Переработка твердых промышленных и бытовых отходов: Переработка твердых бытовых отходов: термическая и биотермическая

Плазмотермическая переработка твердых промышленных и бытовых отходов (лаб. 9)

Плазмотермическая технология предназначена для обезвреживания твердых промышленных и бытовых отходов любой степени опасности. Её применение позволяет сжигать горючие составляющие отходов, переводя их в газовую фазу и расплавлять неорганическую часть отходов. Отходящие газы дожигаются в вихревом дожигателе и проходят охлаждение и двухстадийную очистку в центробежно-пенных абсорберах. В абсорберах происходит связывание раствором щелочи кислых компонент, улавливание пыли и легколетучих солей металлов. Пыль и соли накапливаются в виде шлама, составляющего не более 1% от массы перерабатываемых отходов, и затем удаляются для захоронения или дальнейшей переработки. Очищенный газ подогревается до температуры 200 С и выбрасывается в атмосферу. Содержание вредных примесей (NOх, SOх, пыли, углеводородов-канцерогенов, диоксинов и фуранов) в отходящих газах не превышает санитарных норм ЕЭС. Расплавленная неорганическая часть отходов сливается в водяной гранулятор и в виде остеклованного химически инертного шлака может использоваться в качестве строительного материала.

Разработаны и прошли опытную проверку два типа плазмотермических установок.

а) Плазмотермическая установка для обезвреживания отходов сложного морфологического и химического состава.

Технические характеристики установки:

Производительность по отходам, кг/ч 250
Установленная мощность плазмотрона, kW 150
Расход дутьевого воздуха, нм3/ч 2400
Расход сжатого воздуха, нм3/ч, max 100
Объем отходящих газов, нм3/ч 2900
Температура отходящих газов,oС  
в камере плавления 1300 – 1500
в камере пиролиза 1050 – 1200
после дожигателя 1000 – 1100
Удельные затраты электроэнергии, кВт час/кг 0,6 – 0,7
Площадь, занимаемая установкой, м2 150

б) Плазмотермическая установка для переплава сыпучих мелкодисперсных отходов типа золы от установок огневого мусоросжигания

Плазмотермическая установка для плавления мелкодисперсных отходов мощностью 1 МВт (вид на плазмотрон)

Основные технические характеристики установки:

Производительность по отходам, кг/ч 600
Мощность, МВт 1
Температура,oС  
в плавильной камере 1350 – 1400
в дожигателе 1000 – 1100
Объём отходящих газов, нм3/час 1700
Удельные затраты электроэнергии, кВт ч/кг 0,8 – 1
Занимаемая площадь, м2
 200

Технико-экономические преимущества

  • уменьшить выброс в атмосферу СО2;
  • обеспечить практически 100% сгорание углеводородов и углерода;
  • перевести неорганическую часть отходов в одном технологическом цикле в форму химически инертного шлака;
  • обеспечить высокую экологическую безопасность продуктов переработки отходов. Не менее 99% объёма вторичных продуктов соответствует санитарным нормам ЕЭС.

Начальная стадия производства.

Приведенные выше установки прошли опытную проверку в Южной Корее. На установке производительностью 250 кг/час переработано около 20 тонн бытовых и аналогов медицинских отходов; на установке мощностью 1 МВт переработано более 100 тонн смесей подовой и летучей золы, образующейся на заводах мусоросжигания.

ПЕРЕЧЕНЬ ПРОЕКТОВ ПО ПЛАЗМОТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ ОТХОДОВ

В ИТПМ СО РАН освоен ряд плазмотронов различной мощности. Имеется опыт изготовления плазмотронов на кислороде, а также разработки и изготовления плазмохимических и плазмотермических установок; проведены опытные работы по плазмотермической газификации различного углеводородного сырья.

1. ПЛАЗМОТЕРМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПЛАСТМАСС (Тэджон, Ю.Корея)

Назначение установки: утилизация отходов пластмасс путем паро-плазменной газификации. Получаемые продукты: синтез-газ с составом Н2/СО = 2/1, пригодный для получения синтетического жидкого топлива либо для использования в энергетике.

