Сборник трудов международной научно-технической конференции "Машиностроение и техносфера 21 века" в 3-х томах. Т.2-Донецк: ДонГТУ. 2002.

СВОЙСТВА СЫРЬЯ КАК ФАКТОР ТЕХНОГЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ И БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

Парфенюк А.С., Павлюк А.Л., Антонюк С.И.

(ДонНТУ, г. Донецк, Украина)

На стадии проектирования необходимо закладывать требуемый уровень техногенной безопасности технологического комплекса. Проектные организации предусматривают меры по обеспечению техногенной безопасности проектируемых объектов, однако, при освоении новых технологий выявляются проблемы, которые не отражены в соответствующих нормативных документах по безопасности. Наряду с этим при проектировании нередко допускаются нарушения или отступления от действующих правил и норм техники безопасности, требований СНИП и инструкций.

Обеспечение техногенной безопасности на стадии проектирования можно представить в виде ряда последовательных задач:
- общая проработка технологического процесса с требуемым уровнем техногенной безопасности;
- разработка или выбор технологического оборудования, удовлетворяющего требованиям данного процесса;
- анализ структуры технологического комплекса, технологии и оборудования с позиции безопасности;
- разработка эффективных средств защиты человека и окружающей среды от техногенного воздействия и рекомендаций по безопасному ведению процесса.

Донецким национальным техническим университетом предложена технология комплексной переработки твёрдых углеродистых отходов (ТУО), которая предполагает его термолиз в наклонных термолизных печах (НТП).

Технология переработки в НТП имеет следующие стадии: сортировка исхьдного сырья с извлечением крупных включений, металлов и стекла; измельчение, дозирование и смешение компонентов; загрузка смеси в ТУО с получением твёрдого термолизного топлива (ТТТ) и летучих химических продуктов; сжигание ТТТ с утилизацией тепла; выдача зольных остатков.

Важным фактором обеспечения техногенной безопасности таких технологических объектов на стадии проектирования является учёт свойств перерабатываемого сырья (токсичность, химический состав, плотность, прочность, коэффициенты трения, угол естественного откоса и другие). Это особенно актуально при разработке технологии и необходимого оборудования для термической переработки твёрдых углеродистых промышленных и бытовых отходов в термолизных агрегатах. Сложность переработки любых ТУО заключается в непостоянстве их свойств: морфологического и фракционного состава, влажности, объёмной плотности, содержания органического вещества, теплотворной способности и других. Эффективность термической переработки ТУО в термолизных агрегатах существенно зависит от стабильности многих характеристик.

Управление качеством, стабилизация характеристик сырья и обеспечение надёжной работы во многом определяется подготовкой сырья. Однородную смесь необходимо создать с заданными параметрами , обладающую определёнными структурными, плотностными и прочностными характеристиками из разных по свойствам ТУО при добавлении в их состав необходимого количества жидких связующих и твёрдых присадок.

ТУО обладает следующими особенностями:
- имеют разнородную структуру, т.е. состоят из различных компонентов и крупных включений, физико-механические характеристики которых существенно различаются;
- распределение компонентов и включений имеет вероятностный характер;
- физико-механические характеристики изменяются в процессе переработки и определяются приложенным давлением;
- при нагревании в перерабатываемом материале происходят физико-химические превращения, которые влекут за собой изменение структуры и физико-механических характеристик;
- содержат вещества, которые при переработке образуют газообразные, токсичные и концерогенные вещества, наиболее опасные из которых диоксины.

Загрузка смеси, её прессование, термолиз и сжигание твёрдого топлива происходят в едином агрегате. Процесс термолиза характеризуется высокой эффективностью, поскольку протекает в замкнутом пространстве герметичной камеры, непрерывностью, хорошей управляемостью и имеет высокий уровень автоматизации. Полученное в процессе термолиза ТТТ попадает в топку и сжигается в кипящем слое. Для эффективной и надёжной работы НТП и топки с кипящим слоем необходимо получить ТТТ с достаточной плотностью, прочностью, энергетическими и другими физико-механическими характеристиками.

В результате исследований найдены оптимальные составы смесей, давление прессования, содержание влаги и необходимое количество и вид связующего, что обеспечивает, помимо эффективной и надёжной работы НТП, минимальное образование и выброс токсичных веществ и, следовательно, повысит экологическую безопасность переработки промышленных и бытовых отходов.

На начало статьи