Исследование пиролизной утилизации углеродсодержащих твердых бытовых отходов

Коровин, Игорь Олегович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Исследование пиролизной утилизации углеродсодержащих твердых бытовых отходов
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Исследование пиролизной утилизации углеродсодержащих твердых бытовых отходов"

На правах рукописи

Коровин Игорь Олегович

ИССЛЕДОВАНИЕ ПИРОЛИЗНОЙ УТИЛИЗАЦИИ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

25.00.36 - Геоэкология / Технические науки /

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень 2003

Работа выполнена в Тюменском государственном нефтегазовом университете

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Шантарин В. Д.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Ганяев В.П. кандидат технических наук

Губарева H.H.

Ведущее предприятие: Тюменский государственный университет

Защита диссертации состоится «19» декабря 2003 г. в 11— час. на заседании диссертационного совета Д 212.273.02 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТюмГНГУ.

Автореферат разослан «19» ноября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук

профессор ______________________С.И. Челомбитко

ОВЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. С ростом численности населения планеты и развитием производственной деятельности возрастают масштабы воздействия на окружающую среду, поэтому остро стоит проблема оптимизации взаимодействия человека и природы. В этом аспекте особенно остро стоит проблема утилизации отходов, которая поднималась на конференции ООН в Рио-де-Жанейро (июнь 1992 г.), а задача снижения количества отходов была отнесена к 10 наиболее важным проблемам глобальной экологии.

В России ежегодно образуется около 300 кг твердых бытовых отходов (ТБО) на одного человека, которые требуют переработки, либо захоронения. Их химический состав включает от 20 до 45 % - неорганических веществ, от 55 до 80 % - органических, в том числе от 28 до 35 % углерода.

На сегодняшний день более 95 % образующихся в России отходов подвергают захоронению на полигонах. С каждым годом объемы образования ТБО увеличиваются, что приводит к отчуждению земель для строительства новых полигонов. На полигонах ТБО не подвергаются переработке, а только уплотняются и складируются: здесь образуется биогаз, который загрязняет атмосферу и является одним из возможных причин возникновения «парникового эффекта». При выпадении атмосферных осадков происходит растворение солей тяжелых металлов, которые попадают в грунт и подземные водные горизонты.

И только два процента сжигаются на мусоросжигательных заводах (МСЗ), которые оснащены импортным оборудованием.

Проблема полного уничтожения или частичной утилизации ТБО -бытового мусора - исключительно актуальна, прежде всего, с точки зрения отрицательного воздействия на окружающую среду, особенно в городских условиях. С одной стороны, твердые бытовые отходы - это богатейший

источник вторичных ресурсов (в том числе черных, цветных и редких металлов), а с другой стороны - «бесплатный» энергоноситель, так как бытовой мусор - возобновляемое углеродсодержащее энергетическое сырье для топливной энергетики.

Поэтому, на сегодняшний день, вопросы, связанные с утилизацией ТБО, как никогда актуальны.

Целью данной диссертационной работы является исследование пиролизной утилизации углеродсодержащих твердых бытовых отходов в условиях подвода тепла от электродугового нагревателя с получением, в качестве продукта переработки, горючего газа и изучение параметров предлагаемого процесса.

Задачи исследований

1. Разработка конструкции испытательного стенда, позволяющего реализовать метод высокотемпературной пиролизной утилизации углеродсодержащих твердых бытовых отходов.

2. Выполнение расчетно - теоретического обоснования и проведение опытно - экспериментальных исследований процесса пиролизной утилизации ТБО.

3. Определение и анализ параметров и КПД процесса утилизации ТБО.

4. Обоснование экологической и энергетической эффективности утилизации углеродсодержащих твердых бытовых отходов' в установке с использованием электродугового способа подвода тепла. Научная новизна

2. Разработана методика определения компонентов получаемого горючего газа на основе уравнений материального и теплового баланса в реакторе при утилизации углеродсодержащих ТБО.

3. Впервые проведены исследования по раздельной утилизации ряда основных компонентов ТБО, позволяющие оценить перспективность применения данного метода.

Практическая значимость работы. Выполненное обоснование целесообразности термической утилизации углеродсодержащих ТБО без подачи воздуха дает возможность получения и последующего использования горючего газа для производства тепловой и электрической энергии.

Полученные результаты исследований позволяют использовать их для расчетного анализа утилизации при морфологическом составе отходов, характерном для отходов, образующихся в городе Тюмени, а также в разработке технологической схемы и конструкторской документации опытно - промышленной установки по утилизации ТБО УУТБО - 1. Разработан студенческий лабораторный практикум по утилизации твердых бытовых отходов пиролизным методом. На защиту выносится:

1. Методика пиролизной утилизации углеродсодержащих ТБО термическим разложением отходов без доступа воздуха.

2. Результаты комплексного расчетно-теоретического анализа процесса утилизации отходов.

3. Результаты экспериментальных исследований параметров процесса термической переработки углеродсодержащих отходов в пиролизном реакторе с электродуговым подводом тепла.

Апробация работы и публикации. Результаты работы доложены на: Всероссийской научной конференции «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна», ТюмГНГУ, Тюмень, 14-17 ноября 2000 г.;

4-ой Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая среда», Тюмень, ТГУ, 2001 г.;

У-ой Международной экологической конференции студентов и молодых ученых «Экологическая безопасность и устойчивое развитие», Москва, 18-19 апреля 2001 г.;

7-ой Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (СИБРЕСУРС-7-2001), Томск, 17-19 сентября 2001 г.;

Международном экологическом симпозиуме «Перспективные информационные технологии и проблемы управления рисками на пороге нового тысячелетия», научные чтения «Белые ночи-2001», Санкт - Петербург, 4-5 июня 2001 г.;

Второй Всероссийской научной конференции «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна», Тюмень, ТюмГНГУ, 25-27 апреля, 2002 г.;

5-ой Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая среда», Тюмень, ТГУ, 24 - 26 сентября, 2002 г.;

Научно-технической конференции «Нефть и газ: проблемы недропользования, добычи и транспортировки», посвященной 90-летию со дня рождения В. И. Муравленко, Тюмень, ТюмГНГУ, 25 - 26 сентября, 2002 г.;

Международном семинаре «Экологический мониторинг в процессе добычи нефти и газа», Тюмень, 2002 г.;

9-ой Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы • Сибири» (СИБРЕСУРС-9-2003), Барнаул, 23-34 сентября 2003 г.

По результатам работы опубликовано двадцать шесть печатных работ, в том числе: методические указания к практической работе «Утилизация твердых бытовых отходов пиролизным методом», оформлены две заявки на получение патента РФ.

Результаты исследований использовались при проектировании опытно-промышленной установки по утилизации отходов УУТБО - 1.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и выводов по диссертационной работе, содержит 159 страниц, 28 рисунков, 15 таблиц, библиографию из 133 наименований.

Автор выражает благодарность за научное руководство доктору технических наук, профессору Шантарину Владиславу Дмитриевичу, а также всем коллегам, которые консультировали, оказывали содействие и помощь в выполнении и оформлении работы. Отдельная благодарность Швецову Владимиру Дмитриевичу.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, приведена научная новизна и практическая ценность работы, дана общая характеристика работы.

В первой главе на основе литературных данных, проведен анализ состояния основных методов утилизации ТБО в мире. В результате установлено следующее.

1. Существующие в настоящее время методы и технологии использования или переработки отходов не позволяют решить проблему их полной утилизации. Широкое распространение получила практика захоронения твердых бытовых отходов на полигонах, что ведет к постоянному наращиванию территории полигонов, загрязнению почвы, воздушной и водной среды.

2. Незначительное распространение на сегодняшний день получили методы сжигания твердых бытовых отходов. Однако сжигание отходов приводит к выбросам загрязняющих веществ, причем оборудование для очистки по стоимости значительно превосходит стоимость мусоросжигательного устройства, а очистка отходящих газов при сжигании отходов осложняется большим объемом образующегося газа.

