при получении стирола из отходов полистирола. Для других полимеров технологии деполимеризации находятся пока в стадии экспериментальной отработки и усовершенствования процессов. Например, в Германии, Италии и Японии созданы опытно-промышленные установки деполимеризации и термодеструкции полимерного сырья, обеспечивающие получение из него мономеров, растворителей, смазочных масел и других ценных химических продуктов. На них перерабатывают утилизированное сырье из полиамидов, полиэфиров, полиуретанов, полиметилметакрилатов и других пластмасс.

Наиболее же распространенными способами химической переработки полиэтилентерефталатного (ПЭТФ) сырья являются гликолиз и метанолиз. Например, сущность технологического процесса переработки ПЭТФ методом гликолиза заключается в следующем. Вначале это отсортированное сырье подвергается измельчению, отделению от посторонних примесей, а также мойке и сушке. Далее очищенный хлопьевидный материал при определенной температуре подвергается обработке гликолями, приводящей к его неполной деполимеризации. Полученный в результате гликолизат используется для производства ненасыщенных полиэфирных смол, полиуретанов, а также в качестве компонента полимербетонов.

Белорусскими учеными разработан и новый метод щелочного гидролитического разложения утилизированного ПЭТФ, предварительно обрабатываемого метилбензонатом. Этим методом можно получать из него терефталевую и бензойную кислоты, которые используются как сырье для синтеза исходного полимера ПЭТФ (терефталевая кислота) и капролактама (бензойная кислота).

162

Для загрязненных отходов ПЭТФ фирма «Du Pont» разработала технологический процесс метанолиза, обеспечивающий переработку, в том числе окрашенного и цветного сырья, такого как утилизированные бутылки изпод различных напитков и технических жидкостей, термоформованная тара, полиграфически оформленная пленочная упаковка и т. д. Получаемый при этом вторичный полиэтилентерефталат перерабатывается в волокна, из которых изготовляются разнообразные качественные новые изделия.

Химические способы переработки утилизированного полимерного сырья на данное время достаточно сложны, дорогостоящи и поэтому в нашей стране практически не применяются.

20.3.2. Вторичная переработка и использование утилизированной макулатуры, ветоши, стекла, металлического и другого сырья

Спрессованную в кипы утилизированную макулатуру и ветошь заводы по переработке ТБО, сортировочные комплексы и станции, а также предприятия, где они образуются в больших объемах (обойные, текстильные и швейные фабрики, типографии, супермаркеты) обычно реализуют предприятиям, специализирующимся на производстве бумажно-картонных материалов и изделий из них. Там это сырье в специальных гидроустановках разволокняется в потоках жидкости, очищается от загрязнений и других посторонних включений, затем полученная пульпа обезвоживается и отделенная разволокненная масса используется в производстве нового тарного и гофрированного картона, газетной и оберточной бумаги, листового гетинакса, утеплительной «эковаты» и других материалов. Из этого сырья также производят практичные и дешевые изделия методом формования из бумажной гидромассы (рис.18.1). Предприятия и специализированные фирмы по этому методу на высокопроизводительном технологическом оборудовании в больших объемах изготовляют сегодня ячеисто-бугорчатые лотки для упаковывания яиц, коробки и футляры разнообразных форм и размеров, а также лотки и стаканы для посадки рассады, амортизирующие прокладки и многие другие изделия.

Утилизированные стеклянная тара и другие изделия, а также стеклобой доставляются обычно на стеклозаводы. Там стеклянное сырье сортируется по цвету, затем измельчается в дробилках, очищается от загрязнений и других посторонних включений. После этого измельченное стекло соответствующего цвета и состава загружается в стекловаренную печь вместе с приготовленной шихтой в количестве 30 10 % от ее объема для снижения температуры варки

иинтенсификации процесса, а также экономии сырьевых и топливно-

энергетических ресурсов, достигающей при этом 25 %. После плавления шихты и варки при 1600 – 1700 оС температура полученной стекломассы снижается до 1000 – 1200 оС и из нее изготовляют новую продукцию (листовое стекло, бутылки, банки). Кроме этого из утилизированного стекла производят красивую облицовочную плитку, стекловолокно, абразивные материалы, электроизоляторы, строительные пеноблоки, плафоны бра и уличных фонарей

имногие другие полезные изделия. Многократная же переработка утилизированного стеклянного сырья практически не снижает качества и эксплуатационных характеристик получаемых из него изделий.

