|
УДК 662.818
Рециклинг как направление совместной утилизации твердых бытовых отходов и полимеров бензольных отделений
Полищук А.В., магистрант
Научный руководитель: Калинихин О.Н., доцент
Донецкий национальный технический университет
Рассмотрен вопрос, связанный с технологиями совместной утилизации твердых бытовых отходов и полимеров бензольных отделений коксохимических заводов.
Твердые бытовые отходы (ТБО) представляют определенную опасность для здоровья всех граждан и для окружающей природной среды. Масса накапливаемых твердых бытовых отходов, даже по отдельным городам, не говоря о стране в целом, достигает гигантских величин, поэтому размещение и обезвреживание отходов - серьезная проблема.
Необходимо не забывать о том, что отходы и бытовой мусор часто являются энергетическим источником и содержат много ценных компонентов, для этого лишь необходимо подобрать правильные и экологически целесообразные технологии их переработки.
Кроме бытовых отходов, ежегодно генерируются и накоплены значительные количества отходов промышленного происхождения, часть которых может быть использована в качестве потенциальной теплотворной добавки в составе вторичных топлив на основе ТБО. Как указывают литературные источники, в последнее время все большее значение в сфере утилизации ТБО приобретают методы, направленные на получение вторичных топлив из отдельных компонентов отходов. Данное топливо предлагается использовать как дополнительное более дешёвое в металлургических, цементных печах, ТЭЦ, на котельных установках.
Целью данного исследования является изучение и оценка влияния отходов бензольных отделений коксохимических производств на состав топливных смесей на основе компонентов твердых бытовых отходов и их теплотехнические характеристики.
Рассматривалось изменение теплотехнических характеристик компонентов смеси, в зависимости от вариаций их процентного содержания в ней. В качестве теплотворной добавки и связующего в топливную смесь добавляются полимеры бензольного отделения.
Было определено, что при добавлении к ТБО отходов в количестве, превышающем 40 % масс. и при дальнейшей попытке их прессования происходит проталкивание и утечка смолистой массы и влаги ТБО на стенки пресс-формы, что делает невозможным изготовление брикетов с заданным соотношением компонентов.
Поэтому содержание полимеров варьировалось в диапазоне 0-20 %, массовое содержание оставшихся компонентов (бумаги и древесных остатков) рассчитано как 50:50 % от смеси с вычетом процентного содержания самих полимеров.
Результаты технического анализа компонентов рассматриваемой смеси приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Анализ теплотехнических характеристик смеси
Показатели технического анализа компонентов
брикетируемой массы в зависимости от величины добавки полимеров бензольного отделения
|
Добавка полимеров бензольного отделения, %
|
Смесь компонентов ТБО и полимеров,
включающая бумагу и древесные остатки
в соотношении 50/50
|
Показатели теплотехнических характеристик полимеров
|
Wa, масс., %
|
0
|
22,5
|
7,8
|
5
|
21,8
|
10
|
21,0
|
15
|
20,3
|
20
|
19,6
|
Ad, масс., %
|
0
|
7,9
|
9,06
|
5
|
7,96
|
10
|
8,02
|
15
|
8,07
|
20
|
8,13
|
Vdaf, масс., %
|
0
|
73,45
|
79,2
|
5
|
73,74
|
10
|
74,02
|
15
|
74,31
|
20
|
74,6
|
Sat, масс., %
|
0
|
0,12
|
1,6
|
5
|
0,2
|
10
|
0,27
|
15
|
0,34
|
20
|
0,42
|
Qas, МДж/кг
|
0
|
18,6
|
34,05
|
5
|
19,3
|
10
|
20,1
|
15
|
20,9
|
20
|
21,7
|
Проанализировав результаты, получили, что увеличение процентного содержания полимеров значительно увеличивает теплоту сгорания. А так как теплотворная способность является одной из наиболее значимых характеристик топлива, то полученные значения можно считать положительными. Для подтверждения положительности результата сравним отдельные характеристики различных топлив (табл.2).
Таблица 2 - Сравнительная характеристика теплотехнических характеристик для некоторых видов топлива
Вид топлива
|
Низшая теплотворная способность,
МДж/кг (МДж/м3)
|
Общее содержание влаги
Wр, %
|
Доля зольного остатка от сухой массы
Ad, %
|
Содержание общей серы
Sр, %
|
Выход летучих веществ
Vdaf, %
|
Топливная смесь, состоящая из ТБО и полимеров
|
21,7
|
19,6
|
8,13
|
0,42
|
74,0
|
Природный газ (Саратов)
|
35,8
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Торф
|
10,2
|
50,0
|
6,3
|
0,1
|
70,0
|
Древесина из кускового дерева:
|
- в исходном состоянии
- в сухом состоянии
|
7,9
18,8
|
30,0
|
0,6
|
-
|
67,0
|
Уголь Донецкого бассейна
|
- Бурый
- Коксовый
- Длиннопламенный
- Газовый
- Антрацит
- Тощий
|
15,2
16,9
18,5
20,4
20,9
23,9
|
25,0
7,5
10,2
10,0
8,0
9,9
|
20,0
26,0
28,0
28,0
30,0
25,0
|
0,5
2,5
3,5
3,5
1,7
2,6
|
48,0
25,0
43,0
40,0
9,0
12,0
|
Анализ и внедрение такого метода совместной утилизации ТБО и отходов КХЗ представляются перспективными. Введение полимеров в качестве добавок в топливные смеси способно улучшить качественные характеристики топливных брикетов. Однако, возможность использования добавок в обязательном порядке предполагает анализ влияния продуктов термической переработки топливных смесей на окружающую среду.
Еще одним условием, за которым необходимо следить, является то, что избыток смолистой массы в брикетах ведет к отслоению компонентов ТБО и дальнейшему их разрушению даже при изменении условий прессования.
Следовательно, нарушения в процессе изготовления брикетов делают невозможным применение стандартизированных методик к их дальнейшим испытаниям.
Библиографический список
-
Сметанин, В. И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления / В.И. Сметанин - М.: Колос, 2003. - 410 с.
-
Краснянский М. Е. Изучение потоков вторичного сырья в твердых бытовых отходах г. Донецка / М.Е. Краснянский, А. Бельгасем, О.Н. Калинихин // Проблемы сбора, переработки и утилизации отходов Сб. науч. статей, Одесса, ОЦНТЭИ. - 2004. - С. 219-222.
-
Калинихин О. Н. Перспективы совместного использования тбо и отходов коксохимического производства / О.Н. Калинихин, В. В. Рекун, М. Е. Краснянский // Сб. науч. статей, Донецк, - 2005. - С. 107-110.
-
Ильиных, Г. В. Оценка теплотехнических свойств твердых бытовых отходов исходя из морфологического состава// Вестник Перм. нац. исслед. политехн. ун-та. Урбанистика. – 2013. – № 3. – С. 125–137.
-
Делягин Г. Н. Теплогенерирующие установки: Учебник для вузов / Г. Н. Делягин, В. И. Лебедев, Б. А. Пермяков. -М.: Стройиздат, 1986. - 559 с.
| |