Параметры установки:

Мощность пароводяного плазмотрона, кВт до 150
Расход полиэтилена, тонн/день до 0,6

 

 

2. ПЛАЗМОТЕРМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ АВТОМОБИЛЬНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ (Чинчон, Ю.Корея)

Назначение установки: переработка отработанных катализаторов и лома электронных приборов с извлечением драгоценных и цветных металлов. Получаемые продукты: концентраты драгоценных и цветных металлов; химически инертный остеклованный шлак пригодный для применения в дорожных и строительных работах.

Параметры установки:

Мощность плазмотрона, кВт до 350
Расход катализаторов, тонн/день до 4

 

 

3. ПЛАЗМОТЕРМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛОПЛАСТИКОВЫХ ОТХОДОВ (Йосу, Ю.Корея)

Назначение установки: Утилизация не разделяемых (не сепарируемых) металло-пластиковых отходов; сжигание горючей части отходов; отделение цветных металлов. Получаемые продукты: концентраты цветных металлов, химически инертный остеклованный шлак пригодный для применения в дорожных и строительных работах.

Параметры установки:

Мощность плазмотрона, кВт до 300
Расход металлопластиковых отходов, тонн/день до 2.5

 

4. ПЛАВИЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛЫ МУСОРОСЖИГАТЕЛЬНОГО ЗАВОДА

(Кириенг, Ю.Корея)

Назначение установки: утилизация золы мусоросжигательного завода; разложение диоксинов, сжигание коксового остатка золы, перевод тяжелых металлов в химически инертный вид. Получаемые продукты: химически инертный, остеклованный шлак пригодный для применения в дорожных и строительных работах.

Параметры установки: 

Мощность плазмотрона, кВт до 300
Производительность мусоросжигательного завода, тонн/день до 30

 

 

5. ПЛАЗМОТЕРМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ ПЛАСТМАСС (Дженджу, Ю.Корея)

Назначение установки: утилизация отходов термореактивных пластмасс путем паро-плазменной газификации. Получаемые продукты: синтез-газ пригодный для использования в энергетике или химической промышленности.

Параметры установки:

Мощность плазмотрона, кВт до 150
Расход термореактивных пластмасс, кг/ч до 80

 

6. ПЛАЗМОТЕРМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ СТРОИТЕЛЬНЫХ АСБЕСТСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ (Ю.Корея)

Назначение установки: нейтрализация канцерогенных свойств асбеста; компактирование отходов; отделение металлов. Получаемые продукты: химически инертный, остеклованный шлак пригодный для применения в дорожных и строительных работах; металлы.

Параметры установки:

Мощность плазмотрона, кВт до 1000
Расход строительных асбестсодержащих отходов, тонн/день до 30

 

Коммерческие предложения:

  • инвестиционный договор для коммерциализации разработок;
  • совместная коммерциализация;
  • лицензионное соглашение.

Разработка запатентована в России

Заведующий лабораторией, д. ф.-м.н. Ковалев Олег Борисович тел.: (383) 330-42-73, e-mail: [email protected]

Переработка мусора (ТБО) – инвестиции в будущее

Переработка твердых бытовых отходов сегодня является одной из самых острых и злободневных тем экологии.

Потребление человечеством продуктов с каждым годом только повышается, соответственно, растут и темпы производства. А рост производства, что вполне логично, сопровождается и количеством производимых отходов. Как показывает экологический мониторинг последних лет, сегодня уровень загрязнённости российских городов резко увеличился. И далеко не последнюю роль в этом играем мы сами.

Сегодня мусор, который заполнил лесные массивы, берега водоёмов и пустыри уже у большинства из нас не вызывает недоумения и, более того, успел стать для большинства из нас обычной нормой жизни. Люди уже не возмущаются тому, что на обочинах дорог годами лежат изделия из полиэтилена. Однако, это просто ужасно, поскольку сегодня ученые подтвердили тот факт, что для распада всего одной пластиковой бутылки необходимо несколько сотен лет.

И если мы прямо сейчас не займемся вопросами утилизации мусора, то мы рискуем оставить своим потомкам после себя одну гигантскую свалку. Более того, загрязнение окружающей среды твердыми бытовыми отходами способно привести к экологической катастрофе, поскольку из-за мусора популяции многих видов животных сегодня поставлены под угрозу исчезновения.