163

Никаких особых затруднений не вызывает и переработка утилизированного металлического сырья. Обычно его вначале сортируют по основным видам на черные металлы (компоненты из стали, чугуна, легированных сплавов на основе железа), алюминий и его сплавы, медь и сплавы на ее основе (бронзы, латуни) и т. д. Далее металлолом подвергают термической очистке, спрессовывают в брикеты и реализуют металлургическим заводам и машиностроительным предприятиям, имеющим литейные цеха соответствующего профиля, где осуществляется его переплавка по традиционной технологии и изготовление новой металлопродукции.

Проблемной же является вторичная переработка и использование утилизированного резинового сырья, поскольку для этого требуется специализированное технологическое оборудование и производственные мощности. Несмотря на многообразие созданных к настоящему времени способов его переработки, эта проблема в большинстве государств с приемлемой экологической и экономической эффективностью пока так и не решена. Проводимые исследования показывают, что, например, изношенных автомобильных шин в настоящее время перерабатывается во вторичное сырье всего лишь около 20 % от числа утилизируемых, а остальные накапливаются в отходах. В ряде стран из изношенных шин создают плавающие волнорезы, сооружают гидротехнические объекты, строят мосты через малые реки, ручьи и овраги и т. д. Используются они и в качестве топлива для получения энергии при производстве цемента, а также перерабатываются в крошку.

Однако с экологической и энергетической точки зрения использование резинового сырья в качестве топлива оценивается неоднозначно, потому, что при его горении в атмосферу выделяются соединения цинка, титана и окислов кремния, а на одну изготовляемую шину, например, легкового автомобиля расходуется энергия, содержащаяся в 35 литрах нефти, в то время как при ее сжигании возвращаемая энергия эквивалентна лишь 8 литрам нефти. При этом на создание специальных печей и очистных сооружений, улавливающих выделяющиеся вредные газы и соединения тяжелых металлов, также необходимы большие затраты.

Дробление изношенных шин без вырезки или после вырезки из них бортовых колец производится в местах их накопления на стационарных и мобильных установках, выполняющих этот процесс при положительных температурах или с применением жидкого азота, делающего резину хрупкой как стекло в результате замораживания. Получаемую при этом резиновую крошку используют в смесях, применяемых в изготовлении обуви, массивных шин и протекторов, линолеумов, спортивных матов, транспортерных лент, звукоизоляционных пористых плит, резиновых покрытий, изоляции электрических кабелей и другой продукции. Свой вариант ее использования есть у болгарских специалистов (каучуковый комбинат в г. Писариджике). Там из крошки изготовляют резиновые шпалы для рельсовых путей в шахтах. Эти шпалы в три раза дешевле железобетонных, лучше амортизируют удары и гасят шум, устойчивы к воздействию рудничных вод, к ним не нужен балласт из щебенки, и, наконец, когда закончится срок годности, то их можно снова переработать. Хорошие результаты получены при применении резиновой крошки в дорожных покрытиях. Их эксплуатация в США, Франции,

164

Великобритании показала, что у такого покрытия значительно повышается износо- и морозоустойчивость, увеличивается срок службы, достигается самый низкий уровень шума, обеспечивается высокий коэффициент сцепления с автомобильными колесами и сокращается тормозной путь, а его цена – не дороже асфальта. Однако такое применение вторичного резинового сырья все же является малоэффективным, поскольку не позволяет в полной мере реализовать ценные свойства входящих компонентов, таких как непосредственно резина, а также армирующие текстильные и металлические материалы.