3. Наиболее перспективными способами утилизации твердых бытовых отходов правомочно рассматривать лишь те технологии, которые помимо экологической безопасности были бы энергетически выгодными или, в крайнем случае, могли максимально сократить отрицательный энергетический баланс. Это методы пиролиза или газификации отходов в различных условиях, при которых в результате термической обработки отходов в среде, обедненной кислородом, основным продуктом переработки является смесь горючих газов, объем, и теплотворная способность которых обеспечивает экономическую обоснованность данной технологии утилизации.

4. Достижение высоких температур для разложения углеводородных отходов в существующих пиролизных установках обеспечивается за счет сжигания дополнительного топлива, либо за счет непосредственного сжигания части самих органических отходов. Это ведет к снижению теплотворной способности получаемой газовой смеси из-за разбавления ее продуктами сгорания.

Во второй главе приводятся теоретические основы процесса пиролизной переработки углеродсодержащих ТБО.

Проведенный анализ ситуации, сложившейся в г. Тюмени в области накопления отходов, показывает увеличение общего количества вывозимых на свалки отходов. К 2004 году объем отходов составит порядка 1 млн. м\ Поэтому существует необходимость в новых технологиях по переработке отходов.

В работе предложен электродуговой метод пиролизной утилизации углеродсодержащих ТБО, испытательный стенд и установка для его осуществления, с целью получения горючего газа, дальнейшее сжигание которого в качестве топливного компонента, позволяет получить экологически достаточно чистый выброс, наносящий минимальный вред окружающей среде.

При непосредственном участии автора разработан испытательный стенд, включающий в себя лабораторную установку (см. рис. 1), состоящую из реактора <5, который предназначен для утилизации органических отходов и представляет собой электродуговую печь косвенного действия. Особенностью установки является то, что электрическая дуга во'шикает между двумя горизонтально расположенными электродами 7 и 11. Утилизируемому материалу тепло от дуги передается излучением, конвекцией и теплопроводностью.

Рис. 1 Схема испытательного стенда

1 - холодильник; 2 - кран шаровый; 3 - температурные датчики; 4 - манометр; 5 - люк загрузочный; 6 - реактор; 7 - электрод малый; 8 - устройство подачи; 9 - трансформатор питающий; 10 - люк разгрузочный; 11 - электрод большой; 12 - конденсатосборник; 13 - счетчик газовый.

Электроды помещены в изоляционные диэлектрические кольца и снабжены уплотняющими устройствами, что позволяет проводить эксперименты при избыточном давлении в установке. Подача электродов

производится вручную при помощи винтового устройства подачи 8. Внутри реактора установлен механический фильтр грубой очистки. Снаружи установки газ проходит через регулятор выхода газа, выполненного в виде шарового крана 2, по газопроводным линиям в конденсатосборник 12 (осаждается жидкая фаза), газосчетчик 13, и факельное устройство, где газ и сгорает. Избыточное давление в установке достигается с помощью образующегося пиролизного газа путем перекрывания в начальный момент переработки регулятора выхода газа.

На рисунке 2 изображены изотермы температурного поля в горизонтальном сечении реактора на уровне расположения электродов /,

Рис. 2 Приближенный вид изотерм (1-5) температурного поля в пиролизном реакторе, соответственно при температуре на дальней от центра границе зоны: 1300, 1100,950, 800 и 625 °С, где I - электроды, II - корпус термопары.

построенные по экспериментальным данным, полученным при помощи хромель-копелевой термопары, помещенной в гильзу II, перемещение которой происходит продольно. При этом в установке применялись электроды, диаметром 14 мм, мощность подаваемого на них электрической энергии составляет порядка 5 кВт.

Для исследований в лабораторных установках малой производительности впервые предложена упрощенная модель углеродсодержащих твердых бытовых отходов города Тюмени. Исходя из морфологического состава отходов (см. рис. 3), а, также проанализировав тенденции изменения морфологического состава ТБО в США и странах Европы, выбраны наиболее значимые компоненты для упрощенной модели отходов. В расчете на 200 г исходного материала это: бумага (90 г), пищевые отходы (картофель) (80 г), пластик (20 г) и древесные отходы (опил, стружка) (10 г). Зная влажность и процент содержания органики в каждом компоненте отхода, определено, что в 200 г. модели содержится 106,3 г органической фазы, 77,1 г жидкой фазы (влага) и 16,6 г золы.

отсев металл стекло камни

пищевы - отходь 27%

резина 5%

бумага, картон 36%

Рис. 3 Морфологический состав ТБО г. Тюмени, % (вес)

Проанализирована и переработана расчетная методика протекания процесса пиролиза органической массы, позволяющая по исходной массе и известному составу отходов с использованием известных опытных констант, определять объем отдельных компонентов в получаемом горючем газе. Результаты расчета материального и теплового баланса процесса представлены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты расчета материального и теплового баланса пиролиза ТБО

Показатели Условные обозначения Ед. изм. Значения

Масса загружаемых ТБО м(ТУ г 200

Масса извлекаемой золы г 16,6

Масса паров воды в образовавшемся газе м(Н20)г г 39

Масса образовавшегося газа м(ГГ)г г 147,4

Объем образовавшегося газа V, ДМ3 205

Низшая теплотворная способность топлива дрн Дж/г 10140

Низшая теплотворная способность образовавшегося сухого газа Н°н Дж дм' 12250

Общее количество теплоты подводимое в реактор с учетом тепловых потерь <2о Дж 675601

Коэффициент полезного действия процесса пиролиза п % 89

Рассмотрена расчетная модель энергетического баланса

электродугового нагревательного устройства, с учетом обобщенных опытных данных, выполнено расчетно-теоретическое исследование о перспективности применения данной технологии. Теоретический КПД процесса пиролиза, при прогнозируемом компонентном составе отходов к 2020 году, составит порядка 90 %.

В третьей главе приведены результаты четырех этапов экспериментальных исследований, направленные на определения режимов переработки модели углеродсодержащих ТБО пиролизным методом.

Этап I. Для проведения экспериментального цикла были приняты следующие значения полной мощности электрического тока, затрачиваемой на утилизацию модели ТБО:

N, = 0,6 кВт-ч (I, = 150 A, U, = 21 В), N2= 1,07 кВт ч (12 = 200 A, U2 = 25 В), N3= 1,43 кВт-ч (13 = 250 A, U3 = 29 В).

В качестве определяющего параметра эффективности процесса приняты относительные проценты переработки органической и жидкой (влага) фазы отходов (см. рис. 4). При повышении силы тока со 150 до 200 А, происходит значительное увеличение значений процента переработки органической и жидкой (влага) фазы. Дальнейшее увеличение силы тока электродугового разряда не приводит к существенному изменению значений процента переработки. Это позволяет сделать вывод, что процесс переработки на лабораторной установке наиболее эффективен при значении силы тока, подаваемого на электроды, I = 200 А и напряжении U = 25 В, что подтверждается объемом и скоростью выхода пиролизного газа.

150 А

200 А

250 А

Сила тока электрической дуги (1,А)

Ш Органическая фаза ■ Жидкая фаза

Рис. 4 Зависимость относительного процента переработки органической и жидкой фаз отходов от силы тока электрической дуги (I, А).

Этап II. На данном этапе проведения экспериментальных исследований процесса определялась необходимая продолжительность утилизации отходов, при которой обеспечивается степень переработки отходов, близкая к 100%. То есть скорость выхода газа должна быть приблизительно равна нулю, что достигается (при М = 200г) через 30 минут эксперимента (см. рис 5).

