Использование твердых отходов в качестве вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) и вторичных материальных ресурсов (BMP)
Термические методы уничтожения твердых BMP позволяют использовать энергетический (топливный) потенциал отходов, а в случае комплексной переработки извлекать из продуктов термообработки различные вещества, применяемые в основной или смежной отраслях. Процесс осуществляют в термических реакторах различных конструкций (шахтные, циклонные, с псевдоожиженным слоем и др.). Недостатком метода сжигания является образование сопутствующих топочных газов, подлежащих дополнительной очистке. В ряде случаев при термической переработке твердые отходы подвергают пиролизу - высокотемпературному превращению органических соединений, сопровождающемуся их деструкцией и вторичными процессами. Образующиеся продукты используются как жидкое и газообразное топливо.
Переработка отходов с целью использования их энергетического потенциала без нанесения экологического ущерба окружающей среде представляет собой сложную энерго-технологическую проблему. К таким ВЭР относятся отходы химической и термохимической переработки углеродистого или углеводородного сырья, древесные отходы в лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, отходы химических производств (например, пластмассы или смолы), представляющие собой смеси различных веществ и др., разделение которых экономически нецелесообразно.
Большого экономического эффекта достигают при применении систем, вырабатывающих или полностью обеспечивающих себя электроэнергией, кислородом, сжатым воздухом и теплом (паром). Избытки электроэнергии, тепла и продуктов разделения воздуха используют для нужд коммунально-городского хозяйства. Схема такого энерго-технологического агрегата с применением печей Ванюкова предназначена для переработки твердых бытовых и промышленных отходов (ТБПО) в барботируемом расплаве шлака. Сущность технологического процесса переработки ТБО в печи Ванюкова заключается в высокотемпературном разложении (плавке) компонентов рабочей массы в слое барботируемого шлакового расплава при температуре 1350-1400 °С и выдерживании их в течение 2-3 секунд, что обеспечивает полное разложение всех сложных органических соединений (в том числе дибензодиоксинов и дибензофуранов) до простейших компонентов. Барботаж осуществляется за счет подачи через стационарные дутьевые устройства воздуха (или воздуха, обогащённого кислородом на 50-70%) .
ТБПО рассматриваются как топливо с теплотворной способностью 1500-1800 ккал/кг при влажности 51,7%. Комплекс по утилизации отходов позволяет перерабатывать шихту без предварительной сортировки и сушки со значительным колебанием по химическому и морфологическому составу за счет универсальности плавильного агрегата.
Экологическая безопасность достигается за счет отсутствия на выходе из печи высокотоксичных соединений и применения системы очистки газа, имеющей запас по пропускной способности и рассчитанной на улавливание практически всех возможных вредных соединений, встречающихся в бытовых и промышленных отходах и образующихся при их переработке.
ТБПО и флюсы поступают на завод автотранспортом. Материалы взвешиваются и проходят дозиметрический контроль.
В результате плавки образуются газы, содержащие продукты сгорания и разложения ТБО, а также шлак, состоящий из силикатов и оксидов металлов. Возможно образование донной фазы, содержащей черные и цветные металлы.
Шлак после водной грануляции поступает на предприятия стройиндустрии или на строительство автодорог. Донная фаза отливается в слитки и отправляется на переработку на предприятия черной и цветной металлургии.
Газы охлаждаются в газоохладителе с получением пара энергетических параметров, очищаются от пыли, возгонов, вредных примесей и сбрасываются в атмосферу через дымовую трубу.
Уловленная пыль, в зависимости от содержания в ней компонентов, отправляется потребителю, или возвращается в оборот - на переработку с ТБПО.
На рис. 7.7 представлена структурно-технологическая схема, а на рис. 7.8 - принципиальная аппаратурно-технологическая схема переработки ТБПО.
Рис. 7.7. Структурно-технологическая схема переработки ТБПО
В табл. 7.1. представлены параметры отходящего газа в атмосферу, в табл. .7.2, 7.3 и 7.4 - технико-экономические показатели различных установок - модулей по переработке ТБПО.
