Специализированное мобильное и стационарное оборудование

В качестве дополнительных средств для переработки ТБО можно использовать следующее оборудование:

• Прокалыватель ПЭТ бутылок.

Он существенно упростит процесс хранения и переработки пластиковых бутылок. В бутылках остается воздух, который препятствует их прессованию. Для решения этой проблемы в этом устройстве применяют валы с колющими или режущими частями.

• Разрыватели пакетов.

Зачастую отходы поступают на пункт переработки, упакованные в пакеты. Для открытия этих пакетов в автоматическом режиме применяют разрыватели, которые представляют из себя большой контейнер, внутри которого установлены роторы с острыми зубьями. Роторы, вращаясь с небольшой скоростью, разрывают пакеты, при этом не дробя содержимое пакетов.

• Грануляторы.

Гранулятор – это технически сложное устройство для переработки пластиковых отходов, которые способно изготовить гранулы чистого материала без примесей. Для производства гранул используют измельченный пластик или агломерат. Технологический процесс выглядит следующим образом: Производится ручная либо автоматическая подача измельченного сырья в бункер, установленный над экструзионной камерой. Сырье под собственным весом ссыпается в камеру, где захватывается шнеком и увлекается к головке с фильерой. По пути масса прогревается и перемешивается, образуя однородный расплав. Последний проходит сквозь систему фильтров для удаления инородных примесей и мусора. Перед подачей в фильеру из расплава удаляются воздушные пузырьки. Для этого он пропускается сквозь вакуумную зону дегазации, где происходит отсасывание воздуха через специальное отверстие. Следующий этап — собственно экструзия. Пластиковый расплав продавливается шнеком в отверстия фильеры (матрицы). Выходящие из головки жгуты нарезаются различными способами на гранулы и охлаждаются. Готовый продукт проходит этапы сушки и калибровки (при необходимости) и поступает на упаковку. Для улучшения гомогенизации и дегазации расплава, а также повышения производительности зачастую применяется двухкаскадная технология, где массу перемешивают и продавливают 2 шнека. Та же система применяется в большинстве грануляторов – компаундеров, где к основному расплаву примешиваются специальные добавки — компаунды. В подобных машинах для улучшения перемешивания внутри цилиндра на некотором расстоянии от витков шнека установлены дополнительные неподвижные элементы.

• Экструдеры.

Экструдер – это устройство, которое позволяет переработать агломерат и гранулы пластика или резины в готовое изделие. Принцип работы: в устройство поступает перерабатываемый материал, затем вращающийся шнек его захватывает, перемещая к нагревательным элементам. Высокая температура делает его вязким и тягучим, и в таком состоянии он выходит из машины. Часто на выходе экструдера установлена своеобразная пресс-форма, которая придает выходящему продукту нужные параметры.

Следует отметить, что экструдеры применяются не только в мусоропереработке, но и во многих отраслях промышленности.

• Печи для утилизации и переработки мусора и отходов.

Для утилизации мусора и отходов в основном применяют стационарные или вращающиеся печи.

Стандартная стационарная установка для утилизации отходов представляет собой сложный механизм, состоящий из загрузчика, одно- или многоуровневой печи, вторичной камеры сжигания, а также систем мокрого выпуска и контроля загрязнения воздуха. Мусоросжигательные заводы в России работают преимущественно с такими видами печей. Они позволяют сжигать твердые, жидкие, биологические и бытовые отходы, так что, например, покупать отдельно печь для утилизации биологических отходов не требуется. Сам технологический процесс выглядит следующим образом. Загрузчик загружает отходы в печь, которая представляет собой бокс с огнеупорным покрытием. После того, как мусор сжигается, его остатки подаются в камеру повторного сжигания для полного уничтожения. В конце цикла гидравлический цилиндр очищает бокс от отходов горения. Оставшаяся зола сбрасывается в герметичные камеры мокрого удаления золы. Температура же в печи поддерживается одной или несколькими топками, в которые непрерывно поставляется топливо. По такому принципу работают практически все печи для сжигания отходов.

Вращающаяся печь, по сути, - это та же самая система, за тем лишь исключением, что камера сжигания здесь не стационарная, а вращающаяся. В основном утилизация биологических отходов, мусора и металла производится непрерывно, а вращение печи позволяет обжигать материалы с разных сторон, обеспечивая более эффективную работу и более чистый результат. Стоит подобная установка для сжигания отходов на порядок дороже стационарной, однако за счет ускорения процесса со временем печь полностью отрабатывает свою стоимость и начинает приносить прибыль.