Еще с советских времен мы привыкли, что утилизация мусора должна осуществляться путем его вывоза на огромные полигоны. На этих полигонах мусор просто складировался и лежал. И вполне естественно, что это привело к тому, что сегодня свалки забиты мусором. Само собой, ни к чему хорошему это привести не могло.

Самое ужасное здесь то, что и сегодня во многих городах России никто не собирается заниматься проблемой утилизации мусора. А между тем, это является одним из наиболее прибыльных видов коммерческой деятельности в мире. Всего один завод по полной переработке ТБО способен стать для своего владельца источником стабильного дохода, поскольку продукты, получаемые в результате переработки мусора, сегодня пользуются огромным спросом, ну а сырья для переработки, благодаря бездумной деятельности людей, сегодня накопилось в избытке. Итак, рассмотрим, какие способы переработки мусора сегодня являются наиболее актуальными.

В настоящее время в мировой практике успешно реализовано более десятка различных технологий переработки твердых бытовых отходов (ТБО). Наибольшее распространение среди них получили термические способы, к которым относится:

  • Сжигание на полигонах
  • Низкотемпературный пиролиз
  • Плазменная переработка мусора

Сжигание мусора на полигонах является самым старым, и в то же время неэффективным способом утилизации мусора. Данный способ помогает существенно сократить объемы отходов, однако он является достаточно вредным с экологической точки зрения, поскольку все вредные вещества, содержащиеся в мусоре, при сжигании попадают в атмосферу. Кроме того, как мы уже говорили ранее, мусор является источником многих полезных веществ, поэтому довольно глупо сжигать то, из его можно получать деньги. Именно по этой причине сжигание является весьма непопулярным способом утилизации ТБО.

При низкотемпературном пиролизе выброс вредных веществ в атмосферу сводится к нолю, поэтому данный способ является довольно перспективным. Кроме того, при низкотемпературном пиролизе образуется и достаточно большое количество теплоты, которую можно использовать для получения тепловой и электрической энергии. Помимо этого, если осуществлять по данной технологии переработку отсортированного мусора, то из него можно получить довольно много полезных веществ. Таким образом, переработка мусора методом низкотемпературного пиролиза является достаточно выгодной с экономической точки зрения.

Высокотемпературный пиролиз ТБО является самым перспективным из всех методов термической переработки мусора, поскольку при данном способе не предъявляется каких-то жестких требований к исходному сырью, а значит, утилизироваться может и несортированный мусор. При данном способе образуется синтез-газ, который может быть использован для получения тепловой энергии и электричества. Также при данном процессе образуется совершенно безопасная вторичная продукция, используемая для изготовления керамической плитки и иных строительных материалов.

Еще одним достаточно перспективным способом утилизации ТБО является засыпка полигона ТБО для получения свалочного газа. При данном способе утилизации мусор оказывается засыпанным слоем земли, где происходит его разложение, сопровождаемое выделением газа, содержащего метан. Данный газ, получивший название свалочного газа, после его очистки может применяться как обычный природный газ, поэтому данный способ является довольно выгодным с экономической точки зрения. Однако стоит помнить, что для такого способа подойдет не любой полигон, а только сконструированный специально для этих целей.

И наконец, еще одним способом переработки мусора является его компостирование. Данный способ применим только к отходам органического происхождения (пищевые отходы, растительность, бумага и так далее). Переработка ТБО методом компостирования позволяет получить из отходов компост, являющийся ценным удобрением, использующимся в сельском хозяйстве. Однако такой способ утилизации отходов достаточно редко используется на заводах по переработке ТБО, поскольку данная технология куда больше подходит для применения в частных жилых домах.

Как вы можете убедиться, современные заводы по переработке ТБО способны быть весьма рентабельными, поскольку они способны производить ценное и востребованное сырье, топливо и энергию из обычного мусора, попутно решая актуальную проблему экологии.

IDEM: Управление отходами: твердые промышленные отходы

  • Управление отходами
  • Твердые отходы
  • Текущий: Промышленные твердые отходы

Твердые промышленные отходы включают отходы промышленных процессов и отходы контроля за загрязнением, которые образуются в результате производственных или промышленных процессов и не регулируются правилами обращения с опасными отходами в 329 IAC 3. 1 [PDF].