Таблица 7.1
Параметры атмосферных выбросов установок по переработке ТПБО
| Элемент | Содержание
в газах  10-3 мг/м3
| Значение ПДК10-3 мг/нм3
| Элемент | Содержание в газах 10-3 мг/нм3
| Значение ПДК10-3 мг/нм3
| |
| Цинк | 3,0 | Ртуть | 0,005 | 0,3 | ||
| Кадмий | 0,02 | 0,3 | Никель | 0,03 | 1,0 | |
| Свинец | 0,3 | 0,3 | Мышьяк | 0,003 | 3,0 | |
| Медь | 0,5 | 2,0 | Олово | 0,3 | ||
| Ванадий | 0,03 | 2,0 | стронций | 0,1 | ||
| Висмут | 0,3 | Сурьма | 0,005 | |||
| Серебро | 0,01 | Молибден | 0,01 | |||
| Вольфрам | 0,002 | Калий | 0,005 | |||
| Цирконий | 0,005 | Бор | 0,1 | |||
| Барий | 0,8 | 4,0 | Хром | 0,005 | 1,5 |
Рис. 7.8. Принципиальная аппаратурно-технологическая схема переработки ТБПО.
1- склад сырья; 2-узел загрузки печи; 3 -плавильный агрегат (печь Ванюкова); 4- сплав на металлургические заводы;5- шлак на производство стройматериалов; б-котел-утилизатор; 7- сухой электрофильтр; 8 - дымосос; 9- скруббер; 10-мокрый электрофильтр; 11 - труба.
Таблица 7.2
Капитальные вложения на строительство модулей в условиях средней полосы России (млн $)
| Наименование работ и затрат | МПВ-30 | МПВ-60 | МЛВ-120 | МПВ-240 |
| Строительные работы | 3,33 | 4,48 | 6,38 | 9,75 |
| Монтажные работы | 1,13 | 1,53 | 2,17 | 3,49 |
| Оборудование | 3,75 | 5,06 | 7,2 | 11,61 |
| Прочие работы и затраты | 0,99 | 1,33 | 1,89 | 2,95 |
| Всего: | 3,2 | 12,4 | 17,64 | 27,8 |
Таблица 7.3
Удельные расходы энергоресурсов на 1 т ТБПО
| № | Наименование | Ед. изм. | МПB-30 | МПВ-60 | МПВ-120 | МПВ-240 |
| Затраты энергоносителей | ||||||
| Собственное производство: | ||||||
| электроэнергия | кВт час | |||||
| кислород технический | м3 | |||||
| сжатый воздух | м3 | 4 11 | ||||
| тепло | Гкал | 0,8 | 0,6 | 0,35 | 0,3 | |
| 2. | От внешнего источника: | |||||
| электроэнергия | кВт час | - | - | - | ||
| природный газ | м3 | |||||
| вода производственная | м3 | 2,9 | 2.24 | 2,26 | 1,95 |
Модули, кроме МПВ-30, полностью обеспечивают себя кислородом, сжатым воздухом, теплом и электроэнергией. Избыток электроэнергии, тепла и продуктов разделения воздуха (кислород, азот и аргон) используется для нужд населения и промышленных предприятий. Теплом отработанного пара турбогенератора в зависимости от мощности модуля можно отапливать от 3 до 30 гектаров тепличных хозяйств. Шлак используется для изготовления строительных изделий (минеральная вата, декоративная керамическая плитка, фундаментные блоки и др.), а также для строительства дорог. Из отходящих газов печи Ванюкова, по желанию заказчика, возможно получение товарной угольной кислоты (сухого льда) и метанола (сырья для получения высокооктанового бензина). Условная экономия земельных площадей при переработке 120 тыс. тонн ТБО (базовый модуль МПВ-120 за счет высвобождения ее при ликвидации или сокращении полигонов составит 150 га при продолжительности эксплуатации модуля в течение 30 лет. При наличии в отходах черных и цветных металлов возможна их утилизация и вторичное использование.