Резиновые невулканизированные производственные отходы, ценным компонентом которых является каучук, перерабатываются на этих же предприятиях путем их сортировки, очистки от посторонних включений и обработки на смесительных вальцах, а полученная при этом сырьевая смесь возвращается в основное производство резиноизделий. Резиновые же вулканизированные отходы, образующиеся на стадиях вулканизации и отделки готовой продукции, а также содержащие бракованные изделия, перерабатываются в резиновую крошку, которая применяется как добавка к исходному сырью при производстве бытовых товаров и строительных материалов.

Перспективное же направление переработки утилизированного резинового сырья основано на его паротермической деструкции в среде перегретого пара. Сущность этой технологии заключается в следующем. В реактор одновременно подаются резиновое сырье (например, изношенные шины), а также перегретый водяной пар и в нем при температуре 400 – 500 °С осуществляется деструкция резины, с образованием твердой, жидкой и газообразной фракций. Образующаяся газообразная фракция вместе с водяным паром поступает из реактора в конденсатор, где пар и часть газообразных продуктов конденсируются в жидкость, сливаемую в накопительную емкость, а неконденсирующиеся газы направляются в топку парогенератора на дожигание, при этом их достаточно для энергообеспечения данного процесса. Получаемая при переработке жидкая фракция по своим техническим характеристикам полностью соответствует топочному мазуту марки М-40, а остающаяся твердая углеродсодержащая фракция (пирокарбон) из реактора подается в мельницу на размол. После размола пирокарбон, содержащий до 90 % углерода, возвращается в производство резины, а также может применяться, например, для производства сорбционных материалов и в качестве заменителя аморфного графита в металлургической промышленности. Этой технологией обеспечивается высокая энергетическая эффективность переработки резинового сырья без его предварительной сортировки и измельчения, а также существенно снижаются или практически полностью предотвращаются выбросы вредных веществ в атмосферу и гидросферу.

Но, пожалуй, самый экологически чистый способ переработки резинового сырья запатентован в Колумбийском университете (США). По этому способу в специальных емкостях утилизированные шины и другая резина подвергаются биологическому разложению с помощью микробов, а получаемый при этом порошок используется для удобрения полей.

В ряде стран (США, Японии, Германии, Швейцарии и др.) довольно

165

длительное время эксплуатируются опытно-промышленные установки по пиролизу резиносодержащих отходов, осуществляемому в среде с недостатком кислорода, в вакууме, в атмосфере водорода, в эвтектической смеси хлоридов лития и натрия, в псевдоожиженном слое и другими способами. Но по результатам их работы и проводимым исследованиям нельзя пока сделать обоснованный вывод об экономической и экологической целесообразности широкомасштабного применения этих технологий для переработки резиносодержащего сырья.

Древесные отходы, образующиеся в производстве при ее переработке и изготовлении новых изделий, а также утилизированные с бытовыми отходами перерабатываются во вторичное сырье и эффективно используются по нескольким различным направлениям. Например, ионообменные фильтрующие свойства древесной коры позволяют применять ее при очистке и осветлении сточных вод. Она же может служить сырьем для получения дубильных веществ, а также использоваться для изготовления удобрений. Для этого кору предварительно измельчают до частиц размером 5 – 10 мм, затем смешивают с минеральными азотосодержащими добавками (аммиачная вода, суперфосфат) и из полученной массы формируют компостные бурты.

Сучки, обрезки, опилки и другое аналогичное древесное сырье подвергают, в свою очередь, размолу и используют в производстве оберточной бумаги и древесноволокнистых плит, а отходы в виде отработанной щепы из пнёвого осмола, создающиеся в канифольно-экстракционном производстве, применяются для выработки целлюлозы. Из древесных опилок в гидролизной промышленности производят спирт, дрожжи и фурфурол, а остающийся лигнин компостируют или используют в качестве энергетического топлива. Образующийся после его сжигания шлам-лигнин может применяться в качестве удобрения, а также использоваться в композиции дорожных покрытий, как наполнитель при изготовлении резины, в качестве сырья для получения сорбентов типа активных углей и сульфокатиоритов, для изготовления смол с высокими клеящими свойствами и жизнеспособностью.

