1vze_s1_parfeniuk by Serg Kvaternuk

Донецкий национальный технический университет

Donetsk national technical university

Создание эффективных технологий и оборудования для переработки твёрдых отходов – первоочередная задача инженерной экологии А.С.Парфенюк декан факультета экологии и химической технологии ДонНТУ, проф.кафедры «Машины и аппараты химических производств», к.т.н., доцент

Глобальный экологический кризис Данные, характеризующие современный уровень антропогенного влияния на биосферу планеты • Увеличение вредных техногенных газопылевых выбросов в атмосферу в 20 раз за последние полвека. • Более четверти поверхности мирового океана покрыто углеводородной пленкой. В результате биопродуктивность океана снизилась на 15-25%. • Энергозатраты человечества удваиваются примерно каждые 27 лет. За столетие они возросли в 12 раз. • Ежегодно превращается в пустыню до 10 млн. га плодородных земель и ещё 20 млн. га теряют половину своей продуктивности.

Типичная панорама индустриального В Донецкой области действует Донбасса около 2000 предприятий, из них

около 2000 предприятий, из них 800 крупных - более 1/3 всего промышленного потенциала Украины и 37% вредных выбросов.

Техногенная нагрузка Величина техногенной нагрузки (интегральный показатель / Т)

< +2,11 +2,11 +2,10

ниже средней

средняя

+1,26 +1,25

выше среднего

+0,46 +0,45

высокая

-0,39 -0,40 > -0,40

очень высокая

Антропоэкологический риск на 4 % территории при 10 % населения сконцентрировано более 1/3 всего промышленного потенциала Украины и огромное количество промбытотходов

высокий

повышенный ниже среднего

низкий

умеренный средний

выше среднего

высокий

допустимый

Антропоцентрическая оценка экологического риска (критерий Эшби) Эшби)

Экологический потенциал территорий (интегральные показатели Е)

Чрезвычайные ситуации

Удельный вес чрезвычайных ситуаций всех типов в области, % 1

Загрязнение атмосферного воздуха чрезвычайно высокий очень высокий высокий повышенный умеренный допустимый низкий

Уровень суммарного максимального загрязнения 6

Загрязнение атмосферного воздуха в мегаполисах

Интегральный показатель ИЗА

2 10

1 мм диаметра соответствует 2,5 ед. ИЗА

Загрязнение поверхностных вод

Степень загрязнения (индекс суммарного загрязнения) <5 допустимая 5 умеренная 10 15 20 > 20

повышенная высокая очень высокая

Агроэкологическая оценка грунтов Оценка грунтов по их агроэкологическому потенциалу (синтетический показатель / АП)

< +1,71 +1,71 +1,70

условно благоприятные удовлетворительные

-1,70 -1,71 -5,09 -5,10

условно удовлетворительные ухудшенные

-8,49 -8,50 > -8,50

экологическое бедствие

Общая заболеваемость населения Среднее число заболеваний на 100 000 чел. по области, тыс.случ.

< 100 100 101 110 111 120 121 130 131 > 131

условно благоприятные удовлетворительные условно удовлетворительные ухудшенные экологическое бедствие

Проблема твердых отходов

Проблема твердых отходов Отсутствие эффективных решений по ряду причин: • низкий уровень культуры потребления и экологических знаний населения • недостаточное законодательное обеспечение вопросов экологической безопасности • весьма ограниченный выбор эффективных технологий переработки твёрдых промышленных и ещё в большей степени бытовых отходов Современные технологии переработки существенно более сложные и дорогостоящие, чем традиционные промышленные технологии переработки относительно однородных сырьевых масс. В Украине по состоянию на 1 января 2005 года общие объёмы накопления отходов, по экспертным оценкам, превысили 32 млрд. тонн. Под твердыми промышленнобытовыми отходами занято более 200 тыс. га Особенность структуры образования отходов в Украине – доминирование в составе горнопромышленных отходов (88 %). 12

Термолизно Энергетическая

Рекуперация Отходов

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА «МАШИНЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ» ПРОИЗВОДСТВ»

Принципиальная схема метода ТЭРО Твердые Твердые бытовые бытовые отходы отходы

Твердые Твердые промышленные промышленные отходы отходы

Жидкие Жидкие связующие связующие

Крупные Крупные включения включения

Классификация, Классификация, складирование складирование и подготовка компонентов и подготовка компонентов