X, мин

Рис. 5 Зависимость скорости выхода пиролизного газа (и) от времени проведения опыта (т). По результатам анализа полученных данных можно судить о

сложной форме протекания процесса. На первой, второй и третьей минуте

происходит интенсивное выделение газа. После этого наблюдается

снижение скорости образования газа (см. рис. 5).

Математически процесс можно описать следующими формулами:

С первой по третью минуту:

0,1-7

U =<2 —-

•к

(1)

где а — максимальная скорость выхода газа при непрерывном процессе (для I = 150,200 и 250 А, соответственно а = 31,42 и 45 дм3/мин), к - переводной коэффициент, дм3/А.

С четвертой по десятую минуту:

U = 18,5-с-е"^ , (2)

где b - коэффициент, определяемый силой тока дугового разряда (для I = 150, 200 и 250 А, соответственно Ь = 190, 370 и 390 1/мин), с - переводной коэффициент, дмэ/мин.

Анализ полученных экспериментальных данных позволяет принять продолжительность протекания процесса утилизации т, равную 10 минутам. Это объясняется тем, что при протекании процесса переработки за 10 минут выделяется объем газа V, равный приблизительно 150 дм3, а за последующие 20 минут всего около 40 дм3. Тогда как в последнем случае удельные затраты энергии на переработанную единицу массы вещества увеличиваются более чем в 2 раза.

Этап ///. Этот этап посвящен определению влияния избыточного давления в пиролизном реакторе на процесс утилизации отходов.

Исследования на этом этапе проводились при избыточных давлениях ( Р, МПа): 0,025; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35 и 0,4. По результатам экспериментов получены зависимости изменения объема образующегося пиролизного газа при разном избыточном давлении (см. рис. 6).

Избыточное давление в пиролизном реакторе создается за счет выделяющейся в начальный момент эксперимента газовой фазы. Отмечено, что за первые две минуты эксперимента выделяется большое количество (порядка 40г) паров воды, которые не успевают прореагировать с углеродом по реакции:

С + Н20 —СО + Н2 (3)

Создание избыточного давления ведет к задержке в начальный момент эксперимента выхода паров воды из реактора. Они вступают в реакцию с углеродом, а, следовательно, увеличивается объем образующегося газа. При увеличении избыточного давления до 0,3 МПа

происходит реакция практически всех паров воды. Дальнейшее увеличение давления приводит к снижению выхода газообразной фазы.

175'

ДМ3 160 >

145

V = -2500ДР4 + 640ДР3 + 4,4ДР2 + 80ДР + 145

0,1

0,2

0,3 0,4

ДР, МПа

Рис. 6 Зависимость средних значений объема выделившегося газа (V) от избыточного давления в реакторе (ДР).

Поэтому по результатам анализа экспериментальных данных третьего этапа можно сделать вывод о необходимости проводить процесс при избыточном давлении (ДР) равным 0,3 МПа.

Этап IV. На этом этапе проводилось изучение протекания процесса пиролиза при различных (раздельных) компонентах модели углеродсодержащих отходов.

Процесс пиролиза протекал при значении силы тока, подаваемого на электроды, I = 200 А и напряжении и = 25 В. Длительность проведения опыта принята т = 10 мин. Масса загружаемых компонентов определялась визуально, исходя из уровня заполнения реактора - бумага 100 г, опил и пластик 200 г, картофель 400 г. В связи с разным исходным весом загружаемого материала в качестве одной из анализируемых величин выступает объем выхода газа на единицу переработанной массы (см. рис. 7).

v/лм,

дм3/г

0,75 0,5 0,25 0

Бумага Опил, Пластик Картофель стружка

Рис. 7 Зависимость удельного объема выхода газа на единицу переработанной массы (V/ДМ) от отдельных компонентов отходов.

Анализ полученных данных показал, что наиболее эффективно процесс пиролиза протекает при переработке опила и бумаги.

По результатам исследований четырех этапов экспериментов можно утверждать, что предлагаемый метод, с осуществлением его на лабораторной установке, обладает наибольшей эффективностью при утилизации органических отходов элекгродуговым разрядом силой тока 200 А и напряжением 25 В. При этом оптимальное время проведения утилизации составляет 10 минут, а для уменьшения выхода жидкой фазы и небольшого увеличению выхода пиролизного газа необходимо создать избыточное давление в реакторе порядка 0,3 МПа. Наибольшая эффективность процесса пиролиза достигается при применении, в качестве исходного материала, опила и бумаги.

Математическая обработка результатов экспериментальных данных проводилась по методу Стьюдента с помощью программы MathCad. Относительная погрешность результатов всех серий измерений не превышает 10%.

На первых трех этапах состав газообразных продуктов менялся в пределах абсолютной погрешности измерений (согласно ГОСТ она составляет 1%) и представляет следующую смесь газов (%, об.): водород - 43; оксид углерода - 41; диоксид углерода - 7; метан - 4,5; азот - 3,5; кислород - 0,5; углеводороды (С2 - С5) - 0,5.

На рисунке 8 показан процентный выход компонентов пиролизного газа при реализации четвертого этапа экспериментов.

Водород Метан Оксид Диоксид СН4 углерода углерода

со со2 □ Картофель Ш Пластик ПОпил 13 Бумага

Рис. 8 Процентный выход газов в зависимости от исходного сырья.

Изменение состава газа в зависимости от загружаемого исходного сырья различно, но в основном представляет собой смесь четырех компонентов газа: водорода, метана, оксида и диоксида углерода. Можно отметить, что концентрация метана (за исключением утилизации опила) и диоксида углерода изменяется незначительно, тогда как содержание в газе водорода и оксида углерода в зависимости от загружаемого материала отличается значительно. Концентрация оксида углерода высока, когда в качестве исходного материала выступает бумага и опил. При использовании в качестве исходного материала пластика отмечается рост концентрации углеводородов (С2 - С5) до 5%.

Из рассмотренного состава получаемого газа можно в целом сделать вывод, что предложенный способ является одним из эффективных способов утилизации углеродсодержащих отходов и позволяет получать горючий газ, с теплотворной способностью не менее 10 МДж/м3. При этом в результате сгорания газа исключается образование экологически вредных веществ. КПД процесса утилизации может быть оценен на уровне 35-40%.

В четвертой главе проведен анализ работы установки, технологическая схема и конструкторская документация которой разработаны на кафедре промышленной экологии с участием автора, реализующие способ термической переработки твердых бытовых отходов в промышленном масштабе.

Общие технические характеристики промышленной установки представлены в таблице 2.

Таблица 2

Технические данные и характеристики_

Показатель Ед. изм. Значение

Тип сырья органические отходы

Часовая производительность установки м3/ч 0,5

Установленная мощность кВт 21,1

Температура сжигания °С 1100-1200

Масса установки, т . 2,0

Габаритные размеры: - длина - ширина (без учета выносных элементов) - высота мм 3500 2000 2500

Объем рабочей камеры (реактора) м3 0,8

Расход воздуха на горение м /час 38-42

Расход воздуха на процесс пиролиза м3/час 18-22

Номинальная производительность компрессора м3/час 60

Установка предназначена для переработки бытовых органических отходов, по условиям эксплуатации соответствует исполнению У, категории размещения I по ГОСТ 15150-96. Эксплуатация установки возможна при температуре воздуха от -30°С до +50°С.

Габариты установки позволяют осуществлять ее транспортировку на автомобильной платформе или в кузове грузового автомобиля. Общий вид установки представлен на рисунке 9.

Рис. 9 Схема установки

Позиции: 1 - корпус реактора, 2 - блок очистки газового выброса, 3 - дымовая труба, 4 - загрузочный люк, 5 - электрод, 6 - устройство подачи электрода, 7 - форсунки воздухоподачи, 8 - разгрузочный люк, 9 - полозья.

Загрузка отходов в реактор осуществляется через загрузочный люк, после чего производится запуск реактора пропусканием электродугового

разряда между электродами с одновременной подачей воздуха через внутренние каналы электродов в зону реакции.

