Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Переработка бытовых отходов в металлургических агрегатах

Одна из серьезных проблем охраны окружающей среды — проблема ликвидации (захоронения) твердых бытовых отходов (ТБО).

Количество ТБО, приходящихся на душу населения, колеблется в различных странах в широких пределах, в настоящее время 150-500 кг/(чел. • год), но везде имеет тенденцию к постоянному увеличению. В странах Западной Европы и Северной Америки ежегодное образование (выход) ТБО достигает 600— 800 кг/(чел. • год). Растет этот показатель и у нас в стране.

Проблема утилизации ТБО для нашей страны весьма важна. Известный показатель WI (Wastes Index — индекс отходов), представляющий отношение массы бытовых отходов к сумме всех отходов и свидетельствующий в известной мере об уровне личного потребления, составляет: в Германии и Англии 0,26, в США и Франции 0,23, в Японии 0,19. В странах СНГ этот показатель на порядок ниже (это значит, что следует ожидать заметного роста массы образующихся ТБО).

Средний состав ТБО (мае. %): макулатура (20—40), металлы (2—5), пищевые отходы (20—40), пластмассы (1—5), стекло (4—6), текстиль (4—6). В ближайшие годы можно ожидать заметного повышения в ТБО массы полиэтиленовых изделий, так как в России потребление полиэтилена составляет в настоящее время около 4 кг/(чел. • год), в то время как в США и Западной Европе — 30—40 кг. Полиэтиленовые (и т. п.) изделия очень плохо подвергаются утилизации — это одна из серьезных экологических проблем в мире.

Практика содержания ТБО на свалках или захоронения их исключает из оборота значительные территории, загрязняет воздушный и водный бассейны, создает ряд проблем санитарно-гигиенического плана. На свалках ежегодно теряется значительное количество железа, олова, алюминия, меди.

В мировой практике нашли промышленное применение следующие способы переработки ТБО:

  • а) термическая обработка (сжигание);
  • б) биотермическое аэробное компостирование (с получением удобрений или биотоплива);
  • в) анаэробная ферментация (с получением биогаза);
  • г) сортировка (с извлечением тех или иных ценных компонентов).

Идеальным было бы создание предприятий, включающих комплексное использование нескольких (из перечисленных выше) способов. При этом следует учитывать ряд обстоятельств. Так, например, прямое сжигание ТБО без сортировки нежелательно и малоэффективно из-за значительной доли в них негорючих материалов, а также из-за полной потери таких цветных металлов, как олово, свинец, алюминий, медь и др.

Поэтому принятые схемы обработки ТБО обычно включают: селективный отбор таких отходов, как люминесцентные лампы (обычно содержат ртуть), батарейки, аккумуляторы, стеклобой и т.д.; механическую сортировку с извлечением металлов, выделением текстильной фракции и т. п.; термическую обработку оставшихся ТБО.

Сжигание часто проводят в топках; при этом конструктивные особенности топок, низкая теплотворная способность мусора и плохой теплообмен из-за неравномерности и практически неконтролируемого состава мусора приводят к тому, что часть мусора горит в зонах низких температур, сгорание происходит недостаточно полно или вообще происходит пиролиз, а не горение. В результате с отходящими газами выносится много неразложившихся органических и неорганических соединений, часто весьма вредных (фосген, диоксины и др.).

Использование для сжигания атмосферного воздуха приводит к образованию больших объемов дымовых газов (отсюда необходимость строительства громоздких газоочистных сооружений). Образование из-за низкой температуры зольных твердых остатков, включающих соли тяжелых металлов, требует организации обезвреживания и захоронения таких остатков и т. д. Поэтому существующие методы сжигания ТБО не могут быть признаны совершенными.

Решению проблемы в целом способствовало бы использование для сжигания высокотемпературных агрегатов. Таким требованиям могут удовлетворять плавильные агрегаты черной металлургии. Подобные предложения и проекты уже имеются, однако достаточно большого практического опыта по использованию металлургических агрегатов для сжигания ТБО пока не накоплено.

На рис. 25.14 приведен один из возможных вариантов организации процесса утилизации промышленных отходов и мусора (в частности, стальная стружка, окалина, мелкий лом, формовочная земля, древесина, текстиль, кожа, токсичные и специальные отходы). Схема процесса утилизации разработана специалистами МИСиС и Стальпроекта. Отходы попадают в кипящую шлаковую ванну, продуваемую воздухом, обогащенным кислородом. В печь подают уголь или природный газ. Температура шлака 1400—1500 "С, что обеспечивает пиролиз и газификацию отходов.

Минеральная часть отходов растворяется в шлаке, который затем можно использовать для производства стройматериалов. Кроме того, получается некоторое количество сплава (близкого по составу к чугуну), содержащего медь, никель и другие примеси цветных металлов, содержащиеся в перерабатываемых отходах.

Существуют проектные разработки по использованию для утилизации ТБО небольших доменных печей, пламенных печей и др.

Пока еще трудно сказать, получит ли в будущем широкое распространение практика использования высокотемпературных металлургических агрегатов для ликвидации свалок мусора, извлечения из него ценных компонентов.

Рис.
Процесс утилизации мусора в высокотемпературном агрегате
Рисунок. 25.14. Процесс утилизации мусора в высокотемпературном агрегате:
а)технологическая схема процесса утилизации мусора (1 — поступление промышленных отходов; 2 — известняк; 3 — уголь; 4 — воздуходувка; 5 — кислородная станция; 6 — отходящий газ; 7 — котел-утилизатор; 8 — электростанция; 9 — пар; 10 — электроэнергия в сеть; 11 — пар для потребителей; 12 — газоочистка; 13 — возврат пыли в процесс; 14 — концентрат цветных металлов; 15 — металл; 16 — шлак; 17 — шлакоблоки (керамические литые изделия); IS—шлаковата (минеральное волокно); 19 — граншлак);
б)печь для непрерывной переработки бытовых и промышленных отходов в барботируемом шлаковом расплаве (1 — барботируемый слой шлака; 2 — слой спокойного шлака; 3 — слой металла; 4 — огнеупорная подина; 5 — сифон для выпуска шлака; 6 — сифон для выпуска металла; 7 — переток; 8 — водоохлаждаемые стены; 9 — водоохлаждаемый свод; 10 — барботажные фурмы; 11 — фурмы для дожигания; 12 — загрузочное устройство; 13 — крышка; 14 — загрузочная воронка; 75 — патрубок газоотвода)

Читать далее >>

Источник [6] → список литературы.

Читайте также:

Вернуться в начало раздела: Охрана природы и ресурсосбережение в металлургии
Вернуться на главную: Черная металлургия