ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ НАКЛОННОЙ ТЕРМОЛИЗНОЙ ПЕЧИ
Одной из возможностей эффективного решения проблемы твердых углеродистых промбытотходов в Украине является метод термолизно-энергетической рекуперации отходов (ТЭРО), основными технологическими стадиями которого являются:
1.Классификация исходного сырья, извлечение крупных твердых включений, черных и цветных металлов, стекла и керамики, и при необходимости части полимеров и других компонентов.
2.Компаундирование промбытотходов путем избирательного измельчения, дозирования, смешения твердых бытовых отходов (ТБО) и твердых промышленных отходов (ТПО) с добавлением жидких связующих отходов и добавок, бароформинг компаунд-смеси до необходимой плотности, прочности и крупности отдельностей перед транспортировкой, и загрузкой в наклонные термолизные печи (НТП).
3.Загрузка подготовленной компаунд - смеси в камеру прессования, ее прессование и продвижение в обогреваемую часть НТП.
4.Термолиз спрессованной рабочей массы в НТП и получение твердого термолизного топлива (ТТТ ) и летучих продуктов.
5.Конденсация, улавливание и дальнейшая химическая переработка традиционными для коксохимии методами с получением горючего газа и жидких химических продуктов.
6.Сжигание ТТТ с утилизацией тепла дымовых газов для получения энергии.
7.Подача золошлаковой массы в производство строительных материалов.
Важно обеспечить работоспособность НТП при продвижении материала вдоль камеры термолиза. Для решения этого необходимо рассмотреть силы, действующие на пирог в наклонной термолизной печи. Схема действия сил приведена на рисунке.
а) б)
Рисунок. - Схема сил действующих на пирог:
a) в состоянии покоя; б) при перемещении.
На пирог действует несколько сил:
G-сила тяжести пирога;
Fтр-сила трения, значение которой,
Fn-сила нормального давления, значение которой
Fа- сила, возникающие в результате сцепления поверхностей пода печи и пирога (адгезия);
F- сдвигающая сила, значение которой,
Пирог находится в
покое до тех пор, пока
В начальный момент перемещения пирога необходимо приложить некоторое усилие на “срыв” пирога, т.е. для того, чтобы преодолеть силы сцепления материала с подом печи Fa. Рассмотрим силы действующие на пирог при перемещении (рис.б).
Тогда для того, чтобы происходило перемещение пирога необходимо выполнение условий:
Из конечного выражения видно, что величина угла наклона печи зависит прямо пропорционально от коэффициента трения. Наклон термолизной печи позволяет уменьшить силу F, необходимую для выдачи пирога, а также появляется возможность увеличения длины камеры, что в свою очередь приводит к повышению производительности печи.
Однако при увеличении длины камеры печи необходимо учитывать статическую прочность простенков, равномерность распределения газов по длине регенератора и обогревательного простенка, усилие выдачи, а также физико-механические свойства пирога.
Метод ТЭРО имеет ряд достоинств в сравнении с другими технологиями:
- глубокой переработке при наиболее рациональной технологии подвергаются смеси твердых углеродистых промбытотходов с широким диапазоном исходных характеристик и получением полезной химической продукции: топливного газа, твердого топлива, энергии и стройматериалов, чем обеспечивается экономическая эффективность процесса;
- гибкое варьирование параметров переработки;
- процесс термолиза осуществляется в батареях или блоках, состоящих из нескольких термолизных печей. Такая компановка позволяет использовать многие проверенные в коксохимии технические решения, что на 30-40% снижает капитальные затраты и повышает термический КПД перерабатывающих агрегатов;
- технология минимизирует газопылевые выбросы в атмосферу и уменьшает их токсичность в сравнении со всеми известными технологиями;
- все оборудование предприятий для метода ТЭРО может быть изготовлено на Украине;
- наконец, самое главное заключается в том, что даже частичное использование мощностей существующей коксохимической отрасли, а именно инфраструктуры коксохимических заводов, которых в регионе более десяти, кадрового потенциала и многих агрегатов и машин традиционного коксового производства с учетом их модернизации позволяет обеспечить необходимые объемы переработки индустриальным высокотехнологичным методом, получить не только экологический, но и экономический и социальный эффект (за счет увеличения занятости населения и привлечения машиностроительных и других предприятий Украины).