Таблица 7.4
Годовое производство и выпуск товарной продукции
| Наименование | Ед. изм. | MПB-30 | МПВ-60 | МПВ 120 | МПВ-240 |
| Мощность по переработке | |||||
| Твердые бытовые отходы | тыс. т | ||||
| Твердые промышленные отходы | -"- | ||||
| Всего ТБПО | -"- | ||||
| Товарная продукция | |||||
| Гранулированный шлак | тыс. т |
Окончание табл. 7.4.
| Металлосодержащий продукт | тыс. т | ||||
| Электроэнергия | тыс. кВт. час | - | - | ||
| Тепло (обработанный пар) | тыс.Гкал | 20,0 | 50,0 | 120,0 | 240,0 |
| Азот жидкий | т | ||||
| Аргон жидкий | т | ||||
| Аргон газообразный | тыс. м3 |
Разработана технология и оборудование для термической переработки и утилизации твердых бытовых, промышленных и больнично-медицинских отходов. Используемая для переработки и утилизации отходов технология обеспечивает:
- возможность малоотходной высокотемпературной переработки отходов, в том числе токсичных и с высокой влажностью;
- очистку отходящих газов от пыли, соединений хлора и фтора, тяжелых металлов, окислов серы, азота и т.д.;
- полное уничтожение образующихся в процессе переработки диоксинов и фуранов;
- производство полезного продукта в виде различных строительных материалов - теплоизоляционных, отделочных и конструкционных.
Метод высокотемпературной переработки отходов базируется на комбинировании процессов «сушка» - «пиролиз» - «сжигание» -
электрошлаковая обработка» и предусматривает соответствующее аппаратурное оформление (рис.7.9). Технические характеристики установок представлены в табл. 7.5.
Р и с. 7.9. Принципиальная схема установки «ПИРОКСЭЛ»:
1 – бункер загрузочный; 2 - барабан; 3 - топка; 4 –печьэлектрическая; 5 - камера дожигания; 6 - камера нейтрализации; 7 - камера охладительная; 8 - воздухонагреватель; 9 - воздуходувка; 10 -скруббер; 11 -фильтр; 12 -дымосос; 13 -труба дымовая; 14 - задвижка; 15- бункер; 16- форсунка; 17-реагентное хозяйство; 18- байпас фильтра.
Таблица 7.5
Технические характеристики установок «Пироксэл»
| Наименование | Ед. изм. | ТПО-2.5 | ТПО-10 | ТПО-25 | ТПО-100 | ТЛО-250 |
| Производительность | тыс./год | 2,5 | ||||
| Мощность источника питания | кВт | |||||
| Расход электроэнергии | кВт ч/т | |||||
| Объем дутьевого воздуха | м3/час | |||||
| Расход подпиточной воды на охлаждение | м3/час | |||||
| Численность персонала | чел. |
Основное технологическое оборудование включает плавильную электропечь, пиролизную шахту, сушильный барабан с загрузочным устройством. Отходы подаются через загрузочное устройство и сушильный барабан в пиролизную шахту и плавильную электропечь последовательно, проходя через сушку, пиролиз, окисление углерода и обработку жидким шлаком. В результате происходит разложение отходов на шлак, металл, пиролизные и дымовые газы. Подогрев шлака осуществляется графитовыми электродами, которые подключены к источнику питания, при этом состав шлака регулируется добавкой флюсов. Слив шлаков и металла осуществляется периодически через дозирующие отверстия с последующей грануляцией.
В процессе переработки образуются газы двух типов: пиролизный и дымовой. Пиролизные газы проходят по замкнутому рециркуляционному тракту, включающему циклон (очистка от пыли), холодильник (выделение и удаление конденсата воды) и дымосос. Пиролизные газы возвращаются в пространство электропечи для сжигания. Дымовые газы из печи направляются в реактор (дополнительное разложение диоксинов и связывание хлора), фильтр, скруббер, дымосос и через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу. Все оборудование объединено в единый производственный комплекс (табл. 7.6.).