Из измельченных древесных отходов получают также топливные пеллеты – спрессованные без применения каких-либо химических добавок гранулы диаметром 6 – 8 мм и длинной 5 – 25 мм, которые обладают теплотворной способностью 4500 Ккал/кг.

20.4. Вторичная переработка и использование утилизированного органического сырья

Утилизированные пищевые и другие органические отходы, перерабатываются во вторичное сырье и эффективно используются по нескольким различным направлениям. В частности, пищевые отходы обычно разделяются на две части. Одна из них, содержащая ценные органические вещества, подается в цех для приготовления кормовых продуктов, а другая, с низкой кормовой ценностью, используется для получения компоста.

В цехе приготовления кормов эти пищевые отходы после промывки водой при сильном встряхивании направляются в дробилку, а оттуда раздробленная масса поступает в стерилизатор, где при постоянном перемешивании обрабатывается паром с температурой 100 – 110 °С в течение

166

40 – 50 минут. Такой температурной обработки продукта в стерилизаторе достаточно для инактивации всей имеющейся патогенной микрофлоры. Далее обезвреженная масса перегружается из стерилизатора, переключением направления вращения лопастей его мешалки в обратную сторону, во вращающуюся сушильную камеру. Там она аэрируется горячим воздухом с температурой 80 – 100 °С в течение 20 – 25 минут и в процессе этой сушки влажность продукта снижается до 10 – 12 %. Затем полученный стерильный и просушенный продукт смешивается в оптимальных пропорциях с кукурузой мукой, а также витаминными и минеральными добавками и произведенная смесь направляется в установку ее гранулирования. Полученный гранулированный кормовой продукт, удовлетворяющий всем установленным гигиеническим и питательным требованиям, упаковывается и поставляется на животноводческие фермы, где может использоваться для откорма любых выращиваемых животных, однако по своему составу он является наиболее оптимальным для жвачных животных.

Органические пищевые отходы с низкой кормовой ценностью направляются для получения компоста. К ним же присоединяется и утилизированное органическое сырье из измельченных веток, листвы и других растительных фракций, а также биоразлагаемых упаковочных полимерных материалов. Основной целью компостирования является обеззараживание отходов и переработка в удобрение за счёт биохимического разложения их органической части микроорганизмами. Весьма существенным является и то, что при компостировании в атмосферу выделяется меньшее количество «парниковых» газов (прежде всего диоксида углерода), чем при сжигании или хранении таких отходов на свалках.

На участке же компостирования поступающее сырье обычно сгружается

вприёмные бункеры, а оттуда пластинчатыми питателями и ленточными транспортерами подается во вращающиеся биотермические барабаны, где постоянной подачей воздуха стимулируется жизнедеятельность содержащихся микроорганизмов, обеспечивающих активный биотермический процесс в ходе которого температура перерабатываемой массы повышается до 60 °С, что способствует гибели болезнетворных бактерий. Оптимальные условия компостирования обеспечиваются при относительной влажности 40 – 60 %, рН от 6 до 8, и продолжительности процесса около одного месяца. После этого компост отделяется от переработанной массы просеиванием и через склад готовой продукции поставляется потребителям. Этот рыхлый продукт в расчёте на сухое вещество обычно содержит 75 % органического гумусного вещества, 0,5 – 1 % азота, 0,3 % калия и фосфора.

Отделенные же от компоста при его просеивании неразложившиеся компоненты из кожи, резины, древесины, костей, пластмасс, ветоши, текстиля и других органических составляющих направляются в бункер-накопитель установки пиролиза. Далее из бункера-накопителя через загрузочную воронку эта масса поступает в сушильный барабан, а из него после сушки загружается

вкамеру пиролиза, где без доступа воздуха осуществляется ее термическое разложение на парогазовую смесь и твёрдый углеродистый остаток – пирокарбон. Образующаяся парогазовая смесь из камеры пиролиза поступает в конденсатор, где пар и часть газообразных продуктов конденсируются в

167

жидкость, сливаемую в накопительную емкость, а неконденсирующиеся газы направляются в топку этой установки на дожигание. Полученная жидкость разделяется затем на воду и топочную фракцию, аналогичную мазуту, а пирокарбон подается из камеры в мельницу на размол. После размола пирокарбон, содержащий до 90 % углерода, может применяться, например, для производства сорбционных материалов, а также в качестве заменителя аморфного графита в металлургической промышленности.

