Размещено на http://www.allbest.ru/

Пример расчета процесса переработки отходов микроэлектроники и отработавшей свой срок бытовой техники

К изделиям бытовой техники, подлежащих переработке относятся: телевизоры, компьютеры, холодильники, музыкальные центры, видеомагнитофоны, радиоприемники и другие образцы. Практически почти все эти изделия содержат микроэлектронику (в блоках, платах, схемах), хотя и имеют особенности устройства.

До поступления на технологическую линию эти изделия на пункте сбора должны быть разобраны на составные части.

После разборки и предварительной сортировки образуются отходы в виде: металлов (черных, цветных, драгоценных, редкоземельных); неметаллов (бумага, резина, древесина, пластмасса, керамика, ткань, стекло).

В последние десятилетия повсеместное распространение получили телевизоры (кинескопные, плазменные и жидкокристаллические) и особенно персональные компьютеры.

Накопление компьютерного лома связано с тем, что компьютерная техника быстро устаревает. Производство персональных компьютеров обновляется 1 раз в 7 лет. По международным меркам компьютерную технику необходимо заменять 1 раз в 3 года. Если учесть, что в России эксплуатируется в настоящее время 7,5 млн. компьютеров (в США - 70 млн., в Германии - 11 млн.), то можно представить количество компьютерного лома и необходимость его переработки.

Практика его переработки показывает - из 1 т компьютерного лома извлекается: черных металлов - 480 кг, меди - 200 кг, алюминия - 32 кг, серебра - 3 кг, золота - 1 кг, палладия - 0,3 кг, галлий, олово, гадолиний.

Основная часть. Процессы и аппараты переработки отходов

Выбор и обоснование технологического процесса переработки

В настоящее время существует значительное количество технологических линий по переработке электронных отходов. Например, система переработки электронных отходов, предлагаемая фирмой Eldan является модульной и спроектирована конкретно для переработки продуктов электронной техники (WEEE - Waste Electrical and Electronic Equipment). Однако, затраты на ее покупку, установку и эксплуатацию достаточно велики.

В мировой практике для извлечения металлов из электронного скрапа используют сжигание и плавление, а также процессы гидрометаллургии. Такие процессы и технологии достаточно дороги и приводят к выделению флоксинов и канцерогенов. Они отличаются большой материало- и энергоемкостью, значительная часть отходов электронного скрапа подлежит захоронению. При традиционных способах переработки теряются сопутствующие компоненты - пластики, текстолит, дерево.

Первая комплексная линия по переработке и сортировке электротехнического скрапа с получением полиметаллического концентрата в РФ разработана НПК «Механобр-Техника». Этот комплекс позволяет получать гранулированные частицы очищенной меди и алюминия, а так же пластик и полиметаллический концентрат, содержащий серебро, золото, платину, палладий, медь, и другие металлы, с содержанием неметаллической фракции не более 10%. Технологический процесс позволяет обеспечить извлечение 92 - 98 % металла в зависимости от качества скрапа.

Линия по переработке и сортировке электротехнического скрапа НПК «Механобр-Техника» в настоящее время считается уникальной Российской разработкой Зарубежные аналоги технологической линии достаточно дороги и отличаются значительной энергоемкостью. Отличительной особенностью данной линии является возможность работать автономно, то есть отдельным мини-заводом. В качестве примера: при переработке военного электронного скрапа установка окупается за 30 дней после пуска, при переработке кабеля - за 2 месяца.

Производственный комплекс эксплуатируется на заводе «ТЭКОН» в Санкт-Петербурге и используется, в частности, для переработки электроники и ластмасс в компании Sankyo Frontier (Япония).

Описание процесса переработки отходов

Изношенные компьютеры, холодильники, телевизоры - словом, все приборы и электронные схемы можно перерабатываться в установке целиком. Сущность процесса переработки заключается в принудительном измельчении материала ударно-импульсным воздействием. Например, отработавший свой жизненный цикл игровой автомат, установка перерабатывает в мелкую 5-миллиметровую крошку. При этом, заменяются сложнейшие процессы плавки, распыления, экструзии, металлообработки.

