Меню Рубрики

Установок для переработки отходов

Плазменная переработка мусора

Утилизировать промышленные и бытовые отходы человечество начало 20 лет назад. До этого мусор выбрасывался на полигоны по всему миру, откуда вредные вещества распространялись в почву, грунтовые воды, открытый океан.

Опыт Европы и Америки по сжиганию промышленного мусора в печах оказался негативным. Построенные в конце двадцатого века мусоросжигательные заводы загрязняют воздух, воду и биосферу высокотоксичными соединениями. Фураны и диоксины выпадают с осадками, накапливаются в земле, попадают в пищевую цепочку человека.

Для обезвреживания опасных веществ и отходов производства был разработан метод плазмохимического разложения органики. Плазменная переработка мусора позволяет расщеплять сложные полимеры до газообразных углеводородов и оксида углерода. Выбросы токсинов сокращаются на 99%, а полученные вещества можно использовать как безопасное топливо и сырье для органического синтеза.

Актуальность проблемы утилизации отходов

Химическая промышленность, автомобилестроение и распространение пластмасс в быту уже нанесли непоправимый ущерб экологии планеты. Искусственные полимеры разлагаются столетиями, медленно отравляя биосферу.

В развивающихся странах производственный и бытовой мусор до сих пор выбрасывается сотнями тонн на землю или в океан. Загрязнения из стран Азии прибивает к европейским берегам в виде микропластика, который обнаруживается уже на вершине Альпийских гор.

В России и странах СНГ полигоны ТБО переполняются городскими отходами, что в ближайшие 10 лет приведет к необратимым последствиям. Захоронения мусора в землю или сжигание в котлах не решают проблему, напротив, ускоряет высвобождение ядов в окружающую среду.

Единственное правильное решение – не использовать пластик в качестве упаковок и емкостей для продуктов питания. Однако цивилизация, живущая одним днем, не откажется от удобства в угоду решению проблем экологии будущего поколения.

Биоразлагаемые материалы и выведение микроорганизмов, способных перерабатывать синтетические полимеры, – вопрос отдаленного будущего. А проблему утилизации откладывать уже нельзя.

Плазменная технология утилизации отходов

Ни один из методов прошлого не позволяет безопасно перерабатывать твердый бытовой мусор и токсичные промышленные отходы. Поэтому ученые нашли выход в термолизе, который ранее применялся для газификации твердого топлива – кокса, сланца, гудрона, дерева. Технология не нова, но в окончательном виде нашла применение в переработке опасных отходов.

Общий принцип плазменной обработки отходов заключается в термическом разложении с неполным окислением под воздействием водяного пара, кислорода воздуха и давления. Чтобы исходное сырье не сгорало, нужно контролировать поступление окислителя – воздуха. Пиролиз начинается при температурах более 1000°C. На выходе из установки образуется смесь водорода, монооксида углерода с примесями других горючих газов.

Получаемый сигаз служит топливом для электростанций, сырьем для получения метанола и высших спиртов, аммиака, азотных удобрений, синтетического моторного масла и горючего. Данный метод синтеза был придуман в Германии в двадцатых годах прошлого столетия, как альтернатива нефтяной промышленности.

Разложение искусственной органики из ТБО требует более жестких условий внутри реактора и стабильную низкотемпературную плазму. Поэтому в девяностых годах прошлого века на базе института им. Курчатова ученые из России, Украины и Израиля разработали плазматроны, пригодные для газификации любых веществ, включая уничтожение химического оружия.

В Институте электрофизики и электроэнергетики РАН был построен первый в мире компактный и энергоэффективный плазматрон с температурой до 1000000°K. Из-за незначительного финансирования науки, установка не может выйти в серийное производство. На Западе корпорацией Westinghouse разрабатываются плазматроны, позволяющие уже сегодня перерабатывать отходы при температуре плазмы до 6273°K. Установки прошли тестирование в Канаде, Японии и Нидерландах.

Установки плазменной газификации отходов

Устройство можно разделить на четыре основных узла:

  1. Реактор-газификатор.
  2. Генератор плазмы.
  3. Дожигатель.
  4. Система очистки.

В плазменном генераторе используется воздушная среда и электрическая дуга переменного тока мощностью до 50000 Вт.

Реактор газификатора изготавливают из металла, внутреннюю поверхность облицовывают тугоплавкой керамикой. Плазменная переработка ТБО начинается с загрузки высушенного и измельченного мусора в шахту. Через ярусные дюзы подаются воздух и водяной пар, затем смесь обрабатывается потоком низкотемпературной плазмы.

Конструкция реактора может быть двух типов:

  • с кольцевым плазматроном – равномерно распределяет поток по периметру камеры;
  • с центральным генератором плазмы – выпускает горячий пучок в загрузочный центр.

