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 !