Измельченные отходы, содержащие металлы, дерево, стекло, подвергаются сепарации. Метод сепарации основан на использовании эффекта электростатики: ( скорость прилипания отдельных материалов различна). Таким образом происходит разделение пластмасс по сортам. Одновременно отделяются металлы от пластмасс. Пластмассы, которые не обладают электропроводностью, липнут к барабану. А электропроводящие металлы, наоборот, скапливаются под барабаном.

Затем металлический порошок, лишенный пластмассовых включений, идет в электромагнитный сепаратор. Металлы, которые магнитятся, идут "налево", а те, что не обладают магнитными свойствами, "направо". Из этого металлического концентрата на существующих заводах на основе гидрометаллургического процесса "добывают" драгоценные металлы 99,9%-ной чистоты и цветные металлы.

Технологическая линия по обезвреживанию и переработке отходов микроэлектроники и отработавшей свой срок бытовой техники включает следующие модули:

- приемный блок с разворотной площадкой;

- дробильный блок;

- блок сортировки.

Данная линия предназначена для переработки следующих изделий и материалов:

-изделия: резистивные схемы, конденсаторы на керамической основе, конденсаторы на танталовой основе, переключатели и реле, изделия для микроволновой техники, считывающие устройства, преобразователи, микроэлектронные схемы, разъемы, печатные схемы, проволока, сетки, кабели, полупроводники;

-материалы: бой зеркального стекла, бой термостекла, бой позолоченного фарфора, зола фотобумаги, Pd-катализаторы, печатные платы, штекерные соединения, подложки, элементы выключателей, транзисторные стекла, пакетированный лом, отходы гальванотехники.

Продуктами переработки используются в различных отраслях:

Золото - производство ювелирных изделий, электронная и электротехническая промышленность, художественно-декоративная область, стоматология.

Серебро - электронная, электротехническая, фото-кинопромышленность, производство ювелирных изделий, стоматология и медицина, производство зеркал.

Платина - автомобильная, химическая, ювелирная, нефтяная промышленность, медицина и стоматология, электротехника, производство стекла.

Палладий - автомобилестроение, нефтехимия, электронная и электротехническая промышленность, производство ювелирных изделий, медицина.

Иридий - часто используют как упрочняющий элемент в сплавах с платиной и палладием, химическая промышленность, электротехника, изготовление инструментов для операций на сердце, ювелирная промышленность, лазерная техника, медицина. Радий - автомобильная промышленность, производство стекол, сплавы для зубного протезирования и ювелирных изделий, химии, нефтехимии. В качестве вторсырья можно выделить пластик, резину, дерево. Линия по переработке отходов микроэлектроники (рис. 5.1) включает:

Приемный блок с разворотной площадкой. На разворотной площадке после маневрирования, мусоровозы (2) разгружаются. Разгрузка происходит в приемном блоке (4), на пластинчатые питатели (5). Далее отходы поступают в дробильный блок.

Дробильный блок. С пластинчатого питателя (5) отходы поступают в роторно-ножевой измельчитель (6), где происходит дробление плат и кусков кабеля. Далее по ленточному конвейеру (14) поступают ударно - роторный дезинтегратор (7), который позволяет получать после первичного измельчения на выходе размеры частиц не более 10 мм.

Блок сортировки. По конвейерам (14) отходы транспортируют в барабанный грохот (8), где происходит разделение части на 2 класса крупности. Далее по конвейерам отходы перемещают на сепарацию. Транспортерами (9) отходы подаются в электростатический сепаратор (10), где происходит выделение металлической и неметаллической фракций. Далее отходы поступают в магнитный сепаратор (11), который позволяет отделить магнитный (железо, никель) и немагнитный продукт (золото, серебро, медь).

Режим работы технологической линии по переработке отходов

Данные по запроектированным режимам предприятия приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Режим работы предприятия

Наименование	Количество рабочих суток в году	Количество смен в сутки	Длитель-ность рабочей смены, ч	Годовой фонд рабочего времени, ч	Коэффициент использования оборудования	Годовой фонд времени работы оборудования, ч
Приемный блок	247	2	8	3952	0,85	3359,2
Дробильный блок	247	2	8	3952	0,9	3556,8
Блок сортировки	247	2	8	3952	0,85	3359,2

Расчет производительности по технологическим переделам

В соответствии с принятым режимом работы технологической линии необходимо рассчитать производительность каждого технологического передела, начиная с дробильного блока и завершая блоком сепарации.