Таблица 7.6
Основные технические характеристики
| Наименование участка | Производство т/сутки | Потребляемая мощность, кВт час | Водопотребление, м3/сутки | Природный газ, м/сут. | |
| обор. | техн. | ||||
| Участок по термической переработке отходов | 260,5 | ||||
| Участок по производству пирозита | 49 м3 | - | 14,4 | ||
| Участок по производству металлической фибры | - | 8,0 | — | ||
| Участок по переработке резинотехнических изделий | 51,6 | - | |||
| Производство коагулянта | 1,2 | 3,6 | |||
| Производство пигмента | 0,12 | 72,5 | - | - | |
| Итого | 1500,5 | 338,1 |
Переработка отходов и получение из ее продуктов строительных и других материалов осуществляется на следующих производственных участках:
- участок термической переработки отходов;
- участок по производству пирозита;
- участок по производству металлической фибры;
- участок по переработке резинотехнических изделий;
- участок по переработке коагулянта и пигмента;
- участок по переработке гальваностоков.
Технологии всех производственных участков взаимосвязаны. Объединяющим является принцип безотходности производства: продукты переработки отходов на одном производственном участке являются либо товарной продукцией, либо исходным материалом для переработки на другом участке. В конечном итоге из твердых бытовых, медицинских и ряда промышленных отходов производятся: пористый наполнитель (пирозит), красящие пигменты и резиновая крошка. Избыток тепла, образующийся в результате работы установок комплекса, используется для переработки загрязненного снега и отопления производственных помещений.
Первый из подобных комплексов - Региональный экологический центр ЮВАО г. Москвы - создан и успешно работает на территории Юго-Восточного административного округа столицы. Производительность центра - 25 тыс. тонн отходов в год (рис. 7.10).
Относительно низкая себестоимость оборудования, а также возможность реализации получаемых в результате переработки отходов материалов, определяют срок окупаемости комплекса в 2,1 года.
ОАО «Уральский институт металлов» предложены технологии комплексной переработки железосодержащих отходов предприятий черной металлургии и сухой грануляции шлака с утилизацией его тепла. В основу комплексной технологии заложены отработанные в отечественной и зарубежной металлургии процессы. Технологическая схема включает термическое обезмасливание мелкой окалины из вторичных отстойников прокатных цехов, сгущение и частичное обезвоживание шламов, агломерацию и холодное или горячее брикетирование отходов в различном сочетании с добавками с целью получения продуктов, удовлетворяющих требованиям доменного и сталеплавильного переделов. При необходимости отходы с повышенным содержанием цинка могут быть металлизованы с попутной отгонкой и улавливанием оксида цинка. Схема имеет блочную структуру и может быть реализована по частям, в том числе и на предприятиях с неполным металлургическим циклом. В зависимости от видов, количества, физических и химических свойств образующихся отходов, имеющегося задействованного и резервного оборудования в основных и вспомогательных цехах, а также на близко расположенных предприятиях, комплексная технологическая схема подлежит корректировке с целью максимального учета местных условий и минимизации дополнительных капитальных затрат.
Преимущества технологии:
- полное использование текущих железосодержащих отходов;
- возможность утилизации складированных отходов из шламонакопителей;
- снижение потребности в привозном сырье;
- высокое качество получаемых продуктов и их эффективное применение в производстве;
- максимальное использование резервных производственных площадей и оборудования при минимальных дополнительных капитальных затратах;
- уменьшение затрат на содержание отвалов и улучшение экологической обстановки;
- высокая экономическая эффективность и быстрая окупаемость затрат.
Рис.7.10. Региональный технический комплекс - экологический центр ЮВАО г. Москвы
Предлагается также технология и установка для грануляции жидких шлаков воздухом с утилизацией до 45-50% тепла расплава. Производительность установки изменяется в пределах 1,5-4,0 т/час. Конструкция узла распыления обеспечивает 100%-ную переработку жидкой части и снижает энергозатраты на дробление шлака до 0,7-0,8 кВт.ч/т. Получаемый гранулят имеет средний фракционный состав: более 5,0 мм - 0,2-0,5%; 2,5-5,0 мм - 20-25%; 1,25-2,5 мм - 40-50%; 0,63-1,25 мм - 30-35%; менее 0,63 мм - остальное. Отработанный воздух обеспыливается и передается на регенерацию тепла. Вредных газообразных продуктов не выделяется. Весь процесс осуществляется в автоматическом режиме.
Тепло шлака утилизируется в виде горячей воды, пара и горючего воздуха. Соотношение между объемами утилизаторов могут меняться в широких пределах.
В зависимости от химического состава исходного шлака гранулят может быть использован в агломерационном производстве, цементной промышленности, дорожном строительстве, сельском хозяйстве и т.п. Грануляция способствует повышению гидравлической активности шлаков.
Технология сухой грануляции опробована на Череповецком и Оскольском металлургических комбинатах, Верх-Исетском металлургическом, Серовском и Актюбинском ферросплавных заводах.
В производстве стекла и стекловолокна твердые отходы (стеклобой) могут достигать 50-70%, а в производстве стекловолокна отходы составляют не менее 15-30% от выпуска готовой продукции. Задачи промышленной экологии, требования к малоотходным производствам и технологии стекловарения предопределили основные варианты рационального использования получаемых отходов как вторичных материальных ресурсов (BMP). Неоднородный состав отходов, их специфические свойства (твердость, абразивность и др.) создают основные трудности повторного их использования в процессах стекловарения. Комплекс проведенных исследований в Московском государственном университете инженерной экологии (МПУИЭ) позволил разработать оригинальные методы промышленной рекуперации отходов [4].
Рис. 7.11.Термический реактор для переплавки стеклобоя и отходов стекловолокна:
1 – загрузочный карман; 2 – форсунка; 3 – фильтр; 4 – дымовая труба; 5 – двойной свод; 6 – узел подачи воздуха; 7 – форсунка; 8 – питатель; 9 - форсунка; 10 – гранулятор; 11 – стекломасса; 12 – отходы.
Способ рекуперации отходов стекловолокна путем переплавки (рис. 11), включающий кучевую загрузку через окно 1 отходов 12, их варку при температуре (1300 ± 50) °С, гомогенизацию расплава и термическую грануляцию, осуществляют в реакторе с двойным сводом (в нем размещен теплообменник 5). Реактор снабжен плавильном бассейном 11, каналом кондиционирования 10, узлами подачи топлива 2, 7 и воздуха 5. Каналы ввода воздуха и топлива снабжены устройствами для изменения угла их наклона; нижняя часть составного свода 6 в конце плавильного бассейна выполнена с наклоном под углом 25-45°. Термический гранулятор 9 выполнен со штуцерами ввода и вывода охлаждающей воды и снабжен форсункой с механизмом регулирования угла наклона относительно вытекающей струи стекломассы. Термическое гранулирование струи стекломассы (ее расход регулируют плунжером 8) ведут при ее вязкости 105 -109 Пз струей воды под давлением 0,15-0,3 МПа при соотношении струи расплава стекломассы и воды 1,4-2 и соударяющихся под углом 45-80° на высоте, равной 15-30 диаметров отверстия питателя. Применение в реакторе двойного свода с теплообменником 5 и фильтра 3 позволяет эффективно использовать тепло отходящих газов 4 и снижать перепад температур между верхним и нижним строением плавильного бассейна. Это позволяет уменьшить выбросы в атмосферу вредных или дефицитных компонентов (бор, фтор, мышьяк и др.) из расплава и значительно улучшить структуру получаемых гранул. Диаметр получаемых гранул колеблется от 2 до 4 мм. Производительность по гранулам составляет 10 т/сут.
Оптимальные условия в объеме отходов и получаемом расплаве, минимальные потери при сгорании топлива и стабилизация химического состава стеклогранул, соответствующего требованиям на сырьевые материалы для стекловарения, позволили по сравнению с имеющимися решениями снизить расход топлива на 40%, повысить производительность в 2,5-3 раза и значительно снизить выбросы в окружающую среду соединений бора (с 3,5-4% до 0,2-0,3%). Экономия минерального сырья при подготовке стекольной шихты с использованием специально переработанных отходов основного производства достигает 30%.