Через 10-15 минут работы установки прекращается поступление воздуха через электродные каналы и, в дальнейшем, подача воздуха

осуществляется через радиальные форсунки, размещенные внутри реактора. В течение цикла работы установки высокотемпературная зона реакции должна охватить весь объем отходов, что достигается за счет частичного сжигания отходов. В процессе утилизации поток образующихся газовых продуктов движется снизу вверх и через газопровод попадает в блок очистки газового выброса. Блок очистки газового выброса представляет собой герметично выполненную металлическую камеру цилиндрической формы, разделенную в соотношении 2/3 поперечной перегородкой, изготовленной из мелкоячеистой сетки. Нижняя часть блока - камера сжигания образующегося пиролизного газа, оборудована газовой форсункой низкого давления, через которую газ, образующийся в реакторе, подается на сжигание.

Образующиеся при этом дымовые газы проходят (за счет разряжения, создаваемого дымососом) через верхнюю часть блока - нейтрализатор, заполненный сухим химическим реагентом, где осуществляется их очистка. Далее дымосос направляет очищенные газы в атмосферу.

Система отвода тепла (система охлаждения) предназначена для отведения излишков тепловой энергии от стенок реактора и блока очистки газового выброса 2. Она включает в себя, помимо рубашки охлаждения реактора и рубашки охлаждения блока очистки газового выброса, центробежный насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя, расширительный бак и систему трубопроводов (не показаны). Общий объем системы охлаждения я 1,5 м3.

Проведен сравнительный анализ экологических платежей за размещение 1 т отходов до его переработки и платежей за размещение зольного остатка после его переработки в сумме со стоимостью платежей за загрязнение атмосферы при переработке 1 т отходов.

После переработки отходов величина платежей за загрязнение окружающей природной среды уменьшается в 10 раз. Экономический эффект составляет порядка 300 рублей за 1 тонну переработанных отходов.

На основании проведенных замеров, выброс вредных веществ в |

атмосферу значительно ниже предельно допустимых концентраций (ПДК), поэтому можно сделать вывод о высокой экологической и экономической эффективности эксплуатации установки по утилизации отходов.

По работе могут быть сделаны следующие выводы и сформулированы основные результаты:

1. Впервые разработана методика утилизации углеродсодержащих ТБО с получением в качестве конечного продукта переработки горючего газа на установке с электродуговым источником тепла.

2. Создан испытательный стенд, реализующий технологию высокотемпературной пиролизной утилизации отходов.

3. Выполнен инженерный анализ материального и теплового баланса при термическом разложении отходов, экспериментально определен состав продуктов пиролиза. Показано, что теоретический коэффициент полезного действия процесса пиролиза находится на уровне 85 - 90 %.

разрядом мощностью 6 кВт в течение 10 минут. При- этом КПД процесса утилизации может быть оценен в 35 - 40 %.

5. Разработана технологическая схема и конструкторская ► документация установки для утилизации твердых бытовых

отходов УУТБО - 1.

Основные результаты исследований опубликованы в следующих работах:

1. Коровин И.О. Определение оптимальных энергетических параметров процесса переработки углеродсодержащих твердых бытовых отходов / Коровин И.О., Медведев A.B., Багабиев P.P. и др. // 9-ая Международная научно-практическая конференция «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» СИБРЕСУРС-9-2003, г. Барнаул, 23-24 сентября 2003 г. - С. 41-45.

2. Коровин И.О. Сравнительный анализ изменения качества получаемого пиролизного газа в зависимости от морфологического состава твердых бытовых отходов / Коровин И.О., Медведев A.B., Багабиев P.P. и др. // Сборник обзорной информации Всероссийского института научной и технической информации: «Научные и технические аспекты охраны окружающей среды». -М.: ВИНИТИ, №3,2003 г. - С. 101-105.

3. Медведев A.B. Анализ физико-технологических параметров процессов утилизации. / Медведев A.B., Коровин И.О., Багабиев P.P. и др. // Сборник обзорной информации Всероссийского института научной и технической информации: «Научные и технические аспекты охраны окружающей среды». - М.: ВИНИТИ, №3, 2003 г. -С. 82 - 93.

4. Медведев A.B. Установка для переработки органических шламов с высоким содержанием минеральных компонентов / Медведев A.B., Багабиев P.P., Коровин И.О. и др. // Известия ВУЗов, с. Нефть и газ. - Тюмень: ТюмГНГУ, № 3, 2003 г. - С. 109 - 112.

5. Коровин И.О. Методические указания к практической работе «Утилизация твердых бытовых отходов пиролизным методом» / Коровин И.О., Медведев A.B., Багабиев P.P. и др. // Тюмень: ТюмГНГУ, 2003 г. - 20 с.

»19946

Подписано к печати 18.1.2003 г. Бум. писч. №1

Заказ № Ш Уч. - изд. л. 1,00

Формат 60x84'/16 Усл. пен. л. 1,00

Отпечатано на RISO GR 3750 Тираж 100 экз.

Издательство «Нефтегазовый университет»

Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38 Отдел оперативной полиграфии издательства «Нефтегазовый университет» 625039, Тюмень, ул. Киевская, 52

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Коровин, Игорь Олегович

Введение.

Глава 1. Утилизация твердых бытовых отходов.

1.1. Методы утилизации твердых бытовых отходов.

1.2. Термические методы утилизации твердых бытовых отходов.

1.2.1. Сжигание твердых бытовых отходов при температурах ниже температуры плавления шлака.

1.2.2. Сжигание твердых бытовых отходов при температурах выше температуры плавления шлака.

1.2.3. Комбинированные процессы.

1.3. Пиролизные методы переработки отходов.

1.3.1. Обзор зарубежных технологий пиролиза органических отходов. Выводы по главе I.

Глава 2. Исследование пиролизной утилизации углеродсодержащих твердых бытовых отходов с использованием электродугового источника нагрева.

2.1. Характеристика образующихся отходов г. Тюмени.

2.2. Метод и установка пиролизной утилизации углеродсодержащих твердых бытовых отходов.

2.3. Методика проведения исследований на испытательном стенде.

2.4. Расчет модели углеродсодержащих твердых бытовых отходов г. Тюмени

2.5. Материальный баланс пиролиза твердых бытовых отходов.

2.6. Расчет теплового режима пиролиза углеродсодержащих твердых бытовых отходов.

2.7. Влияние морфологического состава ТБО на теоретические результаты расчетов материального и энергетического баланса.

Выводы по главе II.

Глава 3. Исследование возможности применения метода пиролиза для утилизации углеродсодержащих твердых бытовых отходов.

3.1. Анализ физико-технологических параметров процесса утилизации

3.2. Исследование продуктов, образующихся в результате пиролизной утилизации отходов.

3.2.1. Анализ образующихся газообразных продуктов.

3.2.2. Анализ образующейся жидкой фазы.

3.3. Анализ эффективности применения рассматриваемого пиролизного метода для утилизации углеродсодержащих твердых бытовых отходов.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Промышленное применение метода пиролизной утилизации твердых бытовых отходов на установке УУТБО — 1. 4.1. Устройство узлов и агрегатов.

4.2 Работа установки.

4.3 Мероприятия по охране окружающей среды.

4.4 Оценка экономической эффективности работы установки по утилизации отходов.

Выводы по главе 4. Выводы по диссертационной работе. Литература.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Исследование пиролизной утилизации углеродсодержащих твердых бытовых отходов"

В настоящее время использование новейших научно-технических достижений в целях реализации малоотходных и безотходных технологий относится к основным принципам государственной политики в области обращения с отходами [19,30, 31, 111].

В России ежегодно образуется около 300 кг твердых бытовых отходов (ТБО) на одного человека, которые требуют переработки, либо захоронения. Их химический состав включает от 20 до 45 % - неорганических веществ, от 55 до 80 % органических в том числе от 28 до 35 % углерода.