  • Отходы промышленных процессов включают, но не ограничиваются, отходы, образующиеся в электроэнергетике; химические заводы; сталелитейные заводы; литейные цеха; производители пластика и смолы; целлюлозно-бумажная промышленность; переработка и переработка нефти и газа, но не разведка и добыча; и другие процессы, выявленные в 329МАК 10-2-95 [PDF]. Отходы литейного производства включают песок, шлак, шлам, отходы керна и пылевую мелочь. Отходы электроэнергетики, известные как остатки сжигания угля или угольная зола, включают летучую золу, зольный остаток, котельный шлак и побочные продукты десульфурации дымовых газов.
  • Отходы контроля загрязнения включают жидкие, твердые, полутвердые или газообразные отходы, которые образуются при удалении загрязняющих веществ из воздуха (например, пыль из мешочных фильтров), воды (например, осадок очистки сточных вод) или земли (например, отходы очистки от химических разливов) . Отходы контроля загрязнения определены в 329МАК 10-2-137 [PDF].

Твердые промышленные отходы часто размещаются на разрешенных государством полигонах с ограниченным доступом, которые представляют собой полигоны для захоронения твердых отходов, спроектированные и эксплуатируемые для размещения определенных видов отходов, как указано в 329 IAC 10-9-4 [PDF]. Твердые промышленные отходы также могут размещаться на разрешенных полигонах твердых бытовых и небытовых отходов. Перечень разрешенных объектов IDEM по обращению с твердыми отходами включает эти типы разрешенных объектов.

Нормативные требования к твердым промышленным отходам

Производители твердых промышленных отходов, которые намерены утилизировать твердые промышленные отходы на полигоне ограниченного обращения с отходами, должны взять пробы и проанализировать свои отходы, чтобы определить уровни химической концентрации и определить, не являются ли их отходы опасными отходами. Если отходы определены как неопасные, они должны получить классификацию отходов от IDEM, чтобы определить, могут ли отходы быть утилизированы на полигоне с ограниченным доступом, за исключением случаев, когда отходы утилизируются на разрешенной государством муниципальной или не муниципальной свалке твердых отходов. . Отходы должны быть охарактеризованы в месте образования каждого потока отходов для определения типа классификации отходов до их размещения на полигоне с ограниченным доступом. Как результаты лабораторных аналитических испытаний, так и знания производителя об отходах используются для обеспечения того, чтобы они не были опасными, и для получения типа классификации отходов. В зависимости от концентрации химических компонентов IDEM классифицирует отходы как Тип I, Тип II, Тип III или Тип IV.

Руководство IDEM по классификации отходов для ежеквартальных отчетов предприятий по обращению с твердыми отходами [PDF] и Руководство по классификации отходов литейного производства [PDF] содержат информацию о типах твердых отходов и рекомендации по классификации отходов.

Критерии ограниченного размещения отходов указаны в 329 IAC 10-9-4. IDEM регулирует утилизацию CCR на ограниченных свалках и поверхностных водоемах в соответствии с правилами 329 IAC 10 [PDF]. Правила включают федеральные правила утилизации CCR в 40 CFR 257, подраздел D для поверхностных водохранилищ. Конкретные требования для CCR описаны на странице «Остатки сгорания угля».

Производители также могут перерабатывать свои отходы на месте или отправлять за пределы площадки на разрешенный объект по переработке твердых отходов для дальнейшей обработки (например, для отверждения или консолидации отходов перед удалением). Производители должны связаться с разрешенным предприятием, чтобы определить, могут ли они принять отходы.

Для получения помощи

Пожалуйста, свяжитесь с персоналом отдела по соблюдению требований к промышленным отходам, чтобы получить помощь в отношении правил обращения с твердыми промышленными отходами или по вопросам, касающимся соблюдения требований.

