 |  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 УДК 628.54:628.47 Комплексная утилизация отходов коксохимических заводов и компонентов твёрдых бытовых отходов
Курченко Е.Н., магистрант Научный руководитель: Калинихин О.Н., доцент Донецкий национальный технический университет
Одной из актуальных задач в мире, является переработка и утилизация различных видов отходов. Рассмотрена проблема утилизации твёрдых бытовых и промышленных отходов. Описаны особенности реализации производства RDF-топлива.
В настоящее время на территории Донецкой области находятся огромные накопления твёрдых бытовых отходов (ТБО), т.к. отсутствуют полноценные эффективные методы утилизации и переработки отходов. В 2018 г. образовалось 750539,468 т отходов IV класса опасности, 99,1 % которых размещены в специально отведенных местах и объектах, остальные отходы размещены в местах неорганизованного хранения (0,9 %). Отходы IV класса опасности составляют 99,95% годового объема отходов всех классов опасности. На сегодняшний день одной из основных задач, актуальных во всем мире, является переработка и утилизация коммунальных и промышленных отходов. Накопление и несвоевременный вывоз отходов создают экологическую опасность для здоровья населения из-за содержания в них большого количества органических веществ, которые при разложении образуют вредные химические соединения. ТБО можно рассматривать как стратегический ресурс для получения тепла и электричества. Страны Европы отходят от практики сжигания бытового мусора, заменяя этот метод современными ресурсо- и энергосберегающими технологиями, альтернативными источникам энергии и повторным использованием сырья, что выступает как метод экономии ресурсов и сохранения окружающей среды. Одной из таких технологий является RDF (Refuse Derived Fuel) – топливо, произведенное из различных видов отходов, таких как твердые бытовые и промышленные отходы. Основными потребителями данного топлива являются цементная промышленность и станции по генерированию электрической и тепловой энергии [1]. Учитывая морфологический состав ТБО, в производство RDF-топлива может быть вовлечено около 25% от объема вывозимых на захоронение отходов. Преимущества состоят в том, что сокращается количество захороняемых отходов и потребление экспортируемых источников энергии. В таблице 1 указаны показатели компонентов твёрдых бытовых отходов в Донецкой области, которые представляют интерес в качестве составляющих RDF-топлива. [3].
Таблица 1 – Показатели утильных фракций в ТБО
От количества горючих фракций в ТБО зависит калорийность топлива, поэтому целесообразно добавлять в отходы компоненты, обладающие высокой теплотворной способностью. В качестве такого компонента могут выступать смолистые отходы коксохимических отходов (КХЗ), такие как каменноугольные фусы, полимеры, кубовые остатки и др. Рассмотрим в качестве добавки к топливным брикетам на основе компонентов ТБО кубовые остатки цеха ректификации сырого бензола, они являются подходящим отходом, в связи с их небольшой зольностью небольшим количеством серы, значение которой в ископаемом топливе достаточно высоко. Кубовые остатки цеха ректификации сырого бензола представляют собой смесь продуктов различной глубины полимеризации непредельных соединений с бензольными углеводородами, тиофеном и его гомологами, а также ароматических углеводородов с температурой кипения свыше 200°С, извлекаемых из поглотительного масла при получении сырого бензола. Кроме того, в них содержатся минеральные примеси. Последние представляют собой смесь сульфата натрия (3,7%), свободной щелочи (0,1%) и сульфонатов натрия (14,5%), образующихся при щелочной нейтрализации фракции БТК после кислотной промывки [2]. Характеристика разгонки и температура размягчения кубовых остатков существенно изменяются от условий работы отпарного куба: отгон до 300 °С колеблется 20 – 60 %, а температура размягчения - от 25 до 65 °C. В ректификационных цехах, не имеющих отпарных кубов, зольность кубовых остатков обычно составляет 0,1 - 0,3 %. При дистилляции малосольных кубовых остатков получаются жидкие погоны и темный остаток, представляющий собой смолу. При отборе масляной части кубовых остатков ее обычно разделяют на легкую, нафталиновую и тяжелую фракции. Характеристика и выход (усредненный) этих фракций представлены в таблице 2[2].
Таблица 2 - Характеристика и выход легкой, нафталиновой и тяжелой фракции кубовых остатков
Альтернативное топливо, на основе компонентов ТБО и кубовых остатков цеха ректификации сырого бензола КХЗ, может применяться как более доступное по ценовой политике топливо, которое не уступает по своим техническим характеристикам бурому и каменному углю. Технологический процесс получения RDF состоит из двух операций: дробления отходов и сепарации черных металлов, но если ограничиваться только этими двумя операциями, то получаемый в этом случае RDF будет содержать много балластных фракций и иметь низкое качество. Поэтому при производстве гранулированного топлива используют дополнительные машины, механизмы и агрегаты, которые позволяют обогащать, гранулировать и брикетировать топливо из отходов, при этом возрастают капиталовложения и эксплуатационные расходы, но полученное топливо имеет значительно лучшее качество. Принципиальная схема производства гранулированного топлива приведена на рисунке 1[3].
Рис. 1 – Принципиальная схема производства гранулированного топлива
Способ получения RDF-топлива зависит от вида отходов, их состава, а также последующего способа использования – в качестве основного или дополнительного (вместе с основным – углем, торфом или т.д.) топлива [3]. Теплота сгорания гранулированного топлива колеблется 5300 – 17700 кДж/кг. Многие котельные установки нуждаются лишь в небольшой модернизации для работы на гранулированном топливе, потому что они оборудованы устройствами для удаления шлака и летучей золы. Современные термические процессы являются экологически безопасными при термообработке подготовленных ТБО, при соблюдении технологических норм и при использовании современных методов газоочистки (в свою очередь, эффективность газоочистки во многом определяется реализацией так называемых первичных мероприятий в термическом процессе). В этом случае, по данным практики Германии, промышленные выбросы находятся значительно ниже пределов, регламентируемых жестким природоохранительным законодательством[4]. В виду вышесказанного можно сделать вывод, что использование связующего на базе кубовых остатков позволит существенно снизить себестоимость брикетов при сохранении их эксплуатационных качеств, а также благодаря совместной утилизации ТБО и отходы КХЗ переходят в категорию товарных продуктов.
Библиографический список 1. Зарубежная практика использования альтернативного топлива из отходов для цементной промышленности/ И.В. Ламзина, В.Ф. Желтобрюхов, И.Г. Шайхиев // Вестн. технолог.ун-та. Т.18, №17. - 2015.- С. 85-88. 2. Лазорин С.Н. Обезвреживание отходов коксохимических заводов/ С.Н. Лазорин, Т.И. Паннов, В.И.Литвиненко.-М.: Металлургия, 1977.- 239 с. 3. Сметанин В И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления: Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений.- М.: Колос, 2000.- 232 с. 4. Термическая переработка ТБО [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://ztbo.ru/o-tbo/lit/texnologii-otxodov/termicheskaya-pererabotka-tbo - 17.12.2019— Загл. с экрана.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