Для изоляции камеры дно устройства погружено в резервуар с водой. Гидрозатвор исключает смешивание веществ из реактора с атмосферой. Снизу шлак и несгораемые элементы улавливаются чугунным колосником и при вращении решетки попадают на дно водного резервуара. Там зольный остаток остывает, затем нейтрализуется и удаляется. Шлак образуется в количествах, не превышающих 7% изначальной массы, он представлен оксидами и карбонатами металлов и кремния. Спекшийся шлак можно использовать как нетоксичный строительный материал.

Важно, чтобы плазменная газификация отходов проходила при температуре выше 1200°C, тогда в реакторе не будут образовываться смолы и диоксины, а исходное сырье полностью распадается на простые соединения.

Чтобы установка работала непрерывно, нужно поддерживать струю плазмы, периодически впрыскивать воздушно-паровую смесь и контролировать уровень ТБО в камере реактора по мере трансформации в сигаз. Синтез-газ откачивается непрерывно с нижней части реакционной камеры, проходит осушение и фильтрацию. В дальнейшем сигаз транспортируется в котельную для использования вместо природного газа. Чтобы получить топливо из мусора, затрачивается электроэнергия на поддержание плазменного заряда. Однако вырабатываемый газ компенсирует энергетические затраты (при идеальных условиях реакции) в 4 раза.

Читайте также:  Установка привода дорхан 3000

Плазменная технология утилизации отходов решает сразу две задачи: уничтожение мусора с минимальным вредом для планеты и получение электроэнергии из возобновляемого источника – отбросов.

Синтез-газ по энергетическим параметрам уступает метану или пропану, его использование в качестве топлива для электростанций возможно в паровых турбинах. Для стабилизации горения в сигаз добавляют малый процент природного газа.

Плазменная газификация ТБО электродуговой плазмой разрушает вещество на молекулярном уровне, позволяет проводить реакцию в замкнутой системе, не выбрасывать в атмосферу дым с вредными соединениями.

Плазменное решение для переработки мусора

Первый промышленный плазматрон для ТБО, разработанный в Российском Курчатовском институте, был изготовлен на Мариупольском машиностроительном заводе в Украине в 2010 году. Устройство было перевезено в Израиль для запуска предприятия по переработке мусора в окрестностях Кармиэля. Эффективность данной разработки до сих пор не удалось превзойти. Из-за снижения финансирования иностранными партнерами и геополитических проблем дальнейшие исследования по этому проекту были заморожены.

Попытки перенести разработку на попечение наукограда «Сколково» привели только к созданию прототипа нового плазменного мусоросжигателя Институтом электрофизики и электроэнергетики в 2012 году. Серийный промышленный образец устройства к 2019 году так и не появился.

К 2025 году в Москве и Татарстане планируют построить экспериментальные плазменные мусороперерабатывающие электростанции с привлечением партнеров из Европы и Америки. Если с финансированием проекта не возникнет сложностей, подобные установки появятся в масштабах страны.

Технология плазменной газификации Westinghouse Plasma Corporation

WPC занимается созданием лидирующей технологической базы для превращения отходов цивилизации в чистую энергию без вреда для Земли. В американской корпорации ученые из разных стран работают над платформой коммерческих промышленных заводов и небольших базовых версий газификаторов.

Пока технология плазменного пиролиза применяется в мире на трех промышленных объектах. Установки позволяют превращать в горючий газ бытовой мусор горожан, ядовитые отходы заводов, осадок водостоков.

Один из заводов Air Products, расположенный в Англии, ежемесячно избавляет планету от 30 килотонн мусора в виде:

  • ТБО;
  • промышленных отбросов;
  • отходов рознично-оптовой торговли;
  • медицинского биомусора;
  • отходов переработки нефти;
  • ядовитого шлака из мусора, сжигаемого на свалках.

На выходе завод получает очищенный синтетический газ, который трансформируется в энергетические решения для электростанций, топливных элементов и химических продуктов:

  • этиловый спирт;
  • метанол;
  • пропанол;
  • дизельное топливо;
  • горючее для ракетных двигателей.

Суть технологического решения компании – реакторы, оснащенные плазменными горелками. Через электрический дуговой разряд высокого напряжения пропускают воздух под давлением. Газы ионизируются и нагреваются, как от удара молнии, и направляются в камеру при температуре 5000°C. Получаемый сигаз очищается от твердых частиц, тяжелых металлов и серы. Расплавленный шлак собирают для использования как композитный материал в строительстве.

Плазменная утилизация отходов на заводах корпорации Westinghouse позволяет полностью разлагать мусор на безопасные и ценные соединения.