Вторсырье Вторсырье потребителю потребителю

Компаундирование Компаундирование и и бароформинг бароформинг Газоочистка Газоочистка Тепловая Тепловая ии эл. эл. энергия энергия потребителю потребителю

Термолиз Термолиз Твердое Твердое термолизное термолизное топливо топливо Сжигание Сжигание Зола, Зола, шлак шлак

Производство Производство стройматериалов стройматериалов Стройматериалы Стройматериалы ии изделия изделия потребителю потребителю

Летучие Летучие

Улавливание Улавливание

Термолизный Термолизный газ газ потребителю потребителю Газоочистка Газоочистка

Жидкие Жидкие продукты продукты

Обезвреживание Обезвреживание и и захоронение отходов захоронение отходов Твердые Твердые инертные инертные золошлаки золошлаки

Переработка Переработка жидких жидких компонентов компонентов Жидкие Жидкие продукты продукты потребителю потребителю

Принципиальная схема материалопотоков при термолизной энергопереработке твердых промбытотходов 15-40% 15-40% • жидкие углеводороды, • смола, • химическое сырье,

Химическая переработка Горючий газ + О2

Очистка

Летучие 25-50%

Дымовые газы 20 – 40% Дым. газы 5–10%

Сырье Сырье 100% 100%

Энергоустановка

Термолизные агрегаты

Твердое Твердое термолизное термолизное топливо топливо 45-75% 45-75%

Тепловая Тепловая энергия энергия Зола, Зола, шлак шлак 16-38% 16-38%

Промышленная установка термолизно-энергетической рекуперации отходов 1

10 1 – тракт подачи сырья; 2 – бункер-накопитель;

Термолизный газ на переработку

Дымовые газы на очистку

3 – пресcующепроталкивающая машина; 4 – термолизная камера; 5 – система отвода летучих; 6 – котел с кипящим слоем; 7 – система отвода золошлакового остатка; 8 – парогенератор;

Воздух на сжигание

9 – система очистки дымовых газов; 10 – электрогенератор;

11 – обслуживающая машина.

Концепция термолизно-энергетической рекуперации отходов • Основа технологии – термолиз органической части отходов. • Комплексный характер переработки и компаундирование смесей отходов. • Крупномасштабность промышленных установок. • Управляемость и гибкость процесса. • Высокий уровень техногенной безопасности. • Высокая степень использования энергохимического потенциала отходов. • Экономическая эффективность. • Способность адаптации к условиям региона. 16

Достоинства термолизно-энергетической рекуперации отходов • Широкий спектр перерабатываемых твердых промышленных и бытовых отходов и синтез из них химических продуктов • Полное обезвреживание и утилизация токсичных углеродистых материалов • Экологическая безопасность за счет высокой герметичности агрегатов термолиза и замкнутого цикла переработки • Гибкость технологии за счет управления процессами прессования, термической обработки и продвижения перерабатываемого материала в печи • Полная автоматизация и надежность технологического процесса 17

Операции и оборудование в технологии ТЭРО Обезвоживание Обезвоживание

Классификация Классификация

Измельчение Измельчение

Отстойники Отстойники

Грохоты Грохоты

Дробилки Дробилки щековые, щековые, конусные конусные

Фильтры Фильтры

Магнитные Магнитные сепараторы сепараторы

Мельницы Мельницы

Центрифуги Центрифуги

Аэросепараторы Аэросепараторы

Дробилки Дробилки барабанные барабанные

Сушилки Сушилки

Гидросепараторы Гидросепараторы

Специзмельчители Специзмельчители

Мехсепараторы Мехсепараторы Компаундирование Компаундирование

Бароформинг Бароформинг

Термообработка Термообработка

Смесители Смесители

Компакторы Компакторы

Печи Печи термолизные термолизные

Мешалки Мешалки

Брикетные Брикетные прессы прессы

Печи Печи коксовые коксовые

Гомогенизаторы Гомогенизаторы

Грануляторы Грануляторы

Шахтные Шахтные печи печи

Подогреватели Подогреватели

Прессующие Прессующие машины машины

Наклонные Наклонные печи печи

Топки Топки

Сжигание Сжигание ии утилизация утилизация тепла тепла

Котлы Котлы утилизаторы утилизаторы

Уголки сохранившейся природы Донецкого края