Экспериментальные и теоретические исследования процессов плазменной газификации углеродсодержащих техногенных отходов

• Автор: Даниленко, Андрей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 213 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ОРГАНИЗАНИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ИСХОДНЫЙ СОСТАВ
УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ
§ 1.1. Общая характеристика углеродсодержащих отходов как сырья
для промышленной переработки И
§ 1.2. Классификация методов утилизации твердых бытовых,
промышленных и сельскохозяйственных отходов
§ 1.3. Сортировка отходов как метод влияния на исходный состав ТБО
перед утилизацией
ГЛАВА II. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНО-
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
§ 2.1. Среднестатистический состав твердых бытовых отходов
§ 2.2. Характеристика твердых бытовых отходов как
энергетического сырья
§ 2.3. Анализ современного состояния технологий переработки
твердых бытовых отходов
§ 2.4. Образование токсичных и сверхтоксичных соединений при
реализации технологий переработки твердых бытовых отходов
ГЛАВА III. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ ПЛАЗМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ
УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ
§ 3.1. Исследование термической обработки углеродсодержащего сырья 56 § 3.2. Влияние температуры на кинетику обработки
углеродсодержащих отходов
§ 3.3. Энергетический расчет процессов плазменной
газификации отходов
§ 3.4. Оптимизация технических требований и обоснование
конструктивной схемы плазменной электропечи
§ 3.5. Физико-математическое моделирование и расчет рабочих параметров шахтной плазменной печи
§ 3,6. Оптимизация соотношения расходов теплоносителя
и получаемого синтез-газа
§ 3.7. Тепловые расчеты электропечи для переработки
углеродсодержащих отходов
ГЛАВА IV. ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ
ОТХОДОВ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА
§4.1. Методика расчета эффективности газификации обобщенного
сырья (топлива) в шахтной плазменной электропечи
§ 4.2. Отходы переработки древесины (опилки содержащие до 1%
фенольных смол и не содержащие гудронной пропитки)
§ 4.3. Бумажные отходы от измельчения макулатуры (смесь древесных материалов, остатков бумаги, фрагментов
стекла, металлических и гравиевых материалов)
§ 4.4. Высушенные загрязнения из водоочистных установок бумажной промышленности, маслянистые загрязнения
нефтеперерабатывающей промышленности
§ 4.5. Белковая животная мука - материал высокой степени риска
§ 4.6. Медицинские отходы
ГЛАВА V. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ
ГАЗИФИКАЦИИ ОТХОДОВ
§ 5.1. Опытно-промышленные установки для проведения исследований
процессов газификации отходов
§ 5.2. Электродуговые плазмотроны для газификации отходов
§ 5.3. Результаты экспериментальных исследований газификации
твердых бытовых отходов
§ 5.4. Результаты экспериментальных исследований газификации
сельскохозяйственных отходов - рисовой лузги
ГЛАВА VI. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ, МЕДИЦИНСКИХ И
ДРУГИХ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Существующая категоричная оценка экологической ситуации (как кризисной или, по меньшей мере, напряженной) практически во всех странах и, в первую очередь, на урбанизированных территориях, является индикатором остроты проблемы роста образования отходов производства и потребления, связанного как с изменением экономических, социальных и технологических условий существования человека, ростом урбанизации, так и с очевидным отсутствием соответствующей инженерно-технологической философии, определяющей поиск решений, предупреждающих неблагоприятные для окружающей среды последствия. Удовлетворение всевозрастающих материальных потребностей человечества осуществляется в результате последовательных превращений изъятого из окружающей среды сырья в конечный продукт потребления, что сопровождается выделением газообразных, жидких и твердых отходов практически на всех технологических этапах и завершается по окончании использования продукта или потери им потребительских свойств’очередным образованием все тех же отходов. Этот очевидный цикл уже давно приобрел «индустриальные масштабы», что в совокупности с синтетическими продуктами, не свойственными естественной природе и, следовательно, не имеющими естественных механизмов ассимиляции, требует разработки индустриальных методов их уничтожения (утилизации) и обезвреживания. В известном смысле развитие научных и инженерных разработок идет в направлении последовательного решения задач по мере их возникновения. Этим определяется настоятельная необходимость в исследовании теплофизических процессов в технологиях переработки отходов, предельно минимизирующих неблагоприятные воздействия на объекты окружающей среды.
Как отмечалось на конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро (июнь 1992 года), «высокая плотность населения в городах, создающая сегодня серьезные проблемы, открывает в то же время ши-
Элементный состав твердых бытовых отходов некоторых городов бывшего СССР приведен в табл. 2.10.
Таблица
. Элементный состав твердых бытовых отходов
Наименование Москва Ленин- град Горький Сверд- ловск Харьков Владиво
Горючая масса, %: Сг 50,35 . 50,48 49,56 50,95 51.94 50
нг 6,60 6,63 6,62 6,56 6,65 6
хг , 1,43 1,35 . 1,41 1,61 1,63 1
ог 41,30 41,28 42,11 40,56 39,40 40
8Г' 0,31 0,26 0,28 0,32 0,38 0
Рабочая масса, %:
wp 39,65 34,1 39,91 34,76 43,56 43
Ар 17,93 31,15 20,5 31,09 19,13 24
Бр 0,13 0,09 0,11 0,11 0,14 0
Ср 21,36 17,52 19,62 17,4 19,38 16
Нр 2,80 2,30 2,62 2,24 2,48 2
хр . 0,13 0,47 0,56 . 0,55 0,61 0
ор 17,52 14,33 16,67 13,85 14,7 13
Важной характеристикой горючих отходов является удельная низшая теплота сгорания. Как известно, теплота сгорания любого топлива — это количество теплоты, выделяющейся при полном сгорании твердого, жидкого или газообразного топлива. Различают низшую и высшую, удельную и объемную теплоту сгорания. Низшая теплота сгорания меньше высшей на то количество теплоты, которая затрачивается на испарение воды, образующейся при сгорании топлива, а также влаги, содержащейся в нем. Ориентировочные значения низшей теплоты сгорания горючих твердых материалов (отходов и их компонентов), приведены в табл. 2.11. Для сравнения укажем, что низшая удельная теплота сгорания каменного угля составляет 28—34 МДж/кг, бурого угля 16-28 МДж/кг, низшая объемная теплота сгорания природного газа 31—38 МДж/кг.