Установка Плутон: плазменно-пиролитическая переработка твердых РАО

Радиоактивные отходы атомных электростанций нельзя сжечь или закопать в землю без вреда для экологии. Период полураспада отдельных отбросов АЭС может составлять сотни лет, на протяжении которых вещество будет загрязнять воду и почву.

Российская госкомпания Радон нашла способ сделать РАО компактнее, снизить риск утечки радиации из отбросов без повторных перезахоронений каждые полвека.

Твердые радиоактивные отходы проходят плазменный пиролиз на установках Плутон. К обработке допускаются вещества до среднего уровня активности. Технология позволяет перерабатывать разнородные материалы со сложным составом всего за одну стадию с получением концентрированного РАО в сокращенном до 95% объеме. Остекленевший радиоактивный шлак можно допускать к длительному захоронению без опасения утечки или растворения в грунтовых водах.

Плазменная печь для сжигания отходов АЭС работает при температуре 1800°C за счет дуговых плазмотронов гальванического тока собственной разработки. Органика уничтожается без остатка, а несгораемые элементы расплавляются, фиксируя в кристаллической решетке изотопы радиоактивных элементов и тяжелые металлы. Получаемый компактный твердый слиток, состоящий из оксидов натрия, алюминия и кремния, по составу практически идентичен стеклу.

Скорость разрушения слитка в природе ниже, чем у устойчивых боро-кремниевых стекол, поэтому установка Плутон – совершенное средство для полной консервации токсинов и радиоизотопов.

Технологические плазмотроны в составе плазменных систем

В промышленности плазма используется для пиролиза органики в химическом синтезе. Это может быть растительное сырье, каменный и бурый уголь, твердые фракции нефти.

В качестве образующей плазму среды выступают инертные газы, азот, аммиак, вода или воздух. Поток высокоионизированного газа позволяет расщеплять сырье и получать чистый водород с монооксидом углерода. Полученный продукт после фильтрации и очистки можно использовать в реакторе для синтеза сложных органических соединений, которые другим путем получить нельзя.

Читайте также:  Установка йоты для планшета

Технологические плазменные системы могут работать при мощности 3500 кВт. Для стабилизации плазменного пучка используются электромагниты.

Промышленные плазменные системы для синтеза производит Российская компания Плазмариум на базе плазматронов зарубежных коллег. Фирма выпускает передвижные плазменные установки для утилизации отходов «MGS».

Преимущество мобильных установок плазменного пиролиза – в модульной конструкции и быстром развертывании систем по утилизации мусора. Состав газовоздушной смеси регулируется электроникой для снижения концентрации оксида азота в сингазе. Устройство позволяет работать с эффективностью до 99% непосредственно на полигоне по сбору бытовых отходов. Для утилизации медицинских биоматериалов и останков скота используется герметичный загрузчик отходов.

Реактор плазменного сжигания мусора работает в автоматическом режиме под управлением ПО без участия персонала. Разложение происходит по методу паровой плазмохимической реакции и исключает выброс вредных веществ в окружающую среду.

По показателям энергетической эффективности такие установки уступают полноценным заводам по плазменному сжиганию отходов , зато справляются с уничтожением опасного мусора без вреда для экологии.

Экономические показатели плазменной газификации

При проектировании плазменных установок по сжиганию мусора учет финансовых выгод при получении сырья и энергии – не основная задача, а дополнительный бонус. Главное – не допустить превращение планеты в пластиковую помойку.

Рост цен на ископаемые источники энергии и скорое израсходование природных углеводородов делает плазменное сжигание отходов экономически выгодным и полезным.

Скопившихся отходов на полигонах и в окружающей среде хватит на несколько десятилетий, при этом будет поступать и новый мусор. ТБО станет до конца столетия выгодным возобновляемым источником энергии.

Для постройки одного завода потребуются инвестиции в 900.000.000 руб., а время для ожидаемой окупаемости затрат составит около 4 лет.

При годовой переработке мусора 60кТ завод будет зарабатывать на производимом газе, электричестве и вторсырье:

Источник дохода Доход, руб.
Переработка ТБО 30.000.000
Продажа электричества 132.500.000
Реализация тепла для отопления 146.500.000
Переплавка металла 21.400.000
Переработка стекла 20.200.000

Помимо приобретения оборудования, ежегодные затраты на обслуживание, логистику, закупку энергии и зарплаты персонала составят 53.000.000 рублей.

Положительный экономический опыт имеют страны с плазменной утилизацией мусора : Великобритания, Нидерланды, США и Канада. Россия имеет лучшие научные разработки в области плазменного пиролиза, поэтому есть все перспективы выйти в лидеры рынка по плазменной переработке .

источник

Оборудование для переработки мусора — от установки до мини-завода

Сегодня утилизация отходов проводится не только в целях сбережения окружающей среды, но и в качестве производства вторсырья.