Приемный блок

В соответствии с заданием производительность завода П = 5000 т/год. С учетом средней плотности отходов микроэлектроники с = 11,6 кг/м³ , П = 431 м³/г.

Таким образом на пластинчатый питатель поступает 5000 т отходов в год.

Дробильный блок, позволяет получить отходы для дальнейшей переработки размером не более 10 мм. При этом потери составляют незначительную часть.

В блок сортировки поступает вся масса отходов, т.е. 5000 т.

Блок сортировки предусматривает разделение отходов на два класса крупности. Далее отходы идут на сепарацию, которая позволяет отделить металлическую и неметаллическую фракции, а также на магнитный и немагнитный продукт.

Неметаллическая фракция составляет около 65 %, т.е. 3250 т, которая после отделения поступает в бункер-накопитель для возможного вторичного использования.

Металлический концентрат (35 %, или 1750 т) поступает в магнитный сепаратор для отделения магнитного продукта, который составляет порядка 28 - 30 % (11627,5-662,5 т) и немагнитного, количество которого не превышает 5-7% (87,5 - 122,5 т).

Расчет производительности представлен в табл. 5.2.

Таблица 5.2. Расчет производительности по технологическим переделам

№ п/п	Наименование переделов (операций)	Производительность, т
		в год	в сутки	в смена	в час
1	2	4	5	6	7
1.	Приемный блок - пластинчатый питатель	5 000	19,2	6,4	0,8
2.	Дробильный блок - роторно - ножевой измельчитель - ударно - роторный дезинтегратор	5000 5000 5000	19,2 19,2 19,2	6,4 6,4 6,4	0,8 0,8 0,8
3.	Блок сортировки - неметаллическая фракция - металлический концентрат: а) магнитный продукт б) немагнитный продукт	3250 1750 1627,5-1662,5 87,5-122,5	12,5 6,7 6,26-6,4 0,34-0,47	4,17 2,24 2,08-2,13 0,11-0,16	0,52 0,28 0,26-0,27 0,014-0,019

Расчет и выбор основного технологического оборудования и аппаратов

Необходимое количество аппаратов и оборудования определяется в соответствии с рекомендациями, приведенными в разделе 2.

Приемный блок.

Пластинчатый питатель ПП2-24-120.

М_n = 0,8 т/ч / 50 т/ч • 0,92 = 0,02.

Количество пластинчатых питателей, подлежащих установке - 1 шт.

Дробильный блок.

Роторно-ножевой измельчитель РИ 6х6.

М_n = 0,8 т/ч / 0,5 т/ч • 0,92 = 1,7.

Количество роторно-ножевых измельчителей, подлежащих установке-2 шт.

Ударно-роторный дезинтегратор МД 7х9.

М_n = 0,8 т/ч / 0,5 т/ч • 0,92 = 1,7.

Количество ударно-роторных дезинтеграторов, подлежащих установке-

2шт.

Блок сортировки.

Грохот барабанный ГБ 513.

М_n = 0,8 т/ч / 8 т/ч • 0,92 = 0,1.

Количество грохотов, подлежащих установке - 1 шт.

Сепаратор электростатический ЗЭБ-32/50*.

М_n = 0,52 т/ч / 0,45 т/ч • 0,92 = 1,3.

Количество электростатических сепараторов, подлежащих установке - 2 шт.

Сепаратор магнитный ПБЦ 40/10.

М_n = 0,28 т/ч / 8 т/ч • 0,92 = 0,04.

Количество магнитных сепараторов, подлежащих установке - 1 шт.

Ведомость оборудования

Ведомость оборудования представлена в табл. 5.3.

