Аннотация
В докладе рассмотрена перспективность использования твердых бытовых отходов в качестве вторичного топлива. Установлен морфологический состав и теплотехнические характеристики брикетируемой смеси.
Ключевые слова: ТВЁРДЫЕ БЫТОВЫЕ ОТХОДЫ; ПОЛИМЕРЫ БЕНЗОЛЬНОГО ОТДЕЛЕНИЯ; ВТОРИЧНОЕ СЫРЬЕ; БРИКЕТ; МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ.
In the report considers prospects of using solid waste as a secondary fuel. Established morphological structure and thermal characteristics of briquetted mixture.
Keywords: MUNICIPAL SOLID WASTE; POLYMERS of BENZENE SEPARATION; SECONDARY RAW MATERIALS; PREFORM; MORPHOLOGICAL STRUCTURE.
Содержание работы
Вторичные материальные ресурсы образуются из неприменяемых в быту излишков и потребительских отходов, которые можно переработать в новый материал или в продукцию другого вида. Количество остатков производства прямо зависит как от степени совершенства технологических процессов, так и от заинтересованности работников рационально использовать сырье и материалы. Вторичное использование сырья и материалов — один из путей повышения уровня полезного использования. С использованием отходов как вторичных материальных ресурсов мы расширяем свою сырьевую базу. К тому же значение вторичного использования этих ресурсов год от года растет, потому что растут объемы производства и потребления и цены материальных ресурсов. Экономическая целесообразность переработки отходов производства и бытовых отходов связана не только с их растущим количеством, но также и с содержанием полезных материалов в них.
К основным теплотехническим свойствам твердых бытовых отходов относят влажность, зольность, выход летучих веществ, содержание общей серы и теплотворную способность [1].
В отсутствие экспериментальных данных, основываясь на морфологическом составе отходов и зная влажность отдельных компонентов, можно обобщенно оценить общую влажность брикетируемой смеси:
где W — общая влажность ТБО, мас.%; Wi — влажность i-го компонента ТБО, мас.%; Ci — содержание i-го компонента ТБО в общей массе, мас.%.
Точно также, зная морфологический состав отходов и зольность отдельных компонентов, можно рассчитать общую зольность брикетируемой смеси:
где W — общая влажность ТБО, мас.%; Wi — влажность i-го компонента ТБО, мас.%; Ci — содержание i-го компонента ТБО в общей массе, мас.%.
Теплота сгорания смеси может быть определена (только ориентировочно) исходя из данных о морфологическом составе ТБО по формуле [2]:
Где Qas — низшая теплота сгорания ТБО на рабочую массу, кДж/кг; Qas i — теплота сгорания на рабочую массу i-го компонента ТБО в общем массе ТБО, кДж/кг; Ci — содержание i-го компонента ТБО в общей массе, мас.%.
Аналогично рассчитаны и остальные теплотехнические характеристики.
Для расчетов указанных характеристик отдельного компонента использовались справочные данные, которые приведены в таблице 1 [3].
| Показатели технического анализа компонентов брикетируемой массы | Компоненты брикетируемой массы | Бумага | Древесные остатки |
| Общее содержание влаги, Wa , % масс. | 25 | 20 | |
| Зольность пробы на сухую массу, Ad , % масс. | 15 | 0,8 | |
| Выход летучих веществ на сухое беззольное топливо, Vdaf, % масс | 79 | 67,9 | |
| Содержание общей серы, Sat, % масс. | 0,14 | 0,1 | |
| Низшая теплота сгорания образца, Qas , МДж/кг | 16,85 | 20,27 | |
Рассматривалось изменение теплотехнических характеристик компонентов смеси, в зависимости от вариаций их процентного содержания в ней. В качестве теплотворной добавки и связующего в топливную смесь добавляются полимеры бензольного отделения. Содержание полимеров варьировалось в диапазоне
0–20%, массовое содержание оставшихся компонентов (бумаги и древесных остатков) рассчитано как 50:50 % от смеси с вычетом процентного содержания самих полимеров.
Результаты технического анализа компонентов рассматриваемой смеси приведены в таблице 2.
| Показатели технического анализа компонентов брикетируемой массы в зависимости от величины добавки полимеров бензольного отделения |
Добавка полимеров бензольного отделения |
Смесь компонентов ТБО,включающая бумагу и древесные остатки в соотношении 50/50 % |
|
| Wa, масс., % | 0 | 22,5 | 7,8 |
| 5 | 21,765 | ||
| 10 | 21,03 | ||
| 15 | 20,295 | ||
| 20 | 19,56 | ||
| Ad, масс., % | 0 | 7,9 | 9,06 |
| 5 | 7,958 | ||
| 10 | 8,016 | ||
| 15 | 8,074 | ||
| 20 | 8,132 | ||
| Vdaf, масс., % | 0 | 73,45 | 79,2 |
| 5 | 73,737 | ||
| 10 | 74,25 | ||
| 15 | 74,312 | ||
| 20 | 74,6 | ||
| Sat, масс., % | 0 | 0,12 | 1,6 |
| 5 | 0,194 | ||
| 10 | 0,268 | ||
| 15 | 0,342 | ||
| 20 | 0,416 | ||
| Qas, МДж/кг | 0 | 18,56 | 34,05 |
| 5 | 19,334 | ||
| 10 | 20,109 | ||
| 15 | 20,883 | ||
| 20 | 21,658 |
Анализируя выполненные расчеты и полученные по ним данные, можно сделать вывод о том, что увеличение процентного содержания полимеров значительно увеличивает теплоту сгорания, для образца он достигает практически 22 МДж/кг. А так как теплотворная способность является одной из наиболее значимых характеристик топлива, то полученные значения можно считать положительными. На такие характеристики как влажность, зольность и выход летучих веществ добавление полимеров существенно не влияет, тем не менее, можно наблюдать уменьшение влажности, но и одновременно небольшое увеличение процентного содержания серы.
Оценка теплотехнических свойств компонентов твердых бытовых отходов показала, что полимеры бензольного отделения являются хорошей теплотворной добавкой в топливную смесь, подготовленную к брикетированию. Мало того, они еще и являются хорошим связующим. Преимуществом является то, что значительно повышается реакционная способность топливной композиции, а это может сократить подачу дополнительных энергоносителей при сжигании.
Перечень ссылок
- Дрейер, А. А. Твердые промышленные и бытовые отходы, их свойства и переработка/А. А. Дрейер, А. Н. Сачков, К. С. Никольский, Ю. И. Маринин, А. В. Миронов. — М.: 1997.
- Ильиных, Г. В. Оценка теплотехнических свойств твердых бытовых отходов исходя из морфологического состава// Вестник Перм. нац. исслед. политехн. ун-та. Урбанистика. — 2013. — № 3. — С. 125–137.
- Санитарная очистка и уборка населенных мест: Справочник/А. Н. Мирный, Н. Ф. Абрамов, Д. Н. Беньямовский и др.; Под ред. А. Н. Мирного. — 2-е изд., перераб. И доп. — М.: Стройиздат, 1990 — 413 с.