Наиболее сложная задача - это утилизация (применение с пользой) твердых бытовых отходов, образующихся в жилых и общественных зданиях. Объемы накопления бытового мусора и его морфологический состав разнообразен и зависит не только от экономических условий, но и времени года, климатических зон страны и многих других факторов.

На сегодняшний день, основным способом утилизации более 95 % образующихся в России отходов является их захоронение на полигонах. С каждым годом объемы образования ТБО увеличивается, что приводит к отчуждению земель для строительства новых полигонов. На полигонах ТБО не подвергаются переработке, а только уплотняются и складируются, здесь образуется биогаз, который загрязняет атмосферу и является одним из возможных причин возникновения «парникового эффекта». Кроме того, при выпадении осадков (дождей) происходит вымывание солей тяжелых металлов, которые попадают в грунт и подземные водные горизонты. И г только два процента отходов сжигаются на мусоросжигательных заводах

МСЗ) которые в основном оснащены импортным оборудованием.

Поэтому на сегодняшний день вопросы, связанные с образованием, накоплением и утилизации ТБО как никогда актуальны.

Задачи исследований

2. Выполнение расчетно — теоретического обоснования и проведение опытно — экспериментальных исследований процесса пиролизной утилизации ТБО.

3. Определение и анализ параметров и КПД процесса утилизации ТБО.

4. Обоснование экологической и энергетической эффективности утилизации углеродсодержащих твердых бытовых отходов в установке с использованием электродугового способа подвода тепла. Научная новизна

1. Предложен и исследован способ высокотемпературной утилизации углеродсодержащих ТБО (с возможностью применения в малогабаритных реакторах) без доступа воздуха, с применением, в качестве источника тепла, электродугового нагревателя. г 2. Разработана методика определения компонентов получаемого горючего газа на основе уравнений материального и теплового баланса в реакторе при утилизации углеродсодержащих ТБО.

Полученные результаты исследований позволяют использовать их для расчетного анализа утилизации при морфологическом составе отходов, характерном для отходов, образующихся в городе Тюмени, а также в разработке технологической схемы и конструкторской документации опытно — промышленной установки по утилизации ТБО УУТБО — 1. Разработан студенческий лабораторный практикум по утилизации твердых бытовых отходов пиролизным методом.

Лично автором:

1. На основе анализа литературных источников и изучения актуальности проблемы утилизации твердых бытовых отходов, сформулированы конкретные задачи исследования;

2. Собрана экспериментальная установка, подготовлена методика проведения эксперимента и обработаны результаты исследования по утилизации углеродсодержащих ТБО;

3. Изучены вопросы материального и теплового баланса в газогенераторах, выполнена оценка эффективности элеюродугового нагревателя, опытным путем проведен анализ состава получающегося пиролизного газа и сопутствующих продуктов переработки;

4. Принято участие в разработке установки по утилизации твердых бытовых отходов.

5. Сформулированы выводы по разделам и диссертации в целом, наравне с соавторами написаны совместные публикации.

На защиту выносится:

2. Результаты комплексного расчетно-теоретического анализа процесса утилизации отходов.

Апробация работы и публикации. Результаты работы доложены на:

Всероссийской научной конференции «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна», ТюмГНГУ, Тюмень, 14-17 ноября 2000 г.;

4-ой Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая среда», Тюмень, ТГУ, 2001 г.;

5-ой Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая среда», Тюмень, ТГУ, 24 - 26 сентября, 2002 г.;

Научно-технической конференции «Нефть и газ: проблемы недропользования, добычи и транспортировки», посвященной 907 летию со дня рождения В. И. Муравленко, Тюмень, ТюмГНГУ, 25 -ь 26 сентября, 2002 г.;

Международном семинаре «Экологический мониторинг в процессе добычи нефти и газа», Тюмень, 2002 г.;

9-ой Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (СИБРЕСУРС-9-2003), Барнаул, 23-34 сентября 2003 г.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Коровин, Игорь Олегович

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ

Выполненные исследования позволили провести комплексный расчетнотеоретический анализ, изучаемой энергосберегающей технологии, использующий экспериментальные данные. В данной работе разработаны и детально изучены следующие вопросы:

- Разработка лабораторного испытательного стенда, включающего установку для пиролизной утилизации углеродсодержащих твердых бытовых отходов.

- Получение в качестве продукта переработки горючего газа с возможностью его дальнейшего использования и конструкции реактора с электродуговым источником тепла, позволяющего реализовать пиролизный метод утилизации.

- Расчет параметров материального баланса в установке с электродуговым нагревом.

- Расчет параметров теплового баланса в установке с электродуговым нагревом.

- Расчет параметров нагревательного электродугового устройства, обеспечивающего необходимую для утилизации отходов, тепловую мощность.

- Определение коэффициента полезного действия электродугового нагревателя и пиролизного реактора в целом.

- Исследование влияния на процесс утилизации отходов изменение их морфологического состава и параметров работы пиролизного реактора.

- Проведены анализы получаемого в процессе утилизации пиролизного газа и сопутствующих продуктов жидкой фазы.

- Предложена технологическая схема и конструкция установки для утилизации твердых бытовых отходов.

По работе могут быть сделаны следующие выводы и сформулированы основные результаты:

2. Создан испытательный стенд, реализующий технологию высокотемпературной пиролизной утилизации отходов.

4. Анализ параметров процесса работы показал, что наибольшая эффективность достигается при утилизации отходов, содержащих большое количество бумаги, опила, и избыточным давлением в реакторе, порядка 0,3 МПа, при работе с электродуговым разрядом мощностью 6 кВт в течение 10 минут. При этом КПД процесса утилизации может быть оценен в 35 - 40 %.

5. Разработана технологическая схема и конструкторская документация установки для утилизации твердых бытовых отходов У У ТБО - 1.

Подключение

Перед подключением установку размещают на ровной горизонтальной поверхности. После чего вставляют штатные электроды, (которые в транспортном положении размещаются в специальных держателях на внутренней стенке помещения вспомогательных агрегатов) в соответствующие пазы в реакторе до их соприкосновения внутри реактора.

Затем в верхние пазы на реакторе устанавливаются механизмы привода электродов и закрепляются там при помощи штатных зажимных болтов; устанавливается дымоход, после чего осуществляется присоединение механизмов привода электродов и токоподводящих кабелей, непосредственно к металлической части электрода при помощи штатных присоединительных элементов. При необходимости транспортировки выполнить операции по снятию электродов и механизмов их привода.

Подключение установки производится к электрораспределительному устройству, расположенному на площадке для размещения установки. Дополнительных источников энергии при эксплуатации установки не требуется.

Эксплуатация установки

Запуск установки в работу осуществляется следующим образом: электроды в реакторе сдвигаются плавно до соприкосновения; проверяется плотность закрытия разгрузочного люка; производится загрузка реактора мусором через верхний загрузочный люк; закрывается загрузочный люк и протягиваются гайки люка;

Запрещается производить загрузку реактора неорганическим мусором (изделие из металла, стекла, керамики и т.п.). Во избежании попадания мусора между электродами запрещается производить загрузку при разведенных электродах.