Растет количество мусороперерабатывающих заводов, а с ним и качество оборудования для переработки мусора.

Мало того, на переработке отходов можно неплохо зарабатывать, т.к. добывать сырье таким путем намного легче, чем любым другим – соответственно и менее затратно.

Рассмотрим основные виды и характеристики типового набора техники.

Мобильное и стационарное оборудование

Основные виды перерабатывающих станций:

Среди них каждый вид может быть:

Сортировочные линии

Чаще всего устанавливается на одно неизменное место. Но можно использовать и как передвижную установку, с помощью передвижных элементов. Предназначена для первичной сортировки мусора по типу.

Шредеры или дробилки

Пользуются большим спросом в фермерском хозяйстве и на линиях производства. В основном, такие машины оснащены гусеницами или колесным шасси, с помощью которых они беспрепятственно могут переехать с места на место.

Такие мобильные станции хороши не только при переработке отходов, но и при дроблении камня, дерева и других веществ.

Мусороперерабатывающие прессы

Поистине незаменимое оборудование для утилизации и значительного уменьшения размеров мусора. Подобные установки значительно увеличивают скорость транспортировки отходов.

Компакторы

Сродни прессам: они также спрессовывают мусор, делая его более компактным для хранения и перевозки. Мобильные компакторы отличаются от стационарных своими габаритами и объемом, который может переработать станция за раз.

Передвижная установка – значительно меньше и сделана в виде одного сплошного блока, а не разделена на несколько секций, как стационарная.

Типовое оборудование для переработки вторсырья

Для обработки и утилизации вторичного сырья используют:

Функции и способ работы первых мы уже рассмотрели. Коснемся теперь основных принципов работы остальных установок для переработки по типу вторсырья.

Гранулятор исполняет функции пресса: установка спрессовывает поступающую на вход массу, выдавая на выходе определенной формы гранулы.

Подача осуществляется с помощью шнека. К гранулятору, обычно, прилагаются:

  • Транспортировочная лента.
  • Вентилятор или другое охлаждающее устройство.
  • Машина подачи или шнек.

Агломератор – средство, выполняющее полную или частичную обработку вторсырья.

Может использоваться в качестве аппарата для:

  • отмывки,
  • очистки,
  • агломерирования,
  • измельчения и сушки сырья.

Материал, получаемый на выходе называется агломерат. Имеет форму и вид окатышей.

Читайте также:  Установки для выращивания монокристаллов кремния

Специализированные аппараты

Часто в качестве дополнительных средств используются такие приспособления, как:

  • Измельчители бумаги, картона, макулатуры;
  • Прокалыватели ПЭТ бутылок;
  • Разрыватели пакетов.

Измельчители макулатуры

Это всем известные шредеры, которые часто применяются для уничтожения бумаг и документов. На производстве такая машина имеет большие габариты и объемы переработки.

Прокалыватели

Очень полезная вещь при переработке пластиковых бутылок. Так как основная масса их выбрасывается с закрытой крышкой, прессование приводит к излишнему расходу энергии.

Если прессовать тару как есть, то воздух внутри бутылок может привести к взрыву готовой кипы и травмам на производстве!

Прокалыватель способен решить эту проблему: он прокалывает бутылки, а пресс выдавливает из них воздух, делая материал на выходе максимально компактным.

Разрыватели пакетов

Используются для переработки бытового мусора. Разрыватель имеет вид протяжного блока с металлическим корпусом.

  • режущая часть,
  • ограничители высоты слоя подачи и загрузки подаваемого материала.

Стандартный набор мусороперерабатывающего мини-завода

Чтобы организовать собственное производство по переработке и утилизации отходов, Вам понадобится приобрести и установить:

  • Сортировочную линию.
  • Шредер.
  • Пресс или компактор.
  • Бункер или контейнеры для хранения отходов.

Дополнительные опции

Помимо основного набора средств, используемых на заводах по переработке мусора, нередко используются дополнительные, к примеру:

  • Пиролизные печи.
  • Оборудование по переработке и переплавке стекла.
  • Устройства для специализированной обработки определенного материала.

Для сжигания шин, отделения газа и технического углерода используют пиролизные печи.

Очень важный момент, что утилизация покрышек в таких печах не влияет на экологию окружающей среды.

После такого рода обработки резины, технический углерод продают по немалой цене.

На производстве часто возникает потребность более удобной переработки определенного вида отходов. Чем более продвинут завод, тем больше на нем различных приспособлений и машин для переработки, можно купить дополнительно следующее оборудование:

  • Шредеры для измельчения определенного типа материала (стекло, макулатура, твердые фракции мусора).
  • Дополнительные средства для более тщательной переработки (прокалыватели, разрыватели, измельчители).
  • Мойки, сушки, печи и пр.

Производители

От правильного выбора изготