Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 3 (Тимонин А.С. - Инженерно-экологический справочник), страница 211

Так, при б00 С и пребывании материала в печи в течение 14 мин получается 10 % газа, 50 % смолы и 40 % твердого продукта, а при 800 С (10 мин) выход этих продуктов составляет соответственно 30, 39 и 30 %%. На рис. 4.6 приведена технологическая схема пиролиза — 125 т в сутки сухих осадков сточных вод с получением пирокарбона, первично- го дегтя, газа, а также технического воска. Такая производительность по осадкам примерно соответствует мощности Центральной очистной станции аэрации в Санкт-Петербурге. На схеме сухой осадок влажностью 10 % поступает в складское помещение площадью 1500 м', которое рассчитано на 15-суточное хранение сухого осадка при объемной массе О,б.

После двух дробилок, производительностью по 6 т/ч каждая, осадки наклонными транспортерами Часть 1Х. Осаоваое оборудование дяя нереработки твердых отходов подаются в верхний загрузочный бункер, обслуживающий все три печи, которые обогреваются газом с расчетной температурой 450 — 500 С. В результате пиролиза выделяется полукокс, удаляемый через нижнее разгрузочное устройство печи. Газообразные продукты, смола (первичный деготь) и пары воды из печи поступают в газосборник.

Отсюда жидкая смола и вода стекают в водоотделители. Из газосборника первичный газ поступает в охладитель. Очистка газа от СО, производится тремя скрубберами, а от Н, — двумя. Удаление сероводорода и углекислоты достигается промывкой газа сначала известковым молоком, а затем железосодовым раствором, который после использования сливается в промежуточную емкость, а затем для регенерации перекачивается насосом в два барбатера. Здесь для очистки от сероводорода раствор продувается воздухом.

Очищенный газ поступает в мокрый газгольдер, откуда расходуется как топпиво. Из водоотделителей, снабженных змеевиками для обогрева паром и лучшего отстаивания, подсмольная вода и механические примеси, загрязняющие смолу, опускаются в канализацию, а смола направляется в два хранилища емкостью по 250 м'. Пиролизный завод обслуживается насосным отделением, состоящим из четырех центробежных насосов и двух дозирующих поршневых насосов. Здесь же размещаются два эксгаустера, которые осуществляют систему конденсации.

Выделение воска из смолы осуществляется с помощью бензина с последующей кристаллизацией в аппарате-экстракторе. В верхнюю часть экстрактора насосом подается смола, а в нижнюю — бензин; получаемый по второй технологической схеме. Раствор воска в бензине из верхнего штуцера переходит в промежуточную емкость„откуда насосом подается в кристаллизаторы, охлаждаемые рассолом хлористого кальция до 5 — 8 С, После этого раствор воска поступает на центрифуги, затем воск для плавки попадает в подогреваемый резервуар, а отделенный бензин — в другую емкость, откуда насосом перекачивается в сборный резервуар для бензина, предназначенный для экстракции воска.

Расплавленный воск из резервуара гранулируется водой и по ленточному транспортеру подается на другой закрытый транспортер, где окончательно промывается от примесей, а затем вторично плавится в резервуаре. Отсюда жидкий воск перекачивается для очистки на фильтры, после чего направляется на разлив и на склад готового продукта. Одной из возможностей использования избыточного активного ила является его пиролиз для получения активированных углей как сорбента. Активированный уголь (АУ) представляет собой углеродистый адсорбент, скелет которого состоит из рыхлых шестичленных углеродных колец. Отличаясь высокой пористой структурой поверхности и объема, он обладает способностью хорошо сорбировать газообразные, парообразные и растворенные вещества.

Для производства ЛУ в мировой практике используются такие органические материалы, как древесина и древесный уголь, торф и торфя- Глава 4. Оборудование для термических методов переработки отходов ной полукокс, ископаемые угли, нефтяные остатки, отходы целлюлозно-бумажного производства и др. Процесс получения активированного угля из активного ила, предварительно высушенного до влажности 5 — 10 %, сводится к термическому разложению (деструкции) органического материала до получения карбонизованного остатка (полукокса) и последующей активации его водяным перегретым паром. В результате воздействия паром происходит удаление углеводородов и смолистых веществ с поверхности полукокса, который после этого получается более разрыхленным, с развитой пористой структурой.

Наиболее целесообразная температура водяного пара определена в 700 'С. Более высокая температура ведет к резкому увеличению зольности, обгару угля и падению его сорбционной способности. Оптимальная продолжительность активации, как показали опыты, равна 60 мин. При большей продолжительности увеличивается обгар и зольность активированного угля. Без активирующего агента (воцяного пара) получаемый уголь- сырец будет обладать малой сорбционной способностью и практически будет не активен.

Опыты с термической обработкой активного ила без доступа воздуха показали, что выделение влаги наблюдается при температуре 135 С. Цеструкция органических веществ осуществляется при температуре 265 — 420 С. При этом максимальное выделение газообразных продуктов наблюдается при темпсратуре 265'С, а образование карбонизованной структуры (полукокса) завершает- ся при температуре 575 — 600 С. Увеличение температуры выше 600 С не улучшает процесс деструкции и не увеличивает суммарную пористость, активность и прочность сорбснта.

К настоящему времени известны некоторые технологические схемы получения активированных углей, проверенные на опытно-промышленных установках, которые могут быть использованы при переработке избыточного активного ила. Одна из этих схем приводится на рис. 4.7. Здесь активный ил, обезвоженный до влажности 50 — 55 %, из сборника поступает в гранулятор, после чего гранулы высушиваются в барабанной сушилке до влажности 10 %. Дальше сухие гранулы подвергаются пиролизу во вращающейся печи. Для активации гранулы обрабатываются в камере водяным паром, а для обеззоливания промываются 10 %-ным раствором соляной кислоты.

После промывки активированного угля в камере и сушки последний поступаст на упаковку как товарный сорбент. При термическом разложении ТБО можно выделить в основном два типа реакций: 1) термический распад исходного вещества и дальнейшее разложение получающихся промежуточных соединений; 2) конденсация и полимеризация молекул, образовавшихся в результате первичных реакций деструкции исходного сырья. При пиролизе отходов протекают связанные между собой процессы сушки, сухой перегонки (собственно пиролиз), газификация и горение коксового остатка с выде- Чисть 1Х Основное оборудование для переработки твердых отходов Топ тово н ъ 4 В канолшацию Рис.

4.7. Технологическая схема получения активированного угля из активного ила ме- тодом пиролиза: 1 — сборник обезвоженного активного ила; 2 — гранулятор; 3 — сушилка", 4 — печь сушилки; 5 — врашаюшаяся печь пиролиза; б — топка для пиролизной печи; 7 — камера активации; 8— камера обеззоливания; 9 — камера промывки; 1Π— сушильная камера, П вЂ” активированный уголь на упаковку; 12 — топка дожигания; 13 — котел-утилизатор тепла лением газообразных продуктов. Сам процссс пирогенетичсского разложения отходов характеризуется выделением газа, смолы, углеродистого твердого остатка (кокса).

Соотношение количеств получаемых газообразных, жидких и твердых продуктов, а также их состав зависит от условий, при которых протекает процесс пиролиза, и состава исходных бытовых отходов. В результате газификации углерод под воздействием окислителя (воздуха, кислорода, водяных паров) превращается в газообразное топливо. Оставшийся после этого твердый остаток содержит минеральную часть отходов. Таким образом, выходящий из пиролизного реактора продукт является сложной смесью газообразных, жидких и твердых веществ, состав которых зависит от химической природы сырья и физических параметров нагрева (процесса).

Учитывая разнообразие компонентов в бытовом мусоре, нельзя однозначно оценить тепловой эффект реакции пиролиза. Однако можно предположить„что в основном реакции, протекающие при пиролизе, эндотермичны, а поэтому их суммарный тепловой эффект недостаточен для поддержания процесса. На выход продуктов пиролиза отходов может оказать существенное влияние применение катализаторов, повышенного давления, окислительных (кислород, металлы, воздух, вода) или восстановительных (водород, окись углсрода) агентов. На рис. 4.8 приведена технологическая схема пиролиза ТБО.