Ресурсы
  • Информационные бюллетени IDEM (доступны на странице информационных бюллетеней IDEM)
    • Остатки после сжигания угля (угольная зола)
    • Литейный песок и другие твердые отходы в качестве структурного наполнителя
  • IDEM Non Политики правил (доступны на сайте IDEM Nonrule
    • Хранение формовочных песков типа III до законного использования (отходы-0027) Поправка к почве (Отходы-0040)

IDEM: Управление отходами: Предприятия по переработке твердых отходов

Предприятие по переработке твердых отходов — это операция, которая изменяет химические, физические или биологические свойства твердых отходов, чтобы облегчить их удаление, восстановление ресурсов или переносить ТБО, исключая транспортировку ТБО. В IC 13-11-2-212 штата Индиана определено несколько конкретных типов перерабатывающих предприятий, но все они получают отходы за пределами площадки и тем или иным образом обрабатывают их перед отправкой результатов. Эти объекты должны получить разрешение и представлять ежеквартальные отчеты для того, чтобы работать. Правила предприятия по переработке твердых бытовых отходов на 329IAC 11. Перерабатывающие предприятия, которые могут выбрасывать загрязнители воздуха в определенных количествах, также могут быть обязаны получить разрешение на использование воздуха от Управления качества воздуха IDEM.

  • Разрешение на обращение с твердыми отходами, процесс регистрации и утверждения: шаги, связанные с процессом получения разрешения и требования к публичному уведомлению.

Предприятие по переработке твердых бытовых отходов определено правилом и включает перегрузочные станции.

Станции перегрузки твердых отходов

Объекты, на которых твердые отходы перегружаются из транспортного средства или контейнера в другое транспортное средство или контейнер для целей транспортировки. Пакетирование или измельчение в целях транспортировки может происходить на перегрузочной станции. Станция передачи определена в IC 13-11-2-235, 329.IAC 11-2-47, а также информационный бюллетень для получения дополнительной информации.

Установки для сжигания твердых отходов

Установки для сжигания отходов представляют собой специальное оборудование, предназначенное для сжигания твердых отходов при контроле температуры, времени пребывания, воздуха и других факторов горения. В Индиане мусоросжигательные заводы классифицируются и регулируются как мусоросжигательные заводы твердых отходов, мусоросжигательные заводы инфекционных отходов или мусоросжигательные заводы опасных отходов. Несмотря на то, что мусоросжигательные заводы для твердых и инфекционных отходов разрешены и регулируются в рамках категории предприятий по переработке твердых отходов, они считаются установками для окончательного захоронения для целей планирования и сбора платы за утилизацию, как это видно из законодательной формулировки.

Установки по переработке медицинских или инфекционных отходов

Переработчики инфекционных отходов эффективно обрабатывают инфекционные отходы, чтобы их можно было безопасно утилизировать. Эффективная обработка инфекционных отходов определена в IC 16-41-16-3 и происходит, когда патогенные качества инфекционных отходов снижаются до точки, при которой с отходами можно безопасно обращаться. Эффективные методы лечения включают сжигание, стерилизацию паром, химическую дезинфекцию, термическую инактивацию или облучение.

Измельчители твердых отходов и системы измельчения мусора

Измельчитель или система измельчения мусора измельчает отходы до меньшего размера, чтобы сделать их пригодными для дальнейшей обработки, переработки или утилизации.

Установки для отверждения твердых отходов

Установки для отверждения объединяют влажные/жидкие отходы с материалами или другими отходами для того, чтобы отходы прошли тест на красочный фильтр (жидкость) и были пригодны для захоронения. Размещение объектов по отверждению твердых бытовых отходов на действующих разрешенных полигонах допускается на основании разрешения на размещение полигона.

Пресс-подборщики для твердых отходов

Пресс-подборщик прессует твердые отходы в компактные тюки, которые легко обрабатывать, хранить и транспортировать. Утилизация прессованных тюков отходов экономит воздушное пространство на свалках.

Системы восстановления ресурсов

Система восстановления ресурсов перерабатывает твердые отходы в коммерчески ценные материалы или энергию. Установка по переработке отходов в энергию рассматривается как установка для окончательного захоронения для целей планирования и сбора платы за утилизацию.

Плазменная дуга и другие установки для термической обработки

Плазменно-дуговая обработка включает помещение отходов в закрытую камеру и введение высокоэнергетической электрической дуги, которая производит сильное тепло и расщепляет молекулы твердых отходов на их элементарные атомы.