Таблица 5.3. Ведомость оборудования

№ п/п	Наименование и краткая характеристика оборудования	Единица измерения	Количество
1	2	3	4
1.	Питатель пластинчатый ПП2-24-120 Производительность Габариты Мощность	шт. т/ч м кВт	1 50-120 14,6 х 5,50 х 2,06 121
2.	Роторно-ножевой измельчитель РИ 6х6 Производительность Габариты Мощность	шт. т/ч м кВт	2 0,5 2,3 х 1,0 х 1,5 22
3.	Высокоскоростной ударно-роторный дезинтегратор МД 7х9 Производительность Габариты Мощность	шт. т/ч м кВт	2 0,5 1,87 х 2,10 х 1,42 45
4.	Грохот барабанный ГБ 513 Производительность Габариты Мощность	шт. т/ч м кВт	1 8 2,60 х 0,90 х 0,94 15
5.	Сепаратор электростатический ЗЭБ-32/50* Производительность Габариты Мощность	шт. т/ч м кВт	2 0,1-0,8 1,2 х 1,1 х 2,7 < 3
6.	Сепаратор магнитный ПБЦ 40/10 Производительность Габариты Мощность	шт. т/ч м кВт	1 8 0,6 х 1,0 х 1,7 0,37

* Характерными особенностями сепаратора данного типа являются:

- получение высококачественного концентрата при высокой степени извлечения полезного компонента;

- экологически чистый процесс;

- один из наименее энергоемких разделительных процессов;

- не требует применения воды и дорогостоящей очистки сточных вод;

- электросепарация отличается наименьшей запыленностью воздуха;

- отсутствие быстроизнашивающихся и дорогостоящих деталей;

- по своей селективности и универсальности процесс не уступает флотации.

Расчет потребности в энергетических ресурсах

Расчет расхода электроэнергии для каждой группы электродвигателей ведется по форме, прилагаемой в табл. 5.4.

Таблица 5.4. Форма расчета потребляемой электроэнергии

№ п/п	Наименование электрооборудования с электродвигателем	Количество единиц оборудования, шт.	Мощность Электродвига-телей, кВт	Продолжительность работы в смену, ч	Коэффициент использования во времени	Коэффициент загрузки оборудования (по мощности)	Часовой расход электроэнергии с учетом коэффициентов, кВт/ч
			единицы	общая
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1.	Пластинчатый питатель ПП2-24-120	1	121	121	8	0,85	1	102,85
2.	Роторно-ножевой измельчитель РИ 6х6	2	22	44	8	0,85	1	37,4
3.	Высокоскоростной ударно-роторный дезинтегратор МД 7х9	2	45	90	8	0,85	1	76,5
1	2	3	4	5	6	7	8	9
4.	Грохот барабанный ГБ 513	1	15	15	8	0,85	1	12,75
5.	Сепаратор электростатический ЗЭБ-32/50*	2	3	6	8	0,85	1	5,1
6.	Сепаратор магнитный ПБЦ 40/10	1	0,37	0,37	8	0,85	1	0,32

Полученные результаты по расчету потребности в энергетических ресурсах сведены в табл. 5.5.

Таблица 5.5. Потребность линии в энергетических ресурсах

№ п/п	Наименование технологического передела	Наименование ресурса, единица измерения	Расходы
			в час	в смену	в сутки	в год
1	2	3	4	5	6	7
1.	Приемный блок	Электроэнергия, кВт/ч	102,85	822,8	2468,4	641784
2.	Дробильный блок	Электроэнергия, кВт/ч	113,9	911,2	2733,6	710736
3.	Блок сортировки	Электроэнергия, кВт/ч	18,17	145,36	436,08	113380,8

Оценка воздействия на окружающую среду

Воздействие технологического процесса переработки микроэлектроники и отслужившей свой срок бытовой техники на окружающую среду может проявляться посредством внесения в нее различных загрязняющих веществ, радиоактивных веществ и излучений, химически опасных веществ, тепла, шума и вибраций, электромагнитных излучений, ярких вспышек и т.д.

Кроме того, воздействие может носить характер изъятия из окружающей среды земельных, водных, биологических, агрокультурных ресурсов, полезных ископаемых, зон рекреации, особо охраняемых территорий, мест обитания ценных видов популяций растительного и животного мира, культурных, исторических и природных памятников, визуальных доминант и т.д.

Характеристиками возможного воздействия могут быть такие показатели как характер воздействия (прямое, косвенное, кумулятивное, через определенный промежуток времени); интенсивность, уровень, продолжительность, динамика воздействия; пространственный охват; мера опасности объекта, масса образующихся загрязняющих веществ.

При проведении оценки должны учитываться возможные социально-экономические последствия в результате эксплуатации данной технологической линии, а также накопившиеся экологические проблемы в месте планируемой деятельности и тенденции их возможного развития в будущем, последствия воздействия других отраслей.

В определенной мере оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) планируемой деятельности может рассматриваться как обеспечение защищенности природных систем и жизненно важных интересов общества от угрозы возможного негативного воздействия.

Рассматривая данный комплекс по переработке электротехнического скрапа, можно заключить, что в окружающую среду он не привносит физических факторов, существенно влияющих на окружающую среду.

Шум от работающих механизмов, автотранспорта и другой техники, гасится расстоянием (предприятие находится за чертой населенных пунктов) и применением шумопоглощающих материалов.

В технологическом комплексе нет термических процессов, поэтому отсутствуют тепловые выделения, которые бы могли существенно повлиять на окружающую среду.

Используемый для переработки материал перерабатывается полностью без образования вторичных отходов, с последующим использованием конечных продуктов в различных отраслях производства.

При этом выделения загрязняющих веществ, негативно влияющих на компоненты окружающей среды, не происходит.

Радиоактивные вещества и химически опасные вещества в перерабатываемом скрапе отсутствуют.

Самым существенным фактором, который может оказывать негативное влияние на окружающую среду, в рассматриваемом перерабатывающем комплексе является электромагнитное излучение. Это обусловлено следующими факторами:

- использованием во всех технологических устройствах (аппаратах и оборудовании) электродвигателей;

- повсеместным использованием электроэнергии для бытовых и хозяйственных целей;

- наличием на всех используемых на предприятии транспортных средствах электрооборудования;

- способностью электромагнитных полей преодолевать любые преграды и распространяться на большие расстояния.

Однако, ввиду того, что предприятие будет располагаться вдали от населенных пунктов, влияние электромагнитных полей на население будет несущественным. Возможно лишь кратковременное возникновение помех в теле - радиопередачах (в моменты запуска двигателей, включения технологической линии, при коротком замыкании).

Безопасность населения обеспечивается также созданием вокруг предприятия санитарно - защитной зоны, соответствующей ширины. Для предприятий подобного рода (V класса) ширина санитарно - защитной зоны должна быть не менее 100 м. СЗЗ имеет соответствующее озеленение (деревьями, кустарниками, травой).

Что касается изъятия ресурсов, то они неизбежны при размещении предприятий. Это касается прежде всего земли, необходимой для производственных зданий и инфраструктуры. Необходимость изъятия водных, биологических, агрокультурных ресурсов, полезных ископаемых, зон рекреации, особо охраняемых территорий, мест обитания ценных видов растений и животных, культурных, исторических и природных памятников решается на этапе проектно - планировочных решений, согласовывая эти вопросы с соответствующими компетентными органами.

Особо следует сказать о лини электропередачи (ЛЭП), обеспечивающей предприятие электроэнергией. Это, как правило, высоковольтная ЛЭП, представляющая собой мощный источник электромагнитного излучения. В СЗЗ этой ЛЭП нельзя строить жилые или общественные здания, детские или спортивные площадки, разбивать сады, огороды и т.п.

Регулярное продолжительное нахождение в этой зоне грозит тяжелыми заболеваниями.

Ширина СЗЗ ЛЭП зависит от величины напряжения и составляет при напряжении менее 20 кВ - 10 м по обе стороны от проекции на землю крайних проводов, при напряжении 35 кВ - 15 м, 110 кВ - 20 м, 150 - 220 кВ - 25 м, 330 - 500 кВ - 30 м, 750 кВ - 40 м, 1150 кВ - 55 м.

Эта полоса земли изымается из хозяйственного оборота и использования для других целей, кроме использования по прямому назначению.

Инструментальные методы измерения

Измерения содержания в продуктах сгорания твердых частиц, оксидов азота, серы, углерода в установках небольшой производительности, сжигающих твердые бытовые отходы, твердые промышленные отходы, осадок сточных вод, жидкие и гудронообразные отходы нефтегазовых производств и газоконденсатных комплексов, должно производиться в определенных местах газового тракта:

- оксидов серы - после рекуператора (воздухонагревателя) или теплообменного устройства в зоне температур ниже 700 ° С;

- оксидов азота - в зоне температур ниже 800 °С;

- оксидов углерода - в зоне температур ниже 450 °С;

- твердых частиц (летучая зола и продукты неполного сгорания топлива) - после газоочистных устройств в зоне температур после 300 °С.

Пробу газа следует отбирать по возможности в наиболее узком месте газового тракта. Газозаборные трубки не следует располагать на поворотных участках или вблизи мест, где возможны присосы воздуха. Отбор проб газов может производиться как перед так и после дымососа. Для отбора проб продуктов сгорания при температурах выше 400 °С следует применять водоохлаждаемые трубки или трубки из жаропрочного металла.

Расчетный метод

Расчетным путем по существующим методикам можно определить концентрации летучих твердых частиц, оксидов серы, оксида углерода и оксидов азота

Концентрации других загрязняющих веществ возможно только опытным путем, на основе многочисленных замеров процесса горения на действующих мусоросжигательных заводах.

Настоящая методика предлагает расчетный метод оценки ЗВ в выбросах от установок по термической переработке твердых бытовых отходов и промотходов.

Расчет параметров выбросов вредных веществ. Расчет элементного состава отходов

При сжигании ТБО с низшей теплотой сгорания менее 4,0 МДж/кг для стабилизации процесса горения используется дополнительное топливо. В качестве дополнительного топлива применяется природный газ или дизельное топливо. Элементарный состав всей массы рассматриваемых отходов рассчитывается по формулам 1-7, [6], %:

Без дополнительного топлива:

где С^р₁, С^р₂,…., С^р_n - содержание углерода в рабочей массе каждого компонента отхода, %;

H^p₁, Н^р₂,…., Н^р_n - содержание водорода в рабочей массе каждого компонента отхода, %;

О^p₁, О^р₂,…., О^р_n - содержание кислорода в рабочей" массе каждого компонента отхода, %;

N^p₁, N^р₂,…., N^р_n - содержание азота в рабочей массе каждого компонента отхода, %;

S^p₁, S^р₂,…., S^р_n - содержание серы в рабочей массе каждого компонента отхода, %;

A^p₁, A^р₂,…., A^р_n - содержание золы в рабочей массе каждого компонента отхода, %;

W^p₁, W^р₂,…., W^р_n - содержание влаги в рабочей массе каждого компонента отхода, %;

I₁, i₂,…., i_n - доли соответствующих компонентов в рабочей массе отходов;

где n - количество отдельных компонентов отходов.

Элементный состав рабочей смеси с учетом дополнительного топлива рассчитывается:

где X - весовая доля дополнительного топлива;

С^р, Н^р, S^p, N^p, О^р, А^р, W^р - содержание углерода, водорода, азота, кислорода, золы, влаги соответственно в рабочей массе дополнительного топлива.

Проверку полученных результатов расчета компонентов ТБО и смеси, следует производить по формулам 16 и 17 соответственно

Расчет теплоты сгорания отходов

Теплота сгорания ТБО (без дополнительного топлива), МДж/кг определяется по формуле:

где Q^p_h1, Q^P_H1, Q^P_Hn - низшая рабочая теплота сгорания отдельных компонентов отходов, МДж/кг.

Данные по низшей теплоте сгорания отельных компонентов бытовых отходов рассчитаны по формуле Менделеева [7] и приведены в приложении № 1

Теплота сгорания смеси ТБО с дополнительным топливом, МДж/кг рассчитывается по формулам:

Для газообразного топлива

Для жидкого топлива

где Q^P_H(см) - теплота сгорания смеси отходов с дополнительным топливом, МДж/кт;

Q^p_h(тбо) - теплота сгорания отходов, МДж/кг; (принимается по таблице 1)

Q^р_н(доп) - теплота сгорания дополнительного топлива, МДж/кг или МДж/м³;

Х_г - расход природного газа, м³/кг (принимается по таблице 1);

Х_м - расход дизельного топлива, кг/кг (принимается по таблице 1);

количество дизельного топлива с низшей теплотой сгорания (Q^р_н(доп) = 39,8 МДж/кг) или количество природного газа (Q^р_н(доп) = 37,3 КДж/м³) при сжигании отходов с низшей теплотой сгорания от 3,4 до 4,0 МДж/кт.

В таблице 1 приведены данные по теплоте сгорания отходов в зависимости от типа и количества дополнительного топлива:

Таблица

Теплота сгорания отходов Qph(тбо), МДж/кг	Расход природного газа Хг, м3/кг	Расход дизельного топлива Хм, кг/кг
4,00	0,0054	0,0056
3,80	0,0107	0,0111
3,60	0,0161	0,0161
3,40	0,0214	0,0220

Расчет объема продуктов сгорания

Объем сухих продуктов сгорания, выбрасываемых от одного или нескольких агрегатов, V_i (м³/с), рассчитывается по эмпирической формуле С.Я. Корницкого [5]:

где В - производительность установки по сжигаемым отходам, т/ч;

б - коэффициент избытка воздуха; рассчитываемый по содержанию О₂ в отходящих газах [6]:

где: О₂ - содержание кислорода в дымовых газах

Q^p_{h тбо(см)} - низшая теплота сгорания отходов, МДж/кг;

W^P - содержание обшей влаги в рабочей массе отходов, %;

t_r - температура продуктов сгорания, °С.

Расчет валовых выбросов загрязняющих веществ

Валовый выброс i-гo загрязняющего вещества от установок но термической переработке твердых бытовых отходов и промотходов П_i рассчитывается по формуле, т/год:

где ф - продолжительность работы установки, ч/год;

М_i - мощность выброса i-гo загрязняющего вещества, г/с.

Расчет выбросов летучей золы

Количество летучей золы выбрасываемой в атмосферу с продуктами сгорания после установки для сжигания отходов в единицу времени кг /ч, рассчитывается по формуле, [6]:

где В - производительность установки для сжигания отходов небольшой производительности, т/ч;

а_ун - доля золы в уносе. Нормативное значение а_ун для слоевых топок с сухим шлакоудалением при сжигании отходов равно 0,1-0,2;

Q^p_{h тбо(см)} - низшая теплота сгорания отходов, МДж/кг;

А^р - содержшше золы в рабочей массе отходов, %;

q₄ - потеря теплоты от механической неполноты сгорания, %

Рекомендуемое значение для камерных топок с колосниковыми решетками составляет 4% [6];

32,7 - средняя теплота сгорания горючих в уносе, МДж/кг;

з₃ - доля твердых частиц, улавливаемая в золоуловителях.

Максимальные выбросы твердых частиц в формуле (24) определяются при номинальной производительности установки по сжигаемым отходам.

Расчет выбросов оксидов серы

Количество оксидов серы SО₂ н SO₃ в пересчете на диоксид серы SО₂, выбрасываемое в атмосферу с продуктами сгорания в единицу времени кг/ч, рассчитывается по формуле [6]:

где В - производительность установки по сжигаемым отходам, кг/ч;

S^p - содержание серы в рабочей массе отходов, %;

з' - доля оксидов серы, связываемых летучей золой отходов;

SО₂ Нормативное значение для слоевых топок с сухим шлакоудалением при низкотемпературном сжигании отходов принимается равным 0,3;

- доля оксидов серы, улавливаемых в золоулавителях попутно SО₂ с улавливанием твердых частиц.

Доля оксидов серы, улавливаемых в сухих золоулавителях (электрофильтрах, батарейных циклонах), принимается равной нулю. В мокрых золоуловителях она зависит в основном от приведенной сернистости отходов S^Р_пр = S^p/Q^P_H, (% кг/МДж) и от расхода и общей щелочности орошаемой воды (по рис. 1) [5]. Расчетные удельные расходы воды на орошение золоуловителей составляют 0,1 - 0,2 мг - экв/дм³. Максимальные выбросы оксидов серы в формуле (25) определяются при поминальной производительности установки по сжигаемым отходам.

Расчет выбросов оксида углерода

Количество оксида углерода, выбрасываемой в атмосферу с продуктами сгорания отходов в единицу времени т/год, вычисляется по формуле [4]:

где С_со - выход оксида углерода при сжигании отходов определяется по формуле кг/т:

где q₃ - потери теплоты от химической неполноты сгорания отходов, %

R - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания отходов, обусловленной содержанием оксида углерода в продуктах неполного сгорания; Нормативное значение для камерных топок с сухим шлакоудалением при сжигании твердых отходов R =1,0;

Q^p_h - низшая теплота сгорания отходов, МДж/кг;

q₄ - потери теплоты от механической неполноты сгорания отходов, %;

q₃ и q₄ принимаются по эксплуатационным данным или по нормам [8]

Потери теплоты от химической неполноты сгорания отходов при а>1,5-2,0 при интенсивной аэродинамической турбулентности составляют 0,1 - 0,3 %

Максимальные выбросы оксида углерода значения величин, в формулах (26-27), принимаются при номинальной нагрузке установки сжигания отходов.

Расчет выбросов оксидов азота

Количество оксидов азота в пересчете на диоксид азота, выбрасываемых в атмосферу с продуктами сгорания установки небольшой производительности в единицу времени, кг/ч рассчитывается по формуле :

где К - коэффициент, характеризующий выход оксидов азота, кг/т;

NO_x образующихся на 1 ГДж тепла, кг /ГДж, определяется ;

В - производительность установки по сжигаемым отходам, т/ч;

Q^p_{h тбо(см)} - низшая теплота сгорания отходов (смеси), МДж/кг;

q₄ - потери теплоты от механической неполноты сгорания отходов, %;

з_i > 1 - коэффициент, учитывающий степень дожигания выбросов оксидов азота в результате примененных решений. з_i - принимается равным нулю;

Д_ном - паропроизводительность котла, т/ч.

Расчет выбросов хлористого водорода

технологический переработка техника отход

Количество хлористого водорода в продуктах сгорания после системы газоочистки, г/с рассчитывается по формуле:

где V₁ - объем сухих продуктов сгорания, выбрасываемых от одного или нескольких агрегатов, м³/с, рассчитывается по формуле (21)

C_HCl содержание хлористого водорода в продуктах сгорания после системы газоочистки. Принимается в среднем равным 0,012 г/м³. [13]

Расчет выбросов фтористого водорода

Количество фтористого водорода в продуктах сгорания, г/с рассчитывается по формуле:

где V₁ - объем сухих продуктов сгорания, выбрасываемых от одного пли нескольких агрегатов, м³/с, рассчитывается по формуле:

C_HF - содержание фтористого водорода в продуктах сгорания. Принимается в среднем равным 0,025 г/м³.

Расчет выбросов оксидов ванадии

Количество оксидов ванадия в пересчете на пятиокись ванадия (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с продуктами сгорания отходов в единицу времени. вычисляется по формуле:

где - содержание оксидов ванадия в отходах в пересчете на V₂O₅ г/т;

з_ос - коэффициент оседания оксидов ванадия на поверхности нагрева котлов-утилизаторов (кипящих экономайзеров). Для котлов-утилизаторов с промежуточным пароперегревателем очистка поверхностей нагрева которых производится в остановленном состоянии n_ос = 0,07;

з_у - доля твердых частиц продуктов сгорания жидкого топлива, применяемого в качестве стабилизирующего топлива при сжигании отходов с пониженными теплотехническими свойствами, улавливаемых в устройствах по нейтрализации вредных выбросов после котлов-утилизаторов.

Значение з_у оценивается для средних условий работы газоочистных устройств за год.

При отсутствии результатов анализа дополнительного топлива содержание оксидов ванадия () в сжигаемом топливе определяется ориентировочно по формуле:

технологический переработка выброс отходы

где S^p - содержание серы в рабочей массе отходов, %.

Формула дается для отходов с содержанием S^p > 0,4 %.

Максимальные выбросы оксидов ванадия, в формуле (32-33), принимаются при номинальной нагрузке установки сжигания отходов.

* Расчет оксидов ванадия производится только для установок постоянно сжигающих гудронообразные нефтесодержащие отходы.

Размещено на Allbest.ru