- открыть краны подачи воздуха в реактор через внутренние каналы электродов, при этом краны для подачи воздуха по периметру реактора должны быть закрыты;

- произвести закрытие кранов слива конденсата из системы воздухоподачи;

- осуществить включение цепей управления кнопкой "ОБЩИИ ПУСК-СТОП";

- произвести включение вентилятора вытяжки дымовых газов кнопкой "ДЫМОСОС ВКЛ";

- произвести запуск компрессора кнопкой "КОМПРЕССОР ВКЛ";

- осуществить запуск электрической дуги между электродами кнопкой "ТРАНСФОРМАТОР ВКЛ.". Управление током дуги осуществляется вращением рукояти привода электрода. Сила тока дуги контролируется по амперметру, размещенному на пульте управления и должна быть порядка 240 - 260 А;

- образующийся в процессе утилизации горючий газ по газопроводу через форсунку подается блок очистки газового выброса

- при возникновении сложных непредвиденных ситуаций нажать выключатель "УПРАВЛЕНИЕ ВЫКЛ" в щите управления или кнопкой "ОБЩИЙ ПУСК-СТОП" на пульте управления (Автомат А1 ("УПРАВЛЕНИЕ ВЫКЛ") дублируется кнопкой "ОБЩИЙ ПУСК-СТОП" все цепи управления обесточивает общий аварийный останов работы эл. оборудования);

При работе установки в зимнее время после длительной остановки необходимо произвести предпусковой подогрев картера компрессора обогревателем в течение 20-30 мин.

По окончании работы:

- произвести отключение всех элементов электрооборудования соответствующими выключателями (кнопки "КОМПРЕССОР ВЫКЛ", "ТРАНСФОРМАТОР ВЫКЛ", "ДЫМОСОС ВЫКЛ");

- выполнить общий останов электрического оборудования кнопкой "ОБЩИЙ ПУСК-СТОП";

- выключить вводный рубильник;

- в случае если система охлаждения заполнена водой при температуре окружающего воздуха ниже 0 °С необходимо произвести слив ее из системы через сливную горловину;

- выполнить открытие кранов слива конденсата из системы воздухоподачи;

- произвести выгрузку зольного остатка через разгрузочный люк;

- запереть помещение вспомогательных агрегатов.

4.3 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Воздействие установки на окружающую среду может происходить в процессе работы установки, а также в случае аварийных ситуаций.

При штатном режиме работы установки влияние ее на окружающую среду незначительно и проявляется в виде дымовых выбросов, шумового воздействия оборудования, а также в образовании минерального остатка в виде конечного продукта переработки материала.

Установка является мобильной и возможно ее размещение на передвижной платформе. Следовательно, не требуется отсыпки специальной площадки. В случае размещения установки на оборудованном полигоне необходимо предусмотреть обваловку установки.

Во избежание возможного вредного воздействия на окружающую среду дымовых выбросов, производится их очистка в нейтрализаторе. Необходимо следить за эффективностью его работы и соблюдать периодичность регенерации и замены адсорбента.

С целью уменьшения неблагоприятного воздействия источники наибольшего шума размещены в закрытом помещении вспомогательных агрегатов, что значительно снижает уровень шума как в рабочей зоне установки, так и вне ее.

Минеральный осадок являющийся конечным продуктом переработки, содержащий менее 1 % органических веществ, относится к категории малоопасных отходов и может быть использован как наполнитель строительных материалов.

Таким образом, специальные мероприятия по охране окружающей среды при штатном режиме работы установки заключаются только в выполнении лабораторного контроля дымовых выбросов и золистых остатков после переработки отходов.

4.4 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ УСТАНОВКИ ПО УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ

В данном разделе проведен сравнительный анализ экологических платежей за размещение 1 т отходов до его переработки и платежей за размещение зольного остатка после его переработки в сумме со стоимостью платежей за загрязнение атмосферы при переработке 1 т отходов.

Расчет платежей за загрязнение окружающей природной среды [4,5,77,78] размещением отходов и выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, основан на результатах анализа экономической эффективности установки (см. табл. 4.2, 4.3 и 4.4).

Сравнительная таблица 4.4 показывает, что после переработки отходов, величина платежей за загрязнение окружающей природной среды уменьшается в 10 раз, что говорит о высоком экономическом эффекте, получаемом при применении установки по утилизации отходов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Коровин, Игорь Олегович, Тюмень

1. Алексеев Г. М., Петров В. Н., Шпильфогель П. В. Индустриальные методы санитарной очистки городов (Термическая переработка бытовых отходов и использование продуктов пиролиза). - Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1983.

2. АС СССР № 1663319, МПК 5 Б 23 в 5/00; Алексеенко В.А., Гуляев Г.Н., Васильев Е.А. и др.; Заявл. 27.02.89; Опубл. 15.07.91.

3. Багрянцев Г.И., Малахов В.М., Черников В.Е. Термическое обезвреживание и переработка промышленных отходов и бытового мусора // Экология и промышленность России. — март 2001. С. 35.

4. Базовые нормативы платы за выброс загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников. Государственный комитет РФ по охране окружающей среды. 20.11.97 г.

5. Базовые нормативы платы за размещение отходов. Государственный комитет РФ по охране окружающей среды. 20.11.97 г.

6. Беньямовский Д.Н. Сжигание и пиролиз твердых бытовых отходов // Жилищное и коммунальное хозяйство. 1993, №6, - С. 28 - 29.

7. Бернадиер М.Н., Жижин В.В., Ивонов В.В. Термическое обезвоживание промышленных отходов московского региона // Экология и промышленность России. Апрель, 2000, — С. 17-21

8. Борисенко И. От свалок к энергии: использование свалок для производства электричества // Ресурсосберегающие технологии. — 2000, 10.-С. 3-7.

9. Бублиевский А.Ф. Расчет характеристик электрической дуги в канале // "Исследование плазменных процессов и аппаратов". Минск: ИТМО им. А.В. Лыкова АН БССР, 1991. - С. 9 - 26.

10. Ю.Букреев Е.М., Корнеев В.Г. Твердые бытовые отходы — вторичные ресурсы для промышленности // Экология и промышленность России. 1999, №5.-С. 39-41.

11. Вилсон Д. Утилизация твердых отходов. — М.: Стройиздат, 1985. 336 с.

12. Воловик A.B., Шелков Е.М., Долгоносова И.А. Переработка бытовых и промышленных отходов в высокотемпературной шахтной печи // Экология и промышленность России. октябрь 2001. - С. 9 - 12.

13. Н.Волчек Ю. К. Биотермическое обезвреживание осадков сточных вод и твердых бытовых отходов // Водоснабжение и санитарная техника. 1983. №9.

14. Вострецов С.П. Нормы образования и накопления ТБО // Всероссийская научно практическая конференция «Отходы - 2000», г.Уфа.-С. 7-10.

15. Газификация твердого топлива / Труды третьей научно — технической конференции. М.: Гостоптехиздат, 1957. - 374 с.

16. Гобатюк О.В., Минько О.И., Лившиц Н.Б. и др. Ферменты геологического масштаба // Природа. 1989. №9. - С.71-91.

17. Грановский B.JI. Электрический ток в газе. Установившийся ток. — М.: Наука, 1971.

18. Гусейнов А.Н. Экология города Тюмени состояние, проблемы. -Тюмень: «Слово», 2003. С. 149 - 157.

19. Двоксин Г.И., Гришин A.A., Молчанова И.В. и др. Энергия из отходов // Экология и промышленность России. октябрь 2000. - С. 15-16.

20. Двоксин Г.И., Старостин А.Д., Молчанова К.В. и др. Устройство для утилизации отходов // Экологические системы и приборы. 2000, №12 -С. 49-50.

21. Двоскин Г.И., Гришин A.A., Молчанова И.В. и другие Энергия из отходов // Экология и промышленность России. 2000, № 10. - С. 15-16.

22. Евилевич А. 3., Евилевич М.А. Утилизация осадков сточных вод. JL: Стройиздат, Ленингр. отд-ние. 1988. с. 248

23. Иванов О. В., Мельник JI. Г., Шепеленко А. Н. В борьбе с драконом "Когай": Опыт природопользования в Японии. М.: Наука. 1991 -236 с.

24. Инсинератор. Патент РФ № 2087803, МПК 6 F 23 G 5/0; Чарнецкий А.Д., Кофман Д.И., Брук A.M. и др.; Заявл. 03.08.1995; Опубл. 20.08.97.