Способ рекуперации отходов стекловолокна путем их механического измельчения в сочетании с термообработкой при температуре 450-8300 С в туннельной или барабанной печи и последующим резким охлаждением заключается в следующем (рис.7.12). Стеклянные нити (их отходы) в мягкой и твердой фазах, прошедшие операции сбора, транспортировки и сортировки направляются в туннельную печь в виде слоя определенных размеров, где подвергают термообработке при температуре 450-830 °С. При этом размеры слоя (отношение его высоты к ширине составляет 0,025-0,35) обеспечивают равномерный отжиг отходов и удаление (выжигание) органического или неорганического покрытия с их поверхности (следовательно, и стабильность их химических и физико-механических свойств) по всему объему.
Рис.7.12. Технологическая схема рекуперации твердых отходов стекловолокна и стекло6оя: 1-бункер накопительный; 2- бункер расходный; 3-зона сортировки и аспирации; 4- зона нагрева; 5 - зона охлаждения; 6 - конвейер; 7- измельчитель; 8- пневмосистема.
Подготовленные таким образом (термообработанные) отходы подают в камеру охлаждения с целью резкого снижения температуры. Охлаждение осуществляют за счет термического удара (например, сжатым воздухом) при перепаде, равном (0,005-0,3) Тсг , где Тсг - температура сгорания наиболее термостойкого компонента покрытия стеклянных нитей или их отходов. Резкий перепад температур вызывает спонтанные структурные изменения в объеме переработанного материала, происходит его разупрочнение (растрескивание) и наблюдается эффект массового самоизмельчения отдельных волокон отходов. Далее отходы с пониженной прочностью на истирание и излом направляются в установку для их измельчения, например, в молотковую дробилку. Процесс измельчения идёт в отношении твердой фазы к мягкой (3:1) перед термообработкой. Дополнительно может осуществляться ввод возвратного стеклобоя (например, бракованных стеклошариков) в измельчитель или печь отжига. Ввод возвратного стеклобоя в измельчитель осуществляется с целью интенсификации процесса измельчения отходов. В этом случае стеклобой выполняет роль дополнительных помольных тел. Одновременно решается вопрос вторичного использования стеклобоя. Ввод возвратного стеклобоя в печь отжига используется при наличии в стекле кусков размером более 30-70 мм. За счет термоудара такие куски разрушаются на фракции размером 1-15 мм, которые затем направляются в измельчитель в качестве помольных тел и для дополнительного измельчения до фракции размером 0,8-1,0 мм.
Технико-экономический эффект от использования этого способа рекуперации выражается в увеличении производительности процесса в 1,4-1,7 раза, снижении энергозатрат на 32-43% и уменьшении загрязнения окружающей среды. Использование в стекловарении порошка из отходов целевого продукта путем его добавки в качестве комплексного компонента в традиционную шихту позволяет экономить до 45% дорогостоящего минерального сырья.
На основе разработанных технологий вторичной переработки промышленных и бытовых отходов стекла и стекловолокна получены новые материалы и изделия, отвечающие в полной мере требованиям экологической экспертизы и промышленного дизайна: стеклогранулят, стеклопорошки, стеклянные микрошарики и полые микросферы, воднодисперсионные краски, облицовочная стеклоплитка различной фактуры и оттенков и др. материалы.
Создание новых лакокрасочных композиций с повышенной прочностью, термостойкостью и износостойкостью, малым тепловым расширением и низкой стоимостью становится возможным, благодаря разработке новых составов, в частности, применению наполнителей с улучшенными свойствами. Такими характеристиками обладают мелкодисперсные системы, состоящие из сферических частиц стекла с размерами от 3 до 400 мкм. Гранулометрический и химический состав наполнителей (микрошарики и микросферы) являются основными критериями для выбора конкретной области их использования. Идеальная форма поверхности, отсутствие острых кромок обеспечивают равномерное распределение напряжений вокруг частиц и улучшение механических и потребительских характеристик материалов.
Предложен состав антикоррозионной композиции, предназначенной для обработки и восстановления покрытий днища кузова легковых автомобилей, а также для защиты от коррозии химического и нефтегазового оборудования. За счет введения в битумную основу стеклянных наполнителей увеличивается гидрофобность и адгезионная способность, возрастает ударная прочность и термостойкость покрытия, а также повышается проникающая способность наносимой композиции. Композиция рекомендована также в качестве клея для различных конструкционных материалов (древесины, пластмасс, резины и т.п.).
