ПРОЦЕССЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Механическая переработка твердых отходов

Утилизация твердых отходов приводит к необходимости либо их разделения на компоненты с последующей переработкой сепарированных материалов различными методами, либо придания им определенного вида.

Для тех промышленных отходов, утилизация которых не связана с необходимостью проведения фазовых превращений или воздействия хи­мических реагентов, но которые не могут быть использованы непосредст­венно, применяются два вида механической обработки: измельчение или компактирование (прессование). Это в равной степени относится к отхо­дам как органического, так и неорганического происхождения.

После измельчения, за которым может следовать фракционирование, отходы превращаются в продукты, готовые для дальнейшего использова­ния. Твердый материал можно разрушить и измельчить до частиц желае­мого размера раздавливанием, раскалыванием, разламыванием, резанием, распиливанием, истиранием и различными комбинациями этих способов.

По размеру кусков исходного сырья и конечного продукта измельче­ние условно делят на несколько классов, исходя из которых выбирают из­мельчающее оборудование. Приблизительная характеристика принятой классификации измельчения приведена в табл. 9.1.

Один из недостатков, возникающих при измельчении вязких, упру­гих и вязкоупругих материалов (резина, некоторые виды термопластов и др.), заключается в том, что при комнатной температуре энергозатраты на их переработку очень велики, хотя непосредственно на измельчение рас­ходуется не более 1 % энергии, основная же ее часть преобразуется в теп­лоту. Поэтому в последние 15.20 лет все большее применение находит техника криогенного измельчения, которая позволяет охлаждать материал ниже температуры хрупкости. Как правило, в качестве охлаждающего агента используют жидкий азот, имеющий температуру - 196°С, что ниже температуры хрупкости большинства полимерных материалов. При таком способе дробления резко возрастает степень измельчения, повышается производительность процесса, снижаются удельные энергозатраты, пре­дотвращается окисление продукта.

Таблица 9.1

Классификация методов измельчения

Класс измельчения

Размер кусков до

Размер кусков

Измельчения, мм

После измельчения, мм

Дробление

Крупное

1000

250

Среднее

250

20

Мелкое

20

1.5

Помол

Грубый

1.5

0,1.0,04

Средний

0,1.0,04

0,005.0,015

Тонкий

0,1.0,02

0,001.0,005

Коллоидный

< 0,1

< 0,001

Дробление. Интенсивность и эффективность химических диффузи­онных и биохимических процессов возрастает с уменьшением размеров кусков (зерен) перерабатываемых материалов. Метод дробления использу­ется для получения из крупных кусков перерабатываемых материалов про­дуктов крупностью до 5 мм. В качестве основных технологических показа­телей дробления рассматривают степень и энергоемкость дробления.

Измельчение. Метод измельчения используют для получения из кус­ковых отходов зерновых и мелкодисперсных фракций крупностью менее 5 мм. При переработке твердых отходов используют агрегаты грубого и тон­кого измельчения: стержневые, шаровые и ножевые мельницы, дезинте­граторы, дисковые и кольцевые мельницы, бегуны. В качестве несущей среды при сухом измельчении чаще всего применяют воздух, реже дымо­вые или инертные газы, а при мокром - воду. Измельчение отходов пласт­масс и резиновых технических изделий проводят при низких температурах (криогенное измельчение).

Работа A, затраченная при дроблении или измельчении на разруше­ние исходного материала прямо пропорциональна вновь образованной по­верхности F:

A = kiAF, (9.1)

Где k1 - коэффициент пропорциональности; AF - приращение поверхно­сти.

Степень дробления i выражает отношение размеров кусков подле­жащего дроблению dn и кусков раздробленного материала dR:

I = dj dK. (9.2)

Работа внутренних сил упругости при отсутствии потерь равна рабо­те внешних сил, вызвавших упругую деформацию тела:

A = a2'V/(2 E), (9.3)

Где a - напряжение, возникающее при деформации; V - Объем деформи­рованного тела; E - модуль упругости (модуль Юнга).

Работа измельчения одного куска размером D равна

A = k2D\ (9.4)

Где k2 - коэффициент пропорциональности.

В обобщенном виде работа, затрачиваемая на деформацию разру­шаемых кусков и образование новых поверхностей, равна

A = yAV + aAF, (9.5)

где у, а - коэффициенты пропорциональности; A V - деформированный объем; AF - вновь образованная поверхность.

В чистом виде работа при дроблении пропорциональна среднегео­метрическому между объемом V и вновь обнаженной (образованной) по­верхностью S:

A = h(VS), (9.6)

Где кБ - коэффициент Бонда.

Классификация и сортировка (сепарация) отходов. В ряде случаев переработка измельченных отходов должна сопровождаться их разделени­ем на фракции по крупности.

Для разделения кусковых и сыпучих материалов применяют различ­ные способы:

- просеивание или грохочение;

- разделение под действием гравитационно-инерционных сил;

- разделение под действием гравитационно-центробежных сил.

Грохочение представляет собой процесс разделения на классы по

Крупности различных по размерам кусков (зерен) материала при его пере­мещении на ячеистых поверхностях (колосниковых решетках, решетах, проволочных сетках, щелевидных ситах).

Основным показателем грохочения является его эффективность Е, определяемая отношением количества подрешетного продукта к его об­щему количеству в исходном материале (в %):

Е = 10 (а - и)/а(100 - и), (9.7)

Где а и и - содержание нижнего класса в исходном материале и надре - шетном продукте, %.

Для разделения твердых материалов в виде пульп используются классификаторы грубой и тонкой классификации.

Полноту разделения при классификации характеризуют коэффици­ентом разделения:

Ке = в - и, (9.8)

Где в и и - содержание данного класса в сливе и песках, %.

При гравитационном и центробежном способах разделение измель­ченных продуктов на классы или выделение целевого продукта осуществ­ляется методом раздельного высаживания частиц из несущей среды под действием гравитационно-инерционных или гравитационно-центробежных сил.

Разделение сыпучих материалов под действием гравитационно - инерционных сил производится в газовых осадителях и гидравлических классификаторах, а под действием гравитационно-центробежных сил - в сепараторах циклонного типа, с вращающимися лопастями и т. п.

В том случае, если отходы могут содержать металлические включе­ния, их обычно пропускают через магнитный сепаратор (например, с движущейся лентой). В магнитном поле, создаваемом с помощью электро­магнитов, происходит отделение магнитных металлов от органической части отходов.

Окускование отходов. Наряду с методами уменьшения размеров кусковых материалов и их разделения на классы крупности в рекупераци - онной технологии твердых отходов распространены методы, связанные с укрупнением мелкодисперсных частиц, использующие приемы гранулиро­вания, таблетирования, брикетирования и высокотемпературной агломера­ции.

Гранулирование - процесс формирования агрегатов шарообразной или цилиндрической формы из порошков, паст, расплавов или растворов перерабатываемых материалов. Эти процессы основаны на различных приемах обработки материалов: окатывание, прессование порошков в дис­персных потоках, гранулирование расплавов. Способность гранулируемых материалов к уплотнению и формированию характеризуют значениями ко­эффициентов их гранулируемости:

K1 = (у/у0)Рпл; K2 = а/Рпл, (9.9)

Где у и у0 - текущая и исходная плотность гранулируемого материала т/м3; о - предел прочности гранул при сжатии, Па; Рпл - давление уплотне­ния, Па.

Величины K1 и K2 позволяют обоснованно рекомендовать метод гра­нулирования для данного материала: чем больше значения K1 и K2 , тем меньшими усилиями обеспечивается заданная степень уплотнения мате­риала.

Брикетирование - подготовительные и самостоятельные операции в практике утилизации твердых отходов. Брикетирование дисперсных мате­риалов проводят без связующего при давлениях прессования >80 МПа и с добавками связующих при давлении < 15.25 МПа. На процесс брикети­рования дисперсных материалов существенное влияние оказывают состав, влажность и крупность материала, температура, удельное давление и про­должительность прессования. Необходимое удельное давление прессова­ния обычно находится в обратной зависимости от влажности материала.

Прессование при высоких давлениях - один из способов улучшения условий эксплуатации полигонов (свалок). Уплотненные отходы дают меньшее количество фильтрата и газовых выбросов, при этом снижается вероятность возникновения пожаров, эффективнее используется земельная площадь полигона.

ПРОЦЕССЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Классификация промышленных отходов

Классификация промышленных отходов (ПО), образующихся в ре­зультате производственной деятельности человека, необходима как сред­ство установления определенных связей между ними с целью определения оптимальных путей использования или обезвреживания отходов. Обобщение и анализ …

Схемы абсорбционных процессов

В практике абсорбции используются несколько принципиальных схем проведения процесса. Наиболее широко применяются прямоточная (рис. 4.7,а) и противоточная (рис. 4.7,б) схемы. Абсорбция G X Z, X н G Y Xк Б) …

Биохимические процессы защиты окружающей среды

Биохимические методы применяют для очистки хозяйственно - бытовых и промышленных сточных вод от многих растворенных органи­ческих и некоторых неорганических (сероводорода, сульфидов, аммиака, нитритов) веществ. Процесс очистки основан на способности микроорга­низмов …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.