Карбонизация биологических отходов

Карбонизация органических отходов.
Метод обеззараживания опасных отходов методом МТТ основываются на термическом
разложении (деструкции) отходов с применением микроволн.Этот метод особенно эффективен для
утилизации отходов мясокомбинатов, на птицефабриках, зверофермах и т.п. Отходы этого типа
характеризуются довольно большим содержанием влаги (обычно не менее 70%), разнородностью
состава и состояния материала, а также невысокой стойкостью (несколько часов).
Процесс выполняется в микроволновом реакторе, и состоит из следующих элементов:
Дробление
или
помол
–
процесс
гарантирует
получение
материала
для
гарантированного быстрого проведения последующих этапов переработки.
Сушка – этот процесс снижает изначально высокую влажность в материале до 15%;
Реактор пиролизный – реактор, в котором высушенные отходы поступают для
обработки концентрированным микроволновым полем с целью нагрева их до
температуры около 650ºC, при которой все органические соединения разлагаются с
выделением высокоэнергетичных пиролизных газов. Применение микроволн для
нагревания отходов крайне эффективно, поскольку при таком нагреве нагреваются
только отходы, а не реактор; сам процесс нагрева охватывает весь объем отходов.
Кроме этого можно достаточно просто стабилизировать температуру процесса
независимо от изменений в составе отходов, влажности и иных параметров;
Система дожигания пиролизных газов – Microwave Oxidation System (MOS), реактор,
в котором высокоэнергетические пиролизные газы дожигаются, гененрируя тепловую
энергию. Реактор служит как для дожигания, так и для стабилизации и поддержания
температуры газов;
Система получения энергии – система теплообменников, в которых энергия горячих
удаляемых из реактора газов может использоваться в соответствии с пожеланиями
потребителя, например для подогрева воды, нагрева иного теплоносителя, например
термального масла или для получения электроэнергии;
Система
питания
и
управления–
управление
технологическим
процессом
осуществляется с помощью данных, вносимых оператором и касаются всех этапов
управления технологическим процессом.
Карбонизация органических отходов
Процесс, при котором органические отходы (отходы с мясоперерабатывающих предприятий,
птичников и т.д.) нагреваются микроволнами без наличия кислорода или при сильной нехватке
кислорода и дожигании удалямых газов в реакторе MOS приводит к карбонизации отходов.
•
•
Микроволновая энергия может быть успешно применена в процессах карбонизации
органических отходов, главным образом при карбонизации ветеринарных отходов.
Способ использования микроволн в таких процессах иллюстрирует блок схема;
Реактор
Теплообменник
2 MOS
Реактор
Блок карбонизации
(дожигание)
Микроволновый
генератор
Камера охлаждения
карбонизированного материала
Камера
процессора
Рис.1 Блок-схема оборудования для карбонизации биологических отходов
Процесс карбонизации состоит из 2-х этапов: на первом этапе материал подсушивается и
нагревается до температуры 100 - 150ºC, после чего материал поступает в микроволновую
камеру. В камере материал нагревается уже до температуры 600 - 650ºC, вследствие чего
наступает процесс пиролиза, удаление пиролизного газа и остаются небольшие
количества фракций, состоящие из угля и минеральных субстанций. Одновременно
удаляемые газы дожигаются в микроволновом реакторе 2 MOS, предназначенном для
полной очистки выделяемых газов. Энергия газов после удаления из реактора 2 MOS
используется для предварительного подогревания утилизируемого материала.
•
•
•
Схема оборудования для карбонизации в системе непрерывной работы
Оборудование с получением энергии
Продукты процесса: карбонизированный материал и вода
„отвод” поролизного газа и
водяного пара
Бункер для сбора
биологических
отходов
Сушка отходов
Сборник горячего
масла и
подогреватель
Карбонизация
(нагревание в
микроволновом
реакоре без доступа
кислорода)
Сбор
карбонизированного
материала
Микроволновое
дожигание
загрязнений MOS
Воздух
Рис.2 Технологическая схема оборудования для карбонизации биологических отходов
Технические параметры оборудования 500 BW:





питание: 3 x 400 в;
макс. мощность: 200 квт;
охлаждение: водяное, замкнутый цикл с возможностью возврата энергии;
производительность: до 500 кг/час в зависимости от содержания воды в поступающем на
переработку материале.
габариты: контейнер 20 футовый 6x2,4x2,5 м.
Важнейшие параметры предлагаемой технологии:





Процесс характеризуется низким потреблением энергии.
Высвобождаемые в микроволновом реакторе пиролитические газы дожигаются в
микроволновом реакторе ( 2 MOS) и энергия, получаемая при дожигании этих газов
используется для дополнительного нагревания масла, которое нагревает стенки сушилки
для материала.
Эмитирующие газы в оборудовании не содержат никаких опасных субстанций, и не
являются источником запаха, благодаря применению микроволнового реактора 2 MOS, в
котором происходит полное сжигание органических субстанций.
Изготовленнное оборудование может быть смонтировано в контейнерах и
транспортироваться в мета нахождения отходов, благодаря чему можно выполнять
процесс карбонизации на месте их нахождения.
Процесс безопасный, поскольку в результате карбонизации образуются (уголь +
минеральные составляющие), нейтральные для людей и среды.
Фото 1.Микроволновый реактор 500 BW
Фото 2. Микроволновый реактор 2MOS
Фото 3-4. Прототип оборудования для карбонизации ветеринарных отходов.
Mетод карбонизации с применением микроволнового поля для утилизации биологических отходов
применяется:
Для утилизации отходов предприятий пищевой промышленности, в том числе птицефабрик,
мясоперерабатывающих предприятий и т.п...




Несьедобные продукты убоя птицы:
Мягкие отходы: кровь, кишки,зоб, пищеводы,обрезки, кожа, помет, отходы стоков;
Твердые: перья, головы, лапы;
Неоплодотворенные яйца, яичная скорлупа, умершие птенцы и т.д.;


Отходы яиц на птицефабриках;
Утилизация павших животных (на птицефабриках, погибшей птицы из за птичьего гриппа
и т.п.)
Несьедобные продукты убоя составляют 90% всех видов отходов, около 9% - отходы
птицефабрик, 1% - отходы после очистки стоков.
Большая часть отходов может стать потенциальным источником вторичного сырья.
Иные направления карбонизации с применением микроволнового поля:
Переработка биологических отходов довольно сложно решаемая проблема. Чаще всего
отходы используются для производства муки на предприятиях утилизации (для того,
чтобы не закапывать отходы в случайных местах и на свалках.
При применении технологии методом МТТ в микроволновых реакторах 500 BW/MOS
образуются продукты, которые можно использовать в качестве добавок для удобрений,
применяемых в сельском хозяйстве. Содержание микроэлементов и металлов в исследованных
продуктах утилизации биологических отходов полностью соответствует нормативам. Эти
продукты не только не являются опасными для окружающей среды, но
являются богатым
источником микроэлементов для растений.
Фото 5-6 Отходы мяса и костей до и после утилизации в реакторе 500 BW.
Отходы сточных вод образуются после процессов очистки сточных вод. Химический
состав отходов очень разнообразен и зависит от массы условий, в том числе от способа и
технологии очистки стоков. Кроме того промышленные стоки серьезно влияют на
химический состав комунальных стоков. Количество органических субстанций,
содержащих углерод в комунальных стоках составляет от 22,5 до 60,8% в сухой массе при
наличии воды около 45%. Сточные воды содержат также соединения, способствующие
росту растений и микроорганизмов. Фактором, ограничивающим применение осадков
сточных вод для использования в рекультивации земли является высокое содержание в
них свинца и цинка, а также наличие ряда организмов, опасных для человека.
Фото 7-8. Отходы сточных вод до и после утилизации в реакторе 500 BW.
Содержание
минеральных
составляющих
в
материале,
получаемом
при
переработке осадка сточных вод в микроволновом реакторе и остающиеся после утилизации
(карбонизат)
не
содержат
органических
соединений
и
полностью
сооответствуют
существующим нормативам. Переработанный материал может применяться в сельском
хозяйстве в качестве добавок к удобрениям улучшая их качество.
Удаляемые в атмосферу газы также соответствуют нормам Евросоюза ( Dyrektywy
2000/76/EC).