Русская версия English version

Разработка конструкции печи для утилизации твердых отходов и оценка эффективности ее работы

Р.Н. Габитов, О.Б. Колибаба, А.И. Сокольский, А.В. Грошева

Вестник ИГЭУ, 2019 г. выпуск 5, сс. 23—30

Скачать PDF

Аннотация на русском языке: 

Состояние вопроса. Практическая реализация процесса термической утилизации отходов, в том числе коммунальных, и эффективность переработки в значительной мере зависят от конструкции установки и режимов ее работы. В работах P. Basu, Сафина Р.Г., Шантарина В.Д. и др. предложены конструкции установок для переработки углеродосодержащих отходов, основным недостатком которых является использование только определенного вида отходов (древесины, биомассы, пластика). Установки работают при малой влажности сырья, что вызывает ухудшение качества получаемого газа. В связи с этим актуальным является разработка новой конструкции установки для утилизации различных по составу отходов в широком диапазоне их влажности и оценка эффективности ее работы.

Материалы и методы. Для определения эффективности работы печи для термической утилизации отходов использован метод материального и теплового баланса, позволяющий определить коэффициент полезного действия установки и выбрать режим ее работы с максимальным его значением.

Результаты. Предложено конструктивное оформление двухкамерного термического реактора для утилизации отходов совмещенным методом сушки и окислительного пиролиза. Конструктивная особенность установки позволяет организовать процесс окислительного пиролиза сырья в реакторе и разделить потоки пиролизного газа потребителю и на собственные нужды. Приведен алгоритм материального и теплового расчета по зонам сушки и пиролиза. Проведен анализ работы термического реактора производительностью 500 кг/ч при разных режимах окислительного пиролиза в зависимости от влажности исходного сырья.

Выводы. Предложенная установка окислительного пиролиза позволяет вести процесс утилизации твердых коммунальных отходов при их относительной влажности от 4 до 50 % с коэффициентом полезного действия от 0,6 до 0,9 путем изменения количества вводимого кислорода с 1 до 10 %.

Список литературы на русском языке: 

1. Алексашина В.В., Карташова К.К. Коммунальные отходы мегаполиса: проблемы захоронения // Экология урбанизированных территорий. – 2015. – № 4. – С. 51–59.

2. Cерова Е.Ю. Технологии и проблемы переработки твердых отходов в современных условиях // Академический журнал Западной Сибири. – 2016. – № 12. – C. 45–46.

3. Чучмарева А.С. Применение новых проектов и технологий в сфере обращения с отходами в Московской области // Отходы и ресурсы. – 2017. – № 3 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://dx.doi.org/10.15862/08RRO317

4. Oxidative pyrolysis of oil shale in tubular flow reactors with external heating / Y.Y. Pechenegov, V.F. Simonov, B.A. Semenov et al. // J.Solid Fuel Chemistry. – 2017. – Т. 51, № 1. – P. 40–43.

5. Шишкин Ю.Л. Окислительный пиролиз как метод структурно-группового анализа органического вещества и его применение для оценки углеводородного, газового и коксового генерационных потенциалов осадочных пород и пиролизного сырья // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2009. – № 6. – С.16–28.

6. Mark S.D. The Andco-Torrax System // Sofer S.S., Zaborsky O.R. Biomass Conversion Processes for Energy and Fuels. – Springer, Boston, MA, 1981. https://doi.org/10.1007/978-1-4757-0301-6_7

7. Экспериментальное исследование окислительного пиролиза твердых бытовых отходов / Р.Н. Габитов, О.Б. Колибаба, К.В. Аксенчик, В.А. Артемьева // Вестник ИГЭУ. – 2017. – Вып. 3. – С. 14–19. doi: 10.17588/2072-2672.2017.3.014-019.

8. Kolibaba O.B., Sokolskiy A.I., Gabitov R.N. Research of the pyrolysis of municipal solid waste aimed at improving the efficiency of thermal reactors // J. International Journal of Energy for a Clean Environment. – 2017. – Vol. 18, issue 2. – P. 147–160. doi: 10.1615/InterJEnerCleanEnv.2017020368.

9. Kolibaba O.B., Sokolskiy A.I., Gabitov R.N. Investigation of solid organic waste processing by oxidative pyrolysis // J. Journal of Physics: Conference Series. – 2017. – Vol. 891. – P. 1–5.

10. Basu P. Biomass Gasification and Pyrolysis: practical design and theory // Academic Press, 30 Corporate drive. – Burlington, USA, 2010. – 365 p.

11. Габитов Р.Н., Колибаба О.Б., Грошева А.В. Разработка конструкции установки для утилизации твердых коммунальных отходов методом окислительного пиролиза // Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии (Бенардосовские чтения): сб. науч. тр. XX Междунар. (Всерос.) науч.-техн. конф., 29–31 мая 2019 г., г. Иваново. – Иваново, 2019. – Т. 2. – С. 279–281.

 

 

Ключевые слова на русском языке: 
термическая переработка, тепловой баланс, утилизация отходов, метод сушки, окислительный пиролиз, энергоэффективность
Ключевые слова на английском языке: 
thermal processing, thermal balance, waste utilization, drying method, oxidative pyrolysis, energy efficiency
Индекс DOI: 
10.17588/2072-2672.2019.5.023-030
Количество скачиваний: 
13