Утилизация и вторичная переработка пластмасс
Термическая утилизация упаковочных отходов без предварительной сортировки
1. Слоевое сжигание неподготовленных отходов. Осуществляется на мусоросжигательных заводах. В Москве их 5 (с доступом О2). Мусоросжигание приводит к выбросам в атмосферу вредных веществ: дымовые газы, летучие золы, шлак. Наиболее вредными компонентами дымовых газов являются диоксины (период полураспада – 25 лет), А ПДК не должна превышать 10-9 доли мг/кг чел-ка. Диоксин – газ, который входит в состав группы соединений, относящихся к классу, который образует парниковый эффект. Кроме диоксинов к этому классу относятся: HCl, HF, фураны. В состав дымовых газов т. ж. входят окислы S, N2, тяжелые, СО2.
Летучая зола представляет собой минеральные компоненты и несгоревшие органические соединения, стандартное содержание золы 2-5 г/м3 сгорания отходов. Но это количество может быть увеличено с увеличением содержания бумаги, картона, древесины в отходах.
Т. к. ТБО представляют собой многокомпонентную смесь (бумага, картон, текстиль, синтетические полимеры, дерево, металл и стекло), все эти компоненты имеют разную tпл от 100 до 1000ºС и выше, то устанавливают принцип сжигания, основанный на grad температуры. В зоне загрузки Т обычно 70ºС, по мере продвижения отходов Т увеличивается, при этом некоторые компоненты начинают плавиться и гореть, они уменьшаются в объеме, что позволяет подавать новый объем отходов. В зоне выгрузки Т=1200ºС (огневая зона), в которой осуществляется окончательное сжигание трудноплавких компонентов (металл и стекло). Установки такого типа позволяют выгружать шлак непрерывно или периодически. В первом случае сложность заключается в охлаждении шлака, а во втором – в полной остановке мусоросжигательной установки.
Очистка дымовых газов осуществляется по двухступенчатой схеме: вначале в абсорбере известковым молоком нейтрализуют серосодержащие и галогенсодержащие газы; затем улавливание диоксинов, фуранов и тяжелых металлов в установке, содержащей активированный уголь и тефлоновое покрытие (рукавные фильтры). Преимущества: сокращение отходов и уменьшение территории для захоронения. Недостатки: 1 - потеря ценных компонентов; 2 – выбросы в атмосферу и почву; 3 – дорогостоящие установки; 4 – быстрый износ установок, в том числе и очистных. Преимущества: сокращение отходов и уменьшение территории для захоронения. Недостатки: 1 - потеря ценных компонентов; 2 – выбросы в атмосферу и почву; 3 – дорогостоящие установки; 4 – быстрый износ установок, в том числе и очистных.
2. Пиролиз отходов – термическое разложение без доступа О2 с образованием пиролизных газов и твердого углеродного остатка, называемого коксозольным. Пиролизные установки делятся по Т-ым режимам: 1 – низкотемпературные до 500ºС. Здесь образуется min кол-во газов и max кол-во тв. остатка; 2 – среднетемпературные до 800ºС; 3 – высокотемпературные выше 800ºС. Max кол-во газов и min кол-во твердого остатка.
Пиролизные газы подвергаются дальнейшей переработке, т. е. окисляются в камере дожига при Т=1100ºС. Для полноты сгорания вводят дополнительные условия: избыток окисления; интенсивное перемешивание пиролизных газов с окислителем; высокая Т горения свыше 1200ºС – этот метод используют только в том случае, если состав вредных компонентов после камеры дожига остается в избыточном соотношении.
При выборе способа сжигания и камеры дожига пиролизных газов необходимо осуществлять постоянный автоматический контроль дымовых газов. Устройства очистки дымовых газов такие же, как при сжигании, однако, их износ меньше чем при сжигании, их реже нужно очищать.
Сущ-ет процесс каталитического пиролиза. Он основан на термическом разложении отходов при Т до 400ºС с использование катализаторов для получения ценных органических соединений. Кат-кий пиролиз эффективен при переработке смесей полимеров. Так, сочетание ПЭ, ПП, ПВХ и ПС позволяют получать такие компоненты как стирол, ВХ, толуол, фенол, HCl и т. д. Кат-кий пиролиз позволяет выделить ценные стабилизаторы, пластификаторы из ПВХ.