В последние годы осваиваются также технологии переработки утилизированного органического сырья в анаэробных условиях с получением из него горючего газа и органических удобрений. Работает такое опытное производство по следующей технологической схеме. Поступающее сырье сгружается в приемный бункер, а откуда питатель подает его равномерным потоком в роторно-ножевую дробилку. Из дробилки измельченная масса ленточным транспортером доставляется в метантанк вместимостью 500 м3. Там загруженная масса сбраживается в течение 10 – 16 суток при температуре около 25 оС и при этом из каждой тонны органического сырья образуется 120 – 140 м3 газа, поступающего в газгольдер. Оттуда часть этого газа откачивается компрессором и под давлением через уравнительную камеру вдувается под слой перерабатываемой массы в метантанке для ее перемешивания. После же окончания процесса сбраживания переработанная твердая фракция подается из метантанка в шнековый пресс, осуществляющий ее частичное обезвоживание, и далее в рыхлитель. Затем взрыхленная масса поступает в сепаратор барабанный, и там в процессе интенсивного перемешивания и продвижения по рабочей поверхности его вращающегося барабана органическое удобрение просыпается через отверстия сит на расположенный снизу наклонный отводящий лоток, а остающиеся неразложившиеся органические компоненты с другой стороны барабана выгружаются на отводящий конвейер и транспортируются им в бункер-накопитель установки пиролиза. А полученное органическое удобрение ленточным конвейером транспортируется на склад готовой продукции, а оттуда реализуется потребителям.

Этим способом из одной тонны органического сырья получают 170 кг (140 м3) биогаза, содержащего 65 % метана, 410 кг органического удобрения с влажностью 30 % и около 300 кг балластных отсеваемых фракций, а остальные 120 кг приходятся на фильтрат и газовые потери. На производственный процесс расходуется при этом около 5 % получаемого биогаза. Произведенный же биогаз может использоваться в исходном состоянии с получением 23400 кДж/м3 тепловой энергии или подвергаться очистке от диоксида углерода, сероводорода и других примесей, обеспечивающей повышение его тепловой энергии до 35600 кДж/м3.

Анализ применяемых технологий вторичной переработки и использования утилизированного органического сырья показывает, что в большинстве из них в той или иной мере сочетаются производство кормовых продуктов из фракций, содержащих ценные органические вещества, получение удобрений с легкоразлагаемых фракций, очищенных от балласта, и топлива с высококалорийных фракций.

168

20.5. Вторичная переработка и использование топливных фракций утилизированного сырья

Сжигание смешанных ТБО пока еще применяется для их утилизации в сочетании с полезным использованием генерируемого при этом тепла. Однако этот способ, как и захоронение ТБО, не является достаточно эффективным с точки зрения современных тенденций по ресурсо- и энергосбережению. Накопленный во многих странах опыт эксплуатации мусоросжигательных заводов (МСЗ) показал, что такое устранение ТБО с соблюдением всех современных санитарных норм является неэкономичным, так как требует больших затрат на строительство МСЗ и их эксплуатацию. Подсчитано, что эти затраты на тонну сжигаемых ТБО как минимум вдвое выше стоимости их захоронения и при этом не достигается существенного улучшения экологии. При традиционной ликвидации на МСЗ смешанных отходов в печах с колосниковыми решетками или котлоагрегатах на колосниковых решётках разнообразных конструкций ввиду сравнительно низких температур их горения (600 – 900 °С) в атмосферу попадают вредные газообразные продукты, такие как сверхтоксичные диоксиды, хлористый водород, диоксид серы, а образующиеся при этом зола и стоки также содержат немало других вредных компонентов.

