Разработка и исследование электротехнологического оборудования для переработки техногенных отходов с использованием пароводяного плазмотрона

• Автор: Радько, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 124 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Общая характеристика работы

ГЛАВА I. Анализ современного состояния проблемы

1.1 Низкотемпературная термическая плазма и области её применения

1.2 Свойства пароводяной плазмы

1.3 Схемы и конструкции действующих пароводяных плазмотронов

1.4 Высокотемпературные пароплазменные установки

различного назначения

1.5 Заключение по главе

ГЛАВА II. Технология переработки и уничтожения техногенных отходов

2.1 Плазменная электропечь с пароводяным плазмотроном

2.2 Технологический процесс высокотемпературной переработки техногенных отходов
2.3 Энергетический расчёт зоны газификации
2.4 Заключение по главе
ГЛАВА III. Плазменная газификация углеродсодержащих
техногенных отходов
3.1 Расчётно-теоретические методы исследования плазменно-энергетических процессов
3.2 Термодинамический анализ газификации на примере медико-биологических отходов с помощью ПК АСТРА-
3.3 Заключение по главе
ГЛАВА IV. Пароводяной плазмотрон и его характеристики
4.1 Пароводяной плазмотрон как электротехнологическая система
4.1.1 Электрическая подсистема
4.1.2 Газовая подсистема
4.1.2.1 Нагреватель воздуха
4.1.2.2 Парогенератор
4.1.3 Охлаждающая подсистема
4.1.4 Технологическая подсистема
4.2 Электрические характеристики
4.3 Энергетические характеристики
4.4 Эксплуатационные характеристики
4.4.1 Эрозия электродов
4.5 Численное моделирование распределения температурного поля
в электроде - аноде в ПК АИЗУБ
4.6 Заключение по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. При современном уровне развитии промышленности проблема переработки техногенных отходов приобретает первостепенное значение. Крупные промышленные компании и муниципальные структуры в этой ситуации вынуждены вкладывать значительные средства в уничтожение отходов. Особо острая ситуация сложилась с отходами, являющимися источниками вредных и токсичных веществ. Эти отходы, как правило, не могут быть захоронены и требуют специальных плазменных технологий утилизации.
Термический метод сжигания отходов не оправдал экологические надежды человечества.
Наиболее перспективной технологией утилизации техногенных отходов является паровая плазмохимическая переработка, основанная на высокотемпературном воздействии и полном разложении утилизируемых продуктов с помощью дуговой термической плазмы водяного пара. В результате на выходе получается синтез-газ, который представляет собой смесь водорода и оксида углерода и является ценным энергетическим сырьем. При этом плазма водяного пара является не только теплоносителем, но и активным реагентом.
Электротехнологический комплекс для реализации плазменной технологии переработки/утилизации различного вида отходов представляет собой комплект электротехнологического, теплотехнического, электрогенерирующего и экологического блоков.
Основополагающим из них являются плазменные электропечь с расплавом шлака, оснащённая электродуговым пароводяным плазмотроном и системами электро-, газо- и водоснабжения. Центральное место здесь занимает генератор плазмы водяного пара, как преобразователь электрической энергии в высокотемпературный поток окислителя, от надёжности работы которого зависит эффективность электротехнологии в целом.
Разработка новой конструктивной схемы генератора пароводяной плазмы невозможна без знания и понимания особенностей высокотемпературных

2,5% мае. до 11% мае. В матрице шлака надежно фиксируются радиоактивные изотопы, а также оксиды тяжелых металлов, таких как свинец, никель, медь, цинк и т.д.
Рисунок 1.17- Шлак в приемных контейнерах
Плотность шлака составляет 2,5-3,5 г/см3. Он является чрезвычайно устойчивым к химическому воздействию материалом. Скорость выщелачивания из шлака в воду натрия, одного из самых «подвижных» элементов, в среднем на порядок ниже подобного показателя для боросиликатных стекол и на два-три порядка ниже, чем у цементных матриц. Скорость выщелачивания большинства других элементов, в том числе тяжелых металлов, еще ниже, поэтому подобный шлаковый компаунд можно рассматривать как одно из самых совершенных средств консервации радиоактивных элементов и неорганических токсикантов. Приемные контейнеры со шлаковым компаундом загружаются в невозвратные защитно-транспортные контейнеры и размещаются на полигоне долговременного хранения кондиционированных форм РАО в Научно-производственном комплексе ГУП МосНПО «Радон».
ГУП МосНПО «Радон» получил разрешение Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору РФ на переработку