Переработка твёрдых отходов

2.3 Классификация и сортировка

Процессы классификации и сортировки используют для разделения твердых отходов на фракции по крупности. Они включают методы грохочения (рассева) кусков (зерен) перерабатываемого материала и их разделение под действием гравитационно-инерционных и гравитационно-центробежных сил. Эти методы широко применяют в качестве самостоятельных и вспомогательных при непосред

ственной утилизации и переработке большинства твердых отходов. В тех случаях, когда классификация имеет самостоятельное значение, т.е. преследует цель получения той или иной фракции материала в качестве готового продукта, ее часто называют сортировкой.

Грохочение представляет собой процесс разделения на классы по крупности различных по размерам кусков (зерен) материала при его перемещении на ячеистых поверхностях. В качестве последних используют колосниковые решетки, штампованные решета, проволочные сетки и щелевидные сита, выполненные из различных металлов, резины, полимерных материалов и характеризующиеся ячейками (отверстиями) различных форм и размеров.

2.4 Окускование

Наряду с перечисленными выше методами уменьшения размеров кусковых материалов и их разделения на классы крупности в практике рекуперационной технологии твердых отходов большое распространение имеют методы, связанные с решением задач укрупнения мелкодисперсных частиц ВМР, имеющие как самостоятельное, так и вспомогательное значение и объединяющие различные приемы гранулирования, таблетирования, брикетирования и высокотемпературной агломерации.

Методы гранулирования охватывают большую группу процессов формирования агрегатов обычно шарообразной или (реже) цилиндрической формы из порошков, паст, расплавов или растворов перерабатываемых материалов. Гранулирование порошкообразных материалов окатыванием наиболее часто проводят в ротационных и вибрационных грануляторах.

Большое распространение на практике получили барабанные грануляторы. Они характеризуются большой производительностью, относительной простотой конструкции, надежностью в работе и сравнительно невысокими энергозатратами. Однако барабанные грануляторы не обеспечивают возможности получения гранулята узкого фракционного состава, контроля и управления соответствующими процессами.

Для получения гранулята, близкого по составу к монодисперсному, используют тарельчатые (дисковые) грануляторы окатывания, обеспечивающие возможность достаточно легкого управления процессом.

Гранулирование порошков прессованием проводят в валковых и таблеточных машинах, червячных и ленточных прессах и некоторых других механизмах с получением агломератов различной формы и размеров.

Валковые грануляторы снабжают прессующими элементами различного профиля, что позволяет получать спрессованный материал в виде отдельных кусков (обычно с поперечником до 30 мм), прутков, плиток, полос. Эти механизмы часто совмещают с дробилками, обеспечивающими получение из спрессованных полупродуктов гранул заданных размеров.

В технологии производства из промышленных отходов некоторых адсорбентов, катализаторов, витаминных, лечебных и ряда других препаратов и изделий порошковые материалы гранулируют с использованием таблеточных машин различных типов, принцип действия большинства которых основан на прессовании дозируемых в матричные каналы порошков пуансонами. Приготовляемые таблетки характеризуются разнообразной формой (цилиндры, сферы, диски, кольца и т. п.) с поперечником 6-12 мм.

Отдельную группу грануляторов представляют аппараты гранулирования порошков в дисперсных потоках. Процесс в них основан на столкновениях частиц порошка или порошка и жидкой фазы в турбулизованном потоке циркулирующего в аппарате или проходящего через него воздуха или газа.

Способность гранулируемых материалов к уплотнению и формованию характеризуют значениями коэффициентов их гранулируемости К1 и К2:

К1=(g/g0)/pпл, К2=σ/pпл, (3)

где g и g0 - текущая и исходная плотность гранулируемого материала т/м3; σ – предел прочности гранул при сжатии, Па; pпл – давление уплотнения, соответствующее началу упруго-пластической деформации, Па.

Величины К1 и К2 позволяют обоснованно рекомендовать соответствующий метод гранулирования для данного материала: чем больше значения этих коэффициентов, тем меньшими усилиями обеспечивается заданная степень уплотнения материала.

Методы брикетирования находят широкое применение в практике утилизации твердых отходов в качестве подготовительных операций (с целью придания отходам компактности, обеспечивающей лучшие условия транспортирования, хранения, а часто и саму возможность переработки) и самостоятельных операций (изготовление товарных продуктов). На процесс брикетирования дисперсных материалов существенное влияние оказывают состав, влажность и крупность материала, температура, удельное давление и продолжительность прессования. Необходимое удельное давление прессования обычно находится в обратной зависимости от влажности материала. Перед брикетированием материал обычно подвергают грохочению, дроблению (при необходимости), сушке, охлаждению и другим подготовительным операциям. В практике брикетирования используют различные прессовые механизмы. При брикетировании дисперсных материалов наибольшее распространение получили штемпельные, вальцовые и кольцевые прессы различных конструкций.

Метод высокотемпературной агломерации используют при переработке пылей, окалины, шламов и мелочи рудного сырья в металлургических производствах. Для проведения агломерации на основе таких ВМР приготовляют шихту, включающую твердое топливо (коксовая мелочь 6-7% по массе), и другие компоненты (концентрат, руда, флюсы). Воспламенение и нагрев шихты обеспечивают просачиванием через ее слой продуктов сжигания газообразного или жидкого топлива и воздуха. Процесс спекания минеральных компонентов шихты идет при горении ее твердого топлива (1100-1600 ˚С). Агломерационные газы удаляют.

Спеченный агломерат дробят по крупности 100-150 мм в валковых зубчатых дробилках, продукт дробления подвергают грохочению и последующему охлаждению. Просев грохочения – фракцию – 8 мм, выход которой составляет 30-35%, возвращают на агломерацию.

При утилизации и переработке твердых отходов используют различные методы термической обработки как исходных твердых материалов, так и получаемых на их основе продуктов. Эти методы включают различные приемы пиролиза (например, отходов пластмасс, древесины, резиновых технических изделий, шламов нефтепереработки), переплава (например, отвальных металлургических шлаков, отходов термопластов, металлолома), обжига (например, некоторых шлаков цветной металлургии, ряда железосодержащих шламов и пылей) и огневого обезвреживания (сжигания) многих видов твердых отходов на органической основе.

Метод смешения порошкообразных и пастообразных материалов широко используют в практике переработки твердых отходов для усреднения состава дисперсных отходов, приготовления на их основе многокомпонентных смесей шихтовых материалов и получения различных масс, обеспечивающих возможность переработки ВМР в товарные продукты.

 Скачать реферат