Плазмени технологии за третиране на твърди битови отпадъци


Категория на документа: Химия




Химикотехнологичен и
металургичен университет

Дисциплина: Преработване на твърди отпадъци

РЕФЕРАТ

Тема: Плазмени технологии за третиране на

твърди битови отпадъци

1. Технико-технологични характеристики

Системата за плазмено преобразуване (СПП) представлява комплекс от съвременни технологични решения, и еспособна да третира различни видове отпадъци (битови, промишлени и опасни, твърди, течни и газообразни, едновременно или поотделно) при гарантиране на максимална защита на околната среда. Чрез разработванена този нов тип технологии се цели преодоляване на някои от недостатъците на досега съществуващите технологии за термично трети-
ране на отпадъците. Плазмата е електропроводим газ, като електрическата проводимост се получава посредством йонизация на част от газовите компоненти в системата. Йонизирането на част от газовата фаза може да се постигне чрез електро-дъгови или индукционни плазмотрони. Йонизираните газове имат свойства, различаващи се от тези на нормалните газове и за това понякога плазмата се определя като "четвърто състояние на материята". На фиг.1 е представена принципна технологична схема на плазмена технология за третиране на отпадъци.

Фигура 1Принципна технологична схема на плазмена технологи
1 - плазмен реактор; 2 - плазмотрон; 3 - захранваща система; 4 - система за отделяне на течния остатък; 5 - циклонен сепаратор; 6 - скрубер с пакетен пълнеж; 7 - "HЕPA" филтър

В основата на СПП е генерирането на постоянна електрическа дъга в плазмения факел, от която се пренася огромно количество енергия върху отпадъците, като по този начин се предизвиква молекулна дисоциация и необратимото им разграждане. Посредством високотемпературната плазма веществата, съдържащи се в отпадъците
се разпадат до атоми, йони и електрони. Като резултат, на изхода на СПП се полу- чават черен стъкловиден обсидиант (стопилка) и синтез-газ - смес основно от водород и въглероден оксид и малки количества азот, въглероден диоксид, въгле-водороди. Това не е процес на горене (инсинерация), защото протича в редукционна среда и получените газове могат да намерят приложение като гориво или сурови-
на за други процеси, но процесът може да се реализира и в окислителна среда, при което в газовата фаза ще присъстват основно водни пари и въглероден диоксид. Намаляването на обема на отпадъците,постъпващи в системата, е значително. Например при преработването на 1000 t/day твърди отпадъци в плазмения преобразувател се получават около 35 m3 обсидиант (съотношение вход:изход -30:1), като конкретното количеството зависи от състава на отпадъците и главно от коли-чеството неорганични материали в тях. Плазменото третиране на отпадъците включва пет основни етапа (Фиг.2):захранваща система, плазмен реактор, система за пречистване на образуваните газове, компютърна система за контрол и управление и генератор на електроенергия.

Фигура 2. Основни етапи на процеса на плазмено преобразуване
С помощта на захранваща система отпадъците се подават в плазмения реактор, където в резултат на високата температура и реакционната способност на йоните се извършва много бързо разграждане на отпадъците, като се образуват газове и течна фаза. В процеса на охлаждане се оползотворява топлината от получените газове. Преди изхвърлянето му, плазмено преобразуваният газ (ППГ) се охлажда,като по този начин се оползотворява топлината. Преди напускането на системата газовете се пречистват чрез филтруване и промиване.Системата за третиране на получените газове може да бъде и по-комплексна и многоетапна, в зависимост от генерираните замърсителив газовата фаза.

Екологични характеристики

Плазмените технологии в голяма степен се доближават до безотпадъчните, тъй като постъпилите на входа отпадъци се преобразуват в суровини за производство на крайни продукти или в крайни продукти. След отделяне на полезните газови компо- ненти като суровина за други синтези, останалите компоненти могат да се използват в "затворен цикъл", при което отпада необходимостта от комин. Всички газообразни продукти (~1200 Nm3/t отпадъци), получени при третирането, след оползотво-ряване на енергийния им потенциал и пречистване могат да се отделят като емисии в атмосферата. Твърдият остатък (< мас. 3%) е подобен на разпространеното в природата вулканично стъкло (обсидиан) и е доказано безвреден. Постигането
на тази универсалност и пълен контрол върху процесите и образуваните вещества е позволило тези технологии да се приложат при преработването на силно токсични отпадъци, в това число на бойни отровни вещества и експлозиви. Генерираният, след плазменото преобразуване на отпадъците синтез-газ може да се разглежда и като
ценно гориво с приблизителен състав: 50-60% водород, 20-30% въглероден оксид, 10-15% азот, 2.5-3.5% въглероден диоксид, 0.5-1.5% метан и под 1% други въглево- дороди.

Обемът на образуваните газове е около 10 пъти по-малък от обема на газовете, образувани при изгарянето. Както и при другите методи, генерираните отпадъчни води се подлагат на подходящо пречистване и се връщат в оборот, а твърдият остатък след преработването на ТБО представлява стъкловиден материал в количество около 35 m3/1000t отпадъци. Чрез излугване от него не преминават
замърсители и той се класифицира като инертен отпадък, допустим за използване в строителството, металургията и други области.

Предимства и недостатъци

* Технологията е гъвкава спрямо потока от отпадъци за преработка. Няма изиск -вания към химическия състав на отпадъците, в зависимост от който да се настройват технологичните параметри;

* Отпадъците могат да не бъдат сортирани (въпреки че някои от тях могат да се сортират с цел рециклиране преди преработката, с което може да се подобри финансовият резултат);

* Системата за Плазмено Преобразуване (СПП) може да преработва отпадъци в твърда, течна или газообразна форма, отделно или едновременно;

* Свързаните с плазмения процес много висока температура и активна редук- ционна среда, дисоциират и газифицират органичните компоненти на отпа-дъците до получаването на ППГ, който съдържа рециклираната вътрешна енергия на органичния дял от отпадъците и може да се използва за произ-водство на електроенергия, на водород или на продукти на химическата промишленост;

* Силикатният и металният дял от отпадъците се стопяват, отливат се извън реактор и се охлаждат. Полученият материал, подобен на обсидианта има потенциална сфера на приложение в металургията, строителството или като абразивен материал.

Икономически характеристики




Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Плазмени технологии за третиране на твърди битови отпадъци 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.