ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Трубопроводный транспорт для перемещения Отходов

На крупных промышленных предприятиях довольно часто от­ходы перемещаются с помощью трубопроводного транспорта.

Транспортирование жидких, газообразных или твердых матери­алов по трубопроводам отличается следующими преимуществами:

* отсутствием потерь при транспортировке отходов;

* отсутствием выделения токсичных веществ;

' Здесь не рассматриваются проблемы контроля за транспортировкой отходов, которая носит не технический, а скорее социально-экономический характер. Тем не менее эта проблема стоит достаточно остро перед региональными органами власти, так как вследствие недостаточной экологической культуры и безответственности очень часто транспортники, стремясь снизить себестоимость перевозок, сбрасывают отходы вне полигонов или мест их утилизации, нанося тем самым колоссальный ущерб окружающей среде. На наш взгляд, совершенно необходимо жесткое регули­рование транспортировки отходов путем лицензирования и контроля фирм, занятых этой деятельностью.

* низкими капитальными затратами;

* низкими эксплуатационными затратами;

* возможностью пространственного размещения транспорт­ных сетей;

* возможностью автоматизации процесса транспортировки отходов.

Трубопроводный транспорт за пределами предприятий для транспортирования твердых отходов применяется редко, так как неконкурентен с другими видами транспорта. Перемещение раз­личных сыпучих материалов и твердых тел по трубопроводам осу­ществляется потоками жидкости или газа за счет передачи им энергии несущей среды. В качестве жидкой несущей среды, как правило, используют воду, а в качестве газообразной - воздух. Бо­лее 30% общего количества перемещаемых на предприятиях сыпу­чих материалов транспортируется таким способом; при этом обес­печивается непрерывная подача материалов на значительные рас­стояния по сложной пространственной схеме. Трудоемкие вспомо­гательные процессы при таком перемещении отходов механизиро­ваны. Часто транспортирование экономически целесообразно соче­тать с технологическими операциями (затвердеванием, грануля­цией, выщелачиванием, увлажнением, сушкой, сорбцией и др.).

Установки гидротранспорта состоят из следующих систем: уст­ройства для ввода в транспортирующий поток сыпучих материалов или твердых тел, трубопровода с арматурой или желоба, устройст­ва для отделения твердых частиц от несущей среды. Основные эле­менты этих систем (а также систем наружной канализации) - ас - бестоцементные, бетонные, железобетонные, пластмассовые, чу­гунные, стальные, стеклянные или керамические трубы и каналы. Материал для изготовления труб выбирают исходя из свойств транспортируемой среды и условий ее перемещения с учетом спе­цифики укладки трубопровода (например, в грунте). При выборе элементов трубопроводного транспорта особое внимание уделяют гидравлическому сопротивлению трубопровода при заданной про­пускной способности. Выбор толщины стенки канализационных труб определяется прочностью конструкционных материалов.

Формы сечений труб и каналов (особенно для сетей наружной канализации сточных вод и транспортирования газов) весьма раз­нообразны, что обусловлено содержанием взвешенных веществ в газовом или жидкостном потоке, а также видом конструкционного материала, способами термоизоляции и защиты от коррозии. Ос­новные детали (прямые участки, отводы, тройники, крестовины и др.) газопроводов, вентиляционных систем, а также запорные уст­ройства к ним нормализованы. Способы соединения труб зависят от материалов, из которых они изготовлены. Соединения стальных труб могут быть сварными, фланцевыми, клеевыми и резьбовыми; они могут быть фасонными - в виде колен, отводов, угольников, тройников, крестов. Тонкостенные металлические вентиляционные трубы могут иметь фальцевые соединения.

При выборе трубопроводной арматуры руководствуются услов­ным давлением Ру и условным диаметром Dy (номинальный диа­метр отверстий для прохода среды). Любые детали трубопроводов и арматуры с одним и тем же условным диаметром Dy при одном и том же значении Ру имеют одинаковые присоединительные размеры.

Для регулирования расхода жидких и газовых сред используют различные виды запорной арматуры: краны, вентили и задвижки. Краны применяют для жидкостей со взвешенными веществами и кристаллами. Они быстро открываются и закрываются, но мало­пригодны для регулирования объема подачи отходов. Вентили не­пригодны для загрязненных жидкостей, но их целесообразно ис­пользовать для регулирования расхода потока. Задвижки устанав­ливают на трубопроводах больших диаметров, их гидравлическое сопротивление невелико, ими также удобно регулировать поток. Однако задвижки дороги, имеют большую высоту и малопригодны для транспортирования жидкостей со взвешенными частицами. Вместо задвижек для регулирования перемещения сточных вод, со­держащих твердые частицы, следует применять поворотные диско­вые затворы с уплотнением резиновым кольцом. Установки гидро­транспорта делятся на самотечные (безнапорные), с естественным напором и с искусственно создаваемым напором. Основными транспортирующими машинами являются насосы, компрессоры, га­зодувки (вентиляторы).

На установках гидротранспорта материалы перемещаются по желобам или трубам. В первом случае движение пульпы (смеси дисперсных материалов с водой) происходит самотеком по наклон­ному желобу; движение пульпы в трубах также может происхо­дить самотеком или под напором, создаваемым насосом. Основным механическим оборудованием гидротранспортных установок явля­ются загрузочные устройства и насосы. Для загрузки отходов в транспортирующий водный поток используются камерные и беска­мерные питатели. Первые работают периодически, и для обеспече­ния непрерывности потока устанавливают два камерных питателя. Бескамерные питатели осуществляют непрерывную подачу мате­риала в поток, но расходуют больше энергии и имеют меньшую долговечность.

Для перемещения пульпы используют главным образом цент­робежные насосы; неабразивные мелкодисперсные грузы можно транспортировать с помощью поршневых насосов, способных созда­вать более высокие давления пульпы. Однако повышенный износ и пульсирующее давление, которое они создают, делают их исполь­зование неэффективным. Важными особенностями насосов для гид­ротранспорта пульпы являются их способность перемещать круп­ные куски материалов (до 100 мм) и большая износостойкость де-
талей (для их изготовления применяют специальные материалы и технологии).

Для транспортирования сточных вод к очистным сооружениям, если они не поступают самотеком, используют центробежные насо­сы марок Ф, ФВ, ФГ, НФ, НФВ (Н - насос, Ф - фекальный, В - вертикальный, Г - горизонтальный). В системах гидротранспорта применяют также насосы марок НП, КНП, КНШ, Гр, Р и др. (П - песковый, К - кислотный, Ш - шламовый, Гр - грунтовый, Р - ус­ловное обозначение землесосов).

Наибольший расход и давление пульпы обеспечивают грунто­вые насосы: расход может достигать 7000 м3/ч, а давление 0,71 МПа. Для создания более высокого давления с помощью центро­бежных насосов используют двухступенчатые установки.

По назначению различают мобильные и стационарные установ­ки. Длина стационарных установок с магистральным трубопрово­дом иногда достигает нескольких десятков километров (обычно же не более 2 - 2,5 км).

На рис. 5.1 представлена общая схема гидротранспорта.

С помощью гидротранспорта отходы часто "намывают" на от­крытые отвалы, склады, пруды. Иногда на выгрузке устанавливают отстойное оборудование для разде­ления гидросмеси. Воду после раз­деления гидросмеси используют в замкнутом цикле.

Пневмотранспорт грузов по трубопроводу осуществляется за счет разности давлений, создавае­мой нагнетательными или вакуум­ными насосами. В установках вса­сывающего типа (рис. 5.2) грузы перемещаются в среде разреженно­го воздуха, а разрежение создается вакуум-насосом и вентилятором. В нагнетательных системах (рис. 5.3) перемещение груза происходит в среде сжатого воздуха; для созда - I - магистральный трубопровод для ния перепада давления в них ис - транспортирования; 2 - центробежный пользуют компрессоры, ВОЗДухО - Насос; 3 - открытый желоб; 4 - ка - вентиляторы,

Мерное загрузочное устройство; 5 - J _ '

Листовая задвижка; 6 - шнек-питатель Для перемещения крупных ку­сков грузов на большие расстояния используются нагнетательные установки, а всасывающие системы предназначены для транспортировки мелкодисперсных легкосыпу-

Чих грузов. Производительность пневмотранс­порта может достигать 100 т/ч и более, а рас­стояние, на которое перемещается груз с по­мощью пневмотранспорта, 2 км и более.

Основное оборудование систем пневмотранспорта включает трубопроводы, арматуру, воздуходувные машины, питатели, вса­сывающие насадки и сопла, отделители груза от несущей среды, фильтры. Для создания давления воздуха используют центробеж­ные и поршневые машины.

Воздуходувные машины характеризуются степенью сжатия воз­духа, расходом воздуха, мощностью, аэродинамической характери­стикой. К ним относятся вентиляторы и турбокомпрессоры. Венти­ляторы имеют одну ступень сжатия воздуха и развивают давление до 10 кПа, турбокомпрессоры создают давление от 10 до 300 кПа за счет многоступенчатого сжатия воздуха. Для создания неболь­шого избыточного давления или вакуума обычно применяют водо- кольцевые вакуум-насосы.

Недостатки гидро - и пневмотранспорта: значительный расход энергии, а также воды, воздуха; появление в ряде случаев вредных примесей в сточной воде и воздухе, выбрасываемом в атмосферу; абразивный и коррозионный износ труб, насосов, вентиляторов, гидроэлеваторов при транспортировке грузов. Затраты энергии при использовании пневмотранспорта в 10 - 15 раз превышают затраты на механическое транспортирование. Удельный расход воды для гидротранспортирования золы составляет 8 м /т, пиритного огарка 7 м /т, шлама содовых заводов 8 м /т. Например, на схеме, пока­занной на рис. 5.3, одной массовой единицей воздуха транспорти­
руется 11,0 - 24,5 массовых единиц пиритного огарка, 20 - кост­ной муки, 12 - угольной пыли и т. д.

Полный расчет гидро - и пневмотранспорта достаточно сложен, основан, как правило, на эмпирических формулах. На практике используют простые методы приближенного расчета с использова­нием имеющихся в специальной литературе справочных данных.