Возможности повышения эффективности переработки смесей пробытотходов путем гранулирования

  В последние десятилетия в Украине обострилась проблема утилизации твердых промышленных и бытовых отходов. Их количество постоянно возрастает, а эффективных и экологически безопасных методов переработки все еще не существует. При современном уровне накопленных и производимых отходов технология их переработки должна учитывать как разнообразие свойств и источников формирования, так и уже существующий объем накопленных на полигонах отходов.

Одной из таких технологий является метод термолизно-энергетической рекуперации отходов (ТЭРО), разработанный на кафедре машин и аппаратов химических предприятий Донецкого национального технического университета. Этот метод позволяет утилизировать отходы, не разделяя их по морфологическому составу, и в то же время использовать их энергетический потенциал и получать полезные вторичные компоненты. Это значительно упрощает процесс переработки отходов, так как практически на нет сводит применение предварительного разделения мусора по составу, что позволит утилизировать не только вновь образующиеся отходы, но и переработать значительное количество свалок. Для промышленных мегаполисов это позволит вновь вовлечь в инфраструктуру огромные территории, которые сейчас заняты свалками мусора.

Осуществление технологии ТЭРО обеспечивает комплекс сооружений и устройств, что составляют полный цикл переработки промышленных и бытовых отходов. Термолизный энергоблок является основным агрегатом при переработке промышленных и бытовых отходов по методу ТЭРО.

Главная идея разработки состоит в реализации процесса термолизно- энергетической рекуперации органической массы промбытотходов путем нагрева разных по происхождению смесей отходов в герметичных наклонных термолизных печах (НТП) с получением летучей фазы (пар, жидкостные компоненты и топливный газ) для химической переработки, твердого углеродного топлива для сожжения в топках котлоагрегатов с получением электроэнергии и использования зольных остатков сжигания, как компонентов строительных материалов.

В данной технологии перерабатываемое сырье должно пройти предварительную подготовку, которая позволяет обеспечить однородность перерабатываемого материала, улучшить дозируемость, уплотняемость и другие технологические свойства мелких фракций.

Таким образом одной из важнейших стадий подготовки к использованию в ТЭРО мелкодисперсного сырья является его гранулирование или агломерация. Эти процессы улучшают технологические свойства сырья: его взаимодействие с более крупными фракциями, дозируемость, экологичность и т.д.

Гранулирование и агломерация – схожие процессы. Дисперсные частицы при наличии адгезии и определенных внешних условий образуют сначала мелкие зернышки-гранулы (от 0,01 мм), которые затем, в процессе дальнейшей обработки, в виде достаточно крупных образований, могут достигать размеров до 10 и более мм. Они обладают определенной структурой и правильной шаровидной или эллипсоидной формой. Параметры процесса гранулирования определяют физико-механические свойства готового продукта: размер гранул, их прочность, слеживаемость и т. д. Эти показатели качества готового продукта изменяются в зависимости от метода гранулирования и особенностей уплотнения гранул.

Для осуществления процесса гранулирования дисперсной составляющей ТБО, ТПО и их смесей возможно применение различных по принципу действия и конструкции грануляторов: дисковые, барабанные грануляторы, а также аппараты с кипящим слоем.

Большое количество контролируемых параметров в аппаратах с кипящим слоем позволяет гранулировать дисперсные частицы различных по своей структуре материалов. Именно аппараты с кипящим слоем удобнее использовать при гранулировании многокомпонентного сырья и продукции технологии ТЭРО. Серьезным же недостатком данных аппаратов является сложность управления процессом гранулирования.

На данном этапе ведутся исследования процесса гранулирования-агломерации в аппаратах с псевдоожиженным слоем применительно к технологии переработки отходов. Опыты проводятся совместно с институтом технологии твердых частиц (SРЕ) Технического университета Гамбург-Гарбург (TUНН).

Сравнение результатов опытов для исследуемых материалов показали, что агломераты мальтодекстрина обладают большей хрупкостью, малой массой и неоднородностью формы по сравнению с гранулами стекла.

Для возможности в дальнейшем более полно управлять процессом гранулирования-агломерации дисперсного сырья планируется провести подобные испытания других материалов, характеризующих большой спектр различных по своим свойствам отходов.