Основные направления переработки твердых

Московский государственный университет леса
Кафедра «Процессы и аппараты деревообрабатывающих производств»
доц., к.т.н. Савицкий А.С.
доц., к.т.н. Шевляков А.А.
Основные направления переработки
твердых производственных и бытовых
отходов
2009 г.
Основные направления утилизации
вторичных отходов:
•
•
•
•
•
•
•
•
регенерация;
вторичная переработка;
переработка с помощью биотехнологий;
использование в качестве энергетического сырья;
пиролиз;
сжигание;
захоронение;
другие
Главные трудности в широком использовании
вторичных отходов:
• Технология переработки вторичных отходов сложнее, чем первичного
сырья. Это объясняется большим разбросом основных свойств вторичных
отходов и в значительной мере утратой ими первоначальных
характеристик, а также наличием загрязненности. Это ведет к
необходимости введения дополнительных операций, таких как сортировка,
измельчение, мойка, сушка, разделение по видам согласно свойствам и
некоторых других.
• Имеющееся оборудование, предназначенное для переработки первичного
сырья, часто не подходит для переработки вторичных отходов, вследствие
быстрого износа рабочих органов, трудности или невозможности добиться
качественного измельчения компонентов.
• Разработка и доводка новых технологий и оборудования для переработки
большинства вторичных отходов требуют существенных капитальных
вложений.
• В настоящее время практически не организован сбор и сортировка
различных видов вторичных отходов.
Почти все отмеченные трудности в деле использования вторичных отходов являются
организационными и их можно преодолеть, объединив усилия различных предприятий
и ведомств.
Основные задачи, которые необходимо решить для
широкого использования вторичных отходов в
различных производствах:
• Разработка и организация эффективной системы сбора и сортировки
вторичных отходов.
• Разработка эффективных методов и технологий подготовки и
первичной переработки вторичных отходов. Обеспечение этих стадий
высокомеханизированным оборудованием, способным выполнить
качественно сортировку, мойку, сушку, измельчение и другие
необходимые операции.
• Разработка эффективных технологических процессов производства
различных материалов и изделий с заданными конечными
свойствами, для которых в качестве сырья или отдельных
компонентов используются подготовленные и подвергнутые
первичной переработке вторичные отходы. Создание высоко
механизированных и автоматизированных поточных линий для
внедрения этих технологических процессов в производство.
• Разработка эффективных подходов по использованию различных
материалов и изделий, изготовленных с использованием вторичных
отходов, и поиск наиболее приемлемых для них областей применения.
Источники вторичных отходов:
1. Отходы промышленного производства
(технологические отходы) - как правило, по своим свойствам
близки к первичным материалам, и поэтому, довольно легко и
практически полностью могут быть полностью утилизированы на местах
их образования повторной переработкой в основную или побочную
продукцию;
2. Отходы потребления –
отслужившие свой срок или утратившие
потребительские свойства изделия и материалы.
 производственные отходы;
 бытовые отходы.
Типовая схема комплекса для сортировки твердых производственных и бытовых
отходов с выделением используемых в дальнейшем вторичных отходов
Сбор производственных
и бытовых отходов
Разгрузочная площадка
Сортировочный конвейер
Разборка
крупногабаритные
отходы
500 т/год
Бумага
23000 т/год
Древесина
1600 т/год
Текстиль
3800 т/год
Полимеры
5500 т/год
Стекло
4000 т/год
Черный
металл
1800 т/год
Пищевые
отходы
2000 т/год
Цветной
металл
1000 т/год
Вывоз к местам дальнейшей переработки
используемых вторичных отходов
Реактор
Вывоз на полигон захоронения
неиспользуемых вторичных отходов
Пресс
Одним из наиболее перспективных направлений использования производственных и
бытовых отходов, по нашему мнению, является использование отдельных видов
вторичных отходов в качестве компонентов при производстве различных
композиционных материалах.
Композиционные материалы на термопластичном связующем:
1. Связующее – полиэтилен, полипропилен, полихлорвинил и другие
термопласты.
2. Наполнитель – древесные и растительные отходы, резина бывшая в
употреблении, макулатура, другие органические и неорганические
материалы.
Основные технологические особенности производственного процесса
композиционных материалов на термопластичном связующем:
• ориентация на использование в качестве сырья различного вида отходов;
• использование в качестве связующего сухого мелкодисперсного термопласта;
• двухстадийное горячее – холодное прессование.
Технологическая схема процесса производства древесно-полимерных плит (ДПП)
Участок подготовки наполнителя
измельчение
сортировка
сушка
Участок подготовки термопластичного связующего
измельчение
сортировка
Участок дозирования
и смешивания
компонентов
Участок
формирования и
прессования ДПП
дозирование
наполнителя
формирование
брикета
смешивание
компонентов
горячее
прессование
дозирование
термопласта
холодное
прессование
складирование
обрезка
Изменение температуры поверхности и центра брикета в процессе горячего прессования
при различной начальной влажности древесно-полимерной композиции
Т,
473К
1
423
бр = 0,016 м;
Тпр = 458 К;
бр =700 кг/м3
373
2
1 – температура поверхности
брикета;
2 – Wбр = 8 %;
3 – Wбр = 6 %;
4 – Wбр = 4 %;
5 – Wбр = 2 %
3
323
4
5
273
0
240
480
720
960
1200
пр, с
Изменение температуры поверхности и центра брикета в процессе горячего прессования
при различных диаграммах прессования
Т, К
473
1
423
2
бр = 0,016 м
Тпр = 458 К
бр = 700 кг/м3
Wбр = 8 %
373
3
1 – температура поверхности
брикета;
2 – температура в центре
брикета;
3 – диаграмма прессования
323
273
0
240
480
720
960
пр, с
1200
Изменение температуры центра брикета в процессе горячего и холодного прессования
(Тп = 453 К; бр = 850 кг/м3; W = 6%; бр = 10 мм; ссв = 20%)
рп,
МПа
Т, К
I
II
III
3
3,0
423
2
2,0
373
4
1,0
473
0
273
0
300
1
600
900
, с
1  температура пластей брикета;
2, 3  температура в центре брикета, полученная экспериментальным и расчетным путем, соответственно;
4  диаграмма прессования;
I  горячее прессование; II  межпрессовая транспортировка; III  холодное прессование
Благодарим за
внимание !