25. Интегрирование процесса переработки отходов в работу электростанции для сокращения затрат. Waste treatment will be integrated into a power plant to cut costs // Chem. Eng. (USA).— 1998.— 105, №11.—C. 23 (англ).

26. Исследование получения горючего газа из древесных отходов лесозаготовительного производства с целью создания газогенераторных установок энергетического и технологического назначения. Отчет о НИР, JL: Ленинградская ЛТА, 1987. - 127 с.

27. Калантаров Ю.М., Никитина H.A. Мусоросжигательные и перерабатывающие заводы в Германии // Экология и промышленность 1991, № 3. -С. 45

28. Конституция Российской Федерации М.: 1993.

29. Концепция обращения с твердыми бытовыми отходами в Российской Федерации. -МДС 13-8.2000.

30. Коровин И.О. Медведев A.B., Багабиев P.P., и др. Перспективы пиролизной утилизации твердых бытовых отходов // Известия ВУЗов, «Нефть и газ». Тюмень: ТюмГНГУ, 2003, № 5. - С. 109 - 112.

31. Коровин И.О., Медведев A.B., Багабиев P.P. и др. Методические указания к практической работе «Утилизация твердых бытовых отходов пиролизным методом» Тюмень: ТюмГНГУ, 2003 - 20 с.

32. Крапивина С.А. Плазмохимические технологические процессы. JI.: Химия, 1981.

33. Ласкорин Б. Н., Громов Б. В., Цыганков А. П. Проблемы развития безотходных производств. -М.: Стройиздат, 1981

34. Левадная А. Нужны конкретные дела, тогда, возможно, и деньги на целевые программы найдутся // Исток. 2000, №1-2. - С. 6-10.

35. Легкие газогенераторы автотранспортного типа. Труды НВТИ, Л.: 1934, №33 -308 с.

36. Лесохимия народному хозяйству. М.: Лесная промышленность, 1965, С. 13 - 18.

37. Луденков С. В., Зайцев В. А., Пекелис Г. Л. и др. Рациональное использование твердых бытовых отходов // Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. М.: ВИНИТИ, 1984. т 15. — 192 с.

38. Лямин В.А. Газификация древесины. М.: «Лесная промышленность». 1967.-202 с.

39. Мамыкин П.С., Левченко П.В., Огрело К.К. Печи и сушила огнеупорных заводов. Свердловск: Металургиздат. Свердловское отделение. 1963.

40. Медведев A.B. Разработка метода электродуговой пиролизной утилизации осадков сточных вод городских очистных сооружений: дис. . канд. тех. наук: 25.00.36. Тюмень: Тюм. гос. нефтегаз. ун-т, 2003.- 187 с.

41. Медведев A.B., Багабиев Р.Р., Коровин И.О. и др. Установка для переработки органических шламов с высоким содержанием минеральных компонентов // Известия ВУЗов, Нефть и газ. — Тюмень: ТюмГНГУ, 2003, № 3. С. 109 - 112.

42. Медведев A.B., Хайруллина Л.Б., Коровин И.О. и др. Вопрос об j утилизации попутного газа // Всероссийская научная конференция

43. Геология и нефтегазоносность западно-сибирского мегабассейна» (Тезисы докладов. Часть 4). Тюмень: ТюмГНГУ, 2000. - С. 95 - 96.

44. Медведев A.B., Коровин И.О., Шантарин В.Д. Изучение влияния влажности исходного материала на протекание процесса пиролиза //

45. Материалы научно-технической конференции «Нефть и газ: проблемы недропользования, добычи и транспортировки». Тюмень: ТюмГНГУ, 2002.-С. 155.

46. Медведев A.B., Турков В.В., Коровин И.О. и др. Теоретические основы термической схемы утилизации твердых бытовых отходов. // 4-ая Всероссийская научно-практическая конференция «Окружающая среда» (Тезисы докладов) Тюмень: ТюмГНГУ, 2001. - С. 235 - 236.

47. Медведев A.B., Шантарин В.Д., Коровин И.О. и др. Пиролизный метод утилизации углеродсодержащих отходов. // 5-ая Всероссийская научно-практическая конференция «Окружающая среда». (Сборник статей) — Тюмень: ТГУ, 2002. С. 30 - 32.

48. Мирный А.Н., Абрамов Н.Ф., Никогосов Х.Н., и др. Санитарная очистка и уборка населённых мест / Справочник. М.: АКХ,1997. - 246 с.

49. Михеев О. Е. Богатства второго круга: Вторичные ресурсы в экономике. -М.: Экономика, 1989. — 176 с.

50. Молчанова И.В., Старистин А.Д., Копачев А.Г. и др. Локальное уничтожение отходов // Химия и рынок. 2000, №2. - С. 19.

51. Мусороудаление и устройство полигонов по утилизации твердых бытовых отходов сельских населенных пунктов. Самара: ТСН 31-122001.

52. Налобина Е.В. Разработка безотходной системы очистки нефтесодержащих вод объектов нефтегазового комплекса: дис. . канд. тех. наук: 25.00.19. Тюмень: Тюм. гос. нефтегаз. ун-т, 2001. 149 с.

53. Некрасов В.В. Основы общей химии. М.: Химия. 1973. С. 512 - 514.

54. Никаноров A.M., Хоружая Т.А. Экология. М.: 1999. - 84 с.

55. Отходы древесины обогревают шведские дома. Wood waste warms Swedish homes // Eur. Power 1997, 22, №6. - C.28.68.0щепков JI.С. Котельные установки для сжигания твердых бытовых отходов // Промышленная энергетика. 2000, №7. - С. 40 - 45.

56. Пан Л. II. Экологические аспекты вторичных ресурсов цветных металлов // Биогеохимические и экологические исследования природных и техногенных экосистем Дальнего Востока. -Владивосток: Дальнаука, 1996. С. 140- 146.

57. Пан Л.Н. Экология и технологические процессы современных методов переработки твердых бытовых отходов // Ресурсосберегающие технологии.-2001, №9.-С. 21-33.

58. Пиролизная установка. Патент РФ № 2168676, МПК6 F 23 G 5/027; Глушков А.И.; Заявл. 18.06.99; Опубл. 10.05.2001.

59. Покровская Е.Р., Федоров М.П. Экологические аспекты энергетических технологий утилизации твердых бытовых отходов // Региональная экология, 1999, №4 - С.87-90.

60. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. М: Финансы и статистика, 1999. - 158 с.

61. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. — Л.: Химия, 1977.-376 с.

62. Расчет платы за загрязнение атмосферы. Утверждено Министром охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ 26.01.93г.

63. Расчет платы за размещение отходов. Утверждено Министром охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ 26.01.93г.

64. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Е. Технологические процессы экологической безопасности. Калуга: 2000. - 800 с.

65. Санитарная очистка городов от твердых бытовых отходов, под редакцией Александровской З.И. М.: Стройиздат, 1977. - 320 с.

66. Саутин С.Н. Планирование эксперимента в химии и химической технологии. Л.: Химия, 1975. - 48 с.

67. Сметанин В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления. М.: Колос, 2000. - 360 с.

68. Способ обезвреживания и уничтожения твердых отходов, преимужественно больничных и устройство для его осуществления. Патент РФ № 2089787, МПК 6 F 23 G 5/00; Манелис Е.Б., Полианчик Е.В., Фурасов В.П. и др.; Заявл. 23.06.94; Опубл. 10.09.97.

69. Способ переработки бытовых и промышленных отходов. Патент РФ № 2126847, МПК 6 F 23 G 7/00; Русаков М.Р., Рябко А.Е., Востряков Е.В. и др.; Заявл. 26.05.98; Опубл. 27.02.99.

70. Способ переработки бытовых и промышленных отходов. Патент РФ № 2126847 МПК 6 С 22 В 7/00; Русаков М.Р., Рябко А.Г., Востряков Г.В., Боборин C.B.; Опубл. 27.02.99.