Утилизация жидких отходов и биологических материалов сопровождается обильным выделением токсинов, для нейтрализации этих выделений стоит применять систему контроля загрязнения воздуха, которая включает в себя систему фильтрации.

При переработке отходов обычно используют пиролизные печи. Технология пиролиза заключается в необратимом химическом изменении мусора под действием температуры без доступа кислорода. По степени температурного воздействия на вещество мусора пиролиз как процесс условно разделяется на низкотемпературный (до 900°С) и высокотемпературный пиролиз (свыше 900°С).

Низкотемпературный пиролиз - это процесс, при котором размельченный материал мусора подвергается термическому разложению. При этом процесс пиролиза бытовых отходов имеет несколько вариантов: пиролиз органической части отходов под действием температуры в отсутствии воздуха; пиролиз в присутствии воздуха, обеспечивающего неполное сгорание отходов при температуре 760°С; пиролиз с использованием кислорода вместо воздуха для получения более высокой теплоты сгорания газа; пиролиз без разделения отходов на органическую и неорганическую фракции при температуре 850°С и др.

Повышение температуры приводит к увеличению выхода газа и уменьшению выхода жидких и твердых продуктов.

Преимущество пиролиза по сравнению с непосредственным сжиганием отходов заключается прежде всего в его эффективности с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. С помощью пиролиза можно перерабатывать составляющие отходов, трудно поддающиеся утилизации, такие, как автопокрышки, пластмасса, отработанные масла, отстойные вещества. После пиролиза не остается биологически активных веществ, поэтому подземное складирование пиролизных отходов не наносит вреда природной среде. Образующийся пепел имеет высокую плотность, что резко уменьшает объем отходов, подвергающийся подземному складированию. При пиролизе не происходит восстановления (выплавки) тяжелых металлов. К преимуществам пиролиза относятся и легкость хранения и транспортировки получаемых продуктов, а также то, что оборудование имеет небольшую мощность. В целом процесс требует меньших капитальных вложений.

Установки или заводы по переработке твердых бытовых отходов способом пиролиза функционируют в Дании, США, ФРГ, Японии и других странах.

Активизация научных исследований и практических разработок в этой области началась в 70-х годах ХХ столетия, в период "нефтяного бума". С этого времени получение из пластмассовых, резиновых и прочих горючих отходов энергии и тепла путем пиролиза стало рассматриваться как один из источников выработки энергетических ресурсов. Особенно большое значение придают этому процессу в Японии.

Высокотемпературный пиролиз. Этот способ утилизации ТБО, по существу, есть не что иное, как газификация мусора. Технологическая схема этого способа предполагает получение из биологической составляющей (биомассы) отходов вторичного синтез-газа с целью использования его для получения пара, горячей воды, электроэнергии. Составной частью процесса высокотемпературного пиролиза являются твердые продукты в виде шлака, т. е. непиролизуемые остатки. Технологическая цепь этого способа утилизации состоит из четырех последовательных этапов:

1. отбор из мусора крупногабаритных предметов, цветных и черных металлов с помощью электромагнита и путем индукционного сепарирования;

2. переработка подготовленных отходов в газофикаторе для получения синтез-газа и побочных химических соединений — хлора, азота, фтора, а также шлака при расплавлении металлов, стекла, керамики;

3. очистка синтез-газа с целью повышения его экологических свойств и энергоемкости, охлаждение и поступление его в скруббер для очистки щелочным раствором от загрязняющих веществ соединений хлора, фтора, серы, цианидов;

4. сжигание очищенного синтез-газа в котлах-утилизаторах для получения пара, горячей воды или электроэнергии.

При переработке, например, древесной стружки синтез-газ содержит (в %): влагу — 33,0; окись углерода — 24,2; водород - 19,0; метан — 3,0; двуокись углерода —10,3; азот — 43,4, а также 35-45 г/нм дегтя.

Из 1т твердых отходов, состоящих из 73% ТБО, 7% резиновых отходов (в основном автомобильные шины) и 20% каменного угля получают 40 кг смолы, используемой в котельной и м3 влажного газа. Объемная доля компонентов сухого газа следующая (в %): водород — 20, метан — 2, окись углерода — 20, двуокись углерода — 8, кислород — 1, азот - 50. Низшая теплота сгорания 5,4-6,3 МДж/м3. Шлака получается 200 кг/т.

• Мойки и сушки при переработке и утилизации ТБО.

Мойки и сушки используются для очищения поступающего вторичного сырья от загрязнений всех типов, просушивания объемов с излишками влаги или сжигания определенного вида бытового мусора, который горит без вреда для окружающей среды.