Разработано аппаратурно-технологическое оформление линии для производства водно-дисперсионной краски различного назначения: (рис. 7.13.). В качестве наполнителя 2 латексной основы используются микрошарики, микросферы, а также порошки промышленного и бытового стеклобоя. В смесителе 1 происходит перемешивание всех компонентов 3, необходимых для получения водно-дисперсионной композиции. Полученный состав накапливается в бункере 4 и с помощью оборудования по дозированию 5 и расфасовке 6 направляется в бункер хранения готового продукта.
Рис. 7.13. Принципиальная схема получения высоконаполненной водно-дисперсионной композиции: 1 – смеситель; 2 – наполнитель (микроизделия); 3 – компоненты; 4 – бункер-накопитель; 5 – камера дозировки; 6 – камера фасовки.
Водно-дисперсионная композиция наносится на бетонную оштукатуренную, кирпичную, деревянную и другие поверхности без предварительной подготовки. Срок службы покрытия по сравнению с аналогом возрастает в 3-7 раз. Предлагаются к реализации также составы эмалей и мастик, в которых светоотражающую функцию выполняют стеклянные микроизделия.
В НПО «Радон» переработке подвергаются радиоактивные отходы (РАО) средней и низкой активности (твердые - до 10-3 Ки/кг, жидкие - до 10-4 Ки/л). В целях экономии объема хранилищ и обеспечения безопасности при длительном хранении твердые РАО перед захоронением подвергаются переработке сжиганием и прессованием. Сжигаются горючие отходы: древесина, бумага, ветошь, спецодежда, биологические отходы (за исключением галогенсодержащих). Коэффициент сокращения объема - 60-80. Образующаяся зола отверждается методом цементирования, превращаясь в монолитные блоки. Высокоэффективная система газоочистки обеспечивает надежную защиту атмосферного воздуха.
Прессованию подвергаются негорючие отходы или те, сжигание которых нецелесообразно из-за содержания опасных веществ (металлоизделия, резина, пластмасса, лабораторное оборудование). Коэффициент сокращения объема - 4-8.
Крупногабаритные и сверхпрочные конструкции поступают на захоронение в индивидуальных контейнерах без переработки. Пустоты, образующиеся в хранилище между упаковками с РАО, заполняются цементным раствором.
Жидкие РАО подвергаются различным методам очистки и обезвреживания, позволяющим концентрировать радиоактивные вещества в малом объеме. На конечной стадии они переводятся в твердые формы, безопасные при длительном хранении.
Особенности переработки РАО в шахтной печи (рис. 7.14):
- способность перерабатывать отходы сложного морфологического состава с содержанием негорючих компонентов до 40% (в том числе металлов);
- относительно малые объемы отходящих газов и малые уносы радиоактивных веществ из печи;
- высокая степень сокращения первоначального объема отходов;
- получение конечного продукта в виде плавленого химически стойкого материала.
Рис. 7.14. Технологическая схема установки сжигания РАО на базе шахтной печи:
1 – узел загрузки; 2 – шахтная печь; 3 – плазменный генератор; 4 – узел ввода углеводородов; 5 – узел шлакоудаления; 6 – камера дожигания; 7 – газовая горелка; 8 – распылительное устройство; 9 – испарительный теплообменник; 10 – металлорукавный фильтр; 11 – теплообменник; 12 – сборник конденсата; 13 – подогреватель отходящих газов; 14 – ФТО; 15 – вентилятор; 16 – дымовая труба; 17 – рециркуляционный насос.
Технические характеристики:
| Производительность по твердым горючим отходам, кг/ч | |
| Производительность по жидким горючим отходам, кг/ч | |
| Максимальная температура, в зоне плавления, оС | |
| Габариты, мм: | |
| диаметр подовой части | |
| высота шахты | |
| Объем отходящих газов печи, м3 | |
| Расход охлаждающей воды, м3 | |
| Коэффициент сокращения объема | 10-100 |
| Эффективность системы газоочистки, %: | |
| по аэрозолям | 99,5 |
| по радионуклидам | 99,5 |