В связи с этим еще в начале 90-х годов прошлого века ЕЭС, США и Канадой были введены новые, более жесткие нормы на выбросы мусоросжигательных заводов и в результате сотни МСЗ в Европе оказались неэффективными и были закрыты. Например, в Великобритании, считающейся пионером мусоросжигания, к концу 1990-х годов закрылись почти все МСЗ, кроме двух заводов около Лондона, прошедших дорогостоящую реконструкцию, и нескольких тепло- и электростанций, работающих на ТБО с добавлением брикетированного топлива, полученного из вторичного утилизированного сырья. В Европе за последние 10 лет неизвестно ни одного случая строительства нового мусоросжигательного завода, а во многих штатах США и провинциях Канады их сооружение в настоящее время запрещено законодательством.

С целью повышения эффективности сжигания ТБО при минимальных экологических последствиях в разных странах продолжается проведение исследований и опытно-конструкторских работ по поиску и созданию новых более прогрессивных и безопасных методов. Наиболее же перспективным из них в настоящее время является метод высокотемпературной переработки ТБО в барботируемом шлаковом расплаве, созданный в российском институте «Гинцветмет» в содружестве со специалистами института «Стальпроект» (Москва). Основным устройством разработанного ими технологического агрегата является конструктивно простая барботажная печь (рис.20.19), обеспечивающая при относительно небольших габаритных размерах высокую производительность и эксплуатационную надежность. Для ее работы сжигаемыми бытовыми отходами 1 периодически заполняют загрузочное устройство 2 печи, закрываемое крышкой 3, а оттуда толкатель 4 циклическими движениями сбрасывает их в шлаковую ванну 5, продуваемую через фурмы 6 воздухом, обогащенным кислородом. В ванне поступающие

169

отходы быстро погружаются в интенсивно перешиваемый вспененный расплав шлака 7, температура которого составляет 1400 – 1500 °С. Там они за счёт интенсивной теплопередачи подвергаются скоростному пиролизу и газифицируются. При этом минеральная часть отходов растворяется в шлаке, а содержащиеся в них металлические компоненты расплавляются, и жидкий металл 8 опускается на огнеупорную подину 9. При низкой калорийности отходов для стабилизации теплового режима в качестве дополнительного топлива в печь, стенки 10 и свод 11 которой охлаждаются водой, через загрузочную воронку 12 подается в небольших количествах энергетический уголь, а для получения шлака заданного состава через нее же загружается соответствующий флюс. Вместо угля может использоваться и природный газ, вдуваемый через фурмы 13.

Рис. 20.19. Печь для переработки ТБО в барботируемом шлаковом расплаве

По мере накопления слоя спокойного шлака 14, он выпускается из печи через сифон 15 и подаётся на переработку. Химический же состав этого шлака можно регулировать в широких пределах, получая композиции, необходимые для производства, например, различных строительных материалов – щебня, наполнителей для бетонов, минерального волокна, каменного литья. Скапливающийся жидкий металл 8 через переток 16 поступает в сифон 17 и через него сливается порциями в ковш, а затем разливается в чушки либо гранулируется.

Образующиеся в результате пиролиза и газификации перерабатываемых смешанных отходов и угля горючие высокотемпературные (1400 – 1600 °С) печные газы дымососом через патрубок 18 подаются в паровой котёл или другую энергетическую установку, где дожигаются в воздухе, обогащенном кислородом, или чистом кислороде, и при охлаждении отдают свою полезную энергию. Перевод же в условиях процесса сжигания щелочных и щелочноземельных металлов в парогазовую фазу способствует связыванию хлора, фтора и оксидов серы в безопасные соединения, улавливаемые при газоочистке в виде твёрдых частиц пыли. Далее охлаждённые газы направляются в систему очистки, где с них перед сбросом в атмосферу на разных ступенях селективно улавливаются пыль и другие вредные примеси. При этом крупные частицы пыли (до 60 %) возвращаются обратно в печь, а мелкие, представляющие собой концентрат тяжёлых цветных металлов (Zn, Pb

170