71. Способ переработки горючих твердых бытовых отходов. Патент РФ № 2150045, МПК 7 F 23 G 5/027; Манелис Г.Б., Фурсов В.П., Полианчик Е.В.; Заявл. 22.01.98; Опубл. 27.05.2000.

72. Способ переработки органических отходов. Патент РФ № 2117218, МПК 6 F 23 G 5/00; Шантарин В.Д., Антипьев В.Н., Шинкеев Г.М. и др.; Заявл. 29.07.96; Опубл. 10.08.98.

73. Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов. Патент РФ № 2117217 МПК6 F 23 G 5/00; Ковалев В.Г., Лоскутов В.И., Никонов H.A. и др.; Заявл. 30.05.96; Опубл. 10.08.98.

74. Способ термической переработки органических веществ. Патент РФ № 2119124, МПК 6 F 23 G 5/027; Селезнев Н.П., Лебедев H.H., Вайнштейн Э.Ф. и др.; Заявл. 24.05.96; Опубл. 20.09.98.

75. Способ термической переработки органических отходов и установка для его осуществления. Патент РФ № 2140611, МПК 6 F 23 G 5/08; Войченко А.А.,Ивлев П.П., Опарин В.В. и др.; Заявл. 15.04.99; Опубл. 27.10.99.

76. Способ термической переработки отходов. Патент РФ № 2108517, МПК 6 F 23 G 5/00; Иляхин C.B., Симонов A.A.; Заявл. 31.07.95; Опубл. 10.04.98.

77. Способ термической переработки твердых отходов и устройство для его осуществления. Патент РФ № 2135896, МПК 6 F 23 G 5/027; Попов А.Н., Волохонский Л.А., Мухин В.М. и др.; Заявл. 28.12.98; Опубл. 27.08.99.

78. Стимулирование энергетической утилизации отходов, Италия // Eug. Power News 8. 2000. 25, № 6, С. 3. (англ). РЖ.

79. Сурис A. JI., Хайруллин Р. С. Исследование процесса сжигания твердых бытовых отходов в кипящем слое. // Хим. и нефтегаз. машиностр. 2000, № 12, С. 45 -46.

80. Торсетти А. Практика сжигания отходов в Англии // Экология и промышленность 1993, № 2 - С. 27

81. Установка для переработки мусора. Патент РФ № 2170390, МПК 7 F 23 G 5/1; Забурдаева Т.А., Забурдаев В.Г., Забурдаев A.B.; Заявл. 24.02.98; Опубл. 10.12.99.

82. Установка для термического разложения отходов и способ эксплуатации такой установки. Патент РФ № 2115688 МПК 6 С 10 В 51/00, 53/00, 1/10, F 23 G 5/027; Карл Май, Хербет Тратц, Райнер Энгельхордт.; Заявл. 08.08.94; Опубл. 20.07.98.

83. Установка по переработке бытовых отходов и газификации мелкозернистого твердого топлива. Патент РФ № 2097654, МПК 6 F 23 G 5/00; Мечев В.В., Сухолискина С.П., Мечев П.В. и др.; Заявл. 19.02.93; Опубл. 27.11.97.

84. Устройство для пиролиза бытовых отходов. Патент РФ № 2164239 МПК7 С 10 В 1/04, F 23 G 5/00; Юдкевич Ю.Д., Самойленко С.А., Свирин Л.В. и др.; Заявл. 12.03.98; Опубл. 20.03.2001. РЖ.

85. Устюмов А.Ю., Пермяков В.Г., Русских С. А. и др. Пирометаллургическая технология безотходной утилизации городского мусора // Безопасность труда в промышленности. 1998, №11 - С. 34 - 35.

86. Хасанов (Ветров) И.М., Шабаров А.Б., Андреев О.В. Материальный баланс газификации вторичных древесных ресурсов // «Химия и химическая технология». Иваново: 1994 №1 вып. 37, С. 122-124.

87. Хельтер X., Левин Б.И. О новых подходах к технологии термической переработки твердых бытовых отходов // Чистый город. 1999, №1. — С. 23-27.

88. Чередниченко В. С., Казанов А. М., Анъшаков А. С. и др. Современные методы переработки твердых бытовых твердых отходов.- Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН. 1995. 56 с.

89. Черномор дик В.М. Теория и расчет транспортных газогенераторов. -М.: Машгиз, 1943, 256 с.

90. ПО.Шершенев Е.С., Ларионов В.Г., Куркин П.Ю. Компостирование органического мусора // Экология и промышленность России. 1999, №7.-С. 40-42.

91. Экология и безопасность жизнедеятельности, под ред. Муравья Л.А.- М.: ЮНИТИ, 2000. 79 с.

92. Экологическая доктрина РФ. Одобрена распоряжением правительства РФ от 31.08.2002 #1225р.

93. Электрические промышленные печи. Дуговые печи и установки специального нагрева. М.: Энергоиздат, 1981. - 296 с.

94. Элиас Г.Г. Мегамолекулы. Л.: Химия, 1990. - 248 с.

95. Энергетическая утилизация бытовых отходов, Великобритания. 2000. 25, № 9, С. 4. (англ). РЖ.

96. Advanced waste disposal // Osaka and its Technol. 2000. №36-37, C.88. (англ).

97. Aus Mull wird Energie // Chern. Ing. - Techn. 2000 - 72, №1 - 2, C.40. (нем).

98. Combustion method: Патент 6007323 США, МПК 6 F 23 L 9/00. РЖ.

99. Errichtung der Restmullverbrennungsanlage Köln // Tie/ban. 2000. 112, № 10, С. 604-607.

100. Garbage disposal system: Пат. 2114241 Канада, МПК 7 В 09 В 5/00 // Yen Chin-Ching, Tai Jen-Chieh—№6142410. РЖ.

101. Japan builds on WTE usage. Power. 2000. РЖ.

102. Kiefer W., Knorzer W., Muller W. Thermische Restabfallverwrtung Eine Herausforderung fur Planung und Bauausführung // Tiefbau. 2001. 113, №2, С. 70 - 76. РЖ.

103. Making the case for waste incineration. Hairston Deborah // Chem. Eng. (USA). 2000. 107, № 7, C. 561-568. (англ).

104. Merkle K., Hebtel M., Высокотемпературная техника. Hochtemperaturtechnik// Chem.-Ing.-Techn. 2000. 72, 11. с. 1334-1336. - (нем).

105. MSW factbook. v. 4.0 US EPA, 1996.

106. New waste-to-energy plant completed in US // Power. 2000. 144, Ns 4, C. 12, 14. (англ). РЖ.

107. Sibille Patrick, Gamier Hugues, Gilson Marison. Une solution a la reduction des rejets de dioxines // Dec/lets; sei. et techn. 2000, № 17, С. 17 -24. (фр).

108. Solmaz S. Thermische Entsorgung von Klärsohlammen // Korrespond. Abwasser. -1998,- 45, №10.-C. 1886-1888, 1890-1899. РЖ.

109. Swanekamp Robert. At Niagara Falls, trash flows into treasure // Power. 2000. 144, № 35 c. 36-38, 40, (англ).

110. The environmentally desirable way of generating head // Mach and Steel. 2000. 42, C. 52-55.

111. Tower garbage incinerator. Пат. 6041724 США, МПК 7 F 23 G 5/00, F 23 G 5/04. // Hung Ming Chin. РЖ.

112. Wirtschaftliche Verbrennung // RWK: Hrenst.- Warme- Kraft. 2000. C. 54, (нем).

113. Информационные ресурсы: http://grid.ecoinfo.ruj

Информация о работе

Коровин, Игорь Олегович
кандидата технических наук
Тюмень, 2003
ВАК 25.00.36

Диссертация

Исследование пиролизной утилизации углеродсодержащих твердых бытовых отходов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы