Технология термического обезвреживания нефтесодержащих и формальдегидсодержащих твердых отходов безокислительным способом

• Автор: Расстегаев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Литературный обзор
1.1 Проблемы утилизации нефтесодержащих
и формальдегидсодержащих отходов
1.2 Анализ существующих технологий утилизации нефтесодержащих и формальдегидсодержащих отходов
Выводы
2 Разработка технологии термического обезвреживания нефтесодержащих и формальдегид содержащих твердых отходов
2.1 Описание механизма процесса пиролиза
2.2 Технология термического обезвреживания
2.3 Выбор и описание оборудования
Выводы
3 Объекты и методы исследования
3.1 Объекты исследования
3.2 Методика исследования процесса пиролиза
3.3 Методика биологических исследований
4 Результаты экспериментов и их обсуждение
4.1 Исследование зависимости времени процесса пиролиза
от массы и температуры загрузки отходов
4.2 Влияние влажности отходов на процесс пиролиза
4.3 Выявление зависимостей процесса пиролиза нефтесодержащих твердых отходов
4.4 Выявление зависимостей процесса пиролиза формальдегидсодержащих твердых отходов
4.5 Результаты экологической экспертизы протекания
процесса пиролиза
4.6 Обсуждение результатов биологической экспертизы

4.6.1 Результаты биотестирования исходных образцов
грунтов, загрязнённых нефтепродуктами
4.6.2 Результаты биотестирования исходных образцов формальдегидсодержащих опилок ДСП
4.6.3 Результаты биотестирования продуктов процесса
пиролиза грунта, загрязненного нефтепродуктами
4.6.4 Результаты биотестирования продуктов процесса
пиролиза формальдегидсодержащих опилок ДСП
Выводы
5 Рекомендации и область использования установки
5.1 Практические рекомендации по использованию
установки на производстве
5.2 Возможности совершенствования установки
Общие выводы
Список литературы
Приложение А. Методика выполнения измерений при
проверке экологической безопасности процесса
Приложение Б. Акты внедрения результатов диссертационной работы

Введение
На сегодняшний день разработано много способов обезвреживания нефтесодержащих и формальдегидсодержащих твердых отходов. Основными из них являются: сжигание, газификация, гидролиз, гликолиз, метанолиз, химическое обезвреживание и биохимическая переработка нефтесодержащих отходов, пиролиз и др. Практика показывает, что большинство этих способов являются затратными, а экологический эффект не всегда достигается.
Самым распространенным способом утилизации опасных отходов является их сжигание в специализированных установках. Данный способ позволяет за короткие сроки утилизировать большое количество отходов, однако, при сжигании отходов выделяются токсичные соединения (диоксины, фураны и др.), наносящие огромный вред окружающей среде. Поэтому разработка безопасных технологий и сооответствующего оборудования для обезвреживания нефтесодержащих и формальдегидсодержащих твердых отходов является актуальной задачей.
Цель работы — разработка технологии безокислительного термического обезвреживания нефтесодержащих и формальдегидсодержащих твердых отходов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1) анализ существующих способов термического обезвреживания нефтесодержащих и формальдегидсодержащих твердых отходов, выбор и обоснование безокислительного способа термического обезвреживания методом пиролиза;
2) разработка технологической схемы и выбор оборудования для эффективного безокислительного обезвреживания нефтесодержащих и формальдегидсодержащих отходов;
3) исследование безокислительного способа пиролизного обезвреживания нефтесодержащих и формальдегидсодержащих отходов, выбор оптимальных режимов эксплуатации установки, оценка эффективности и экологической безопасности процесса;
После возникновения первичных радикалов цепная реакция может развиваться по двум вероятным направлениям. Крупные радикалы, главным образом бутильные, будут распадаться самопроизвольно с образованием более устойчивых этильных и метальных радикалов или атомов водорода. А радикалы, устойчивые к самораспаду, но чрезвычайно реакционноспособные, будут вступать в цепные реакции с исходными молекулами [22, 53, 92].
У появившихся свободных радикалов и атомов водорода короткая продолжительность существования, поэтому за небольшой промежуток времени цепная реакция значительно развивается с образованием новых вторичных радикалов, которые, подобно первичным, вступают в параллельные реакции, что способствует дальнейшему развитию цепного распада [22, 53, 92].
При этом следует учитывать, что образовавшиеся радикалы могут взаимодействовать как между собой при столкновении, так и захватываться стенками реактора с образованием неактивных молекул. При этом цепная реакция может обрываться или же вступать во взаимодействие с алкенами, давая менее активный тяжелый радикал, и таким образом тормозить общую скорость разложения. На данную особенность указывают многие ученые [22, 38, 92].
Реакции взаимодействия свободных радикалов с образовавшимися алкенами по сравнению с цепными реакциями протекают медленнее. Это имеет значение для синтеза при пиролизе непредельных углеводородов и особенно важно потому, что в основном образование кокса происходит из-за вторичных реакций полимеризации и конденсации получаемых алкенов [22, 53, 54, 99].
Описанные выше механизмы характерны в основном для температур пиролиза до 700 °С.
С повышением температуры пиролиза эффект самоторможения и торможения уменьшается, а доля непосредственной деструкции молекул увеличивается. Это явление объясняется в первую очередь сильным замедлением реакции развития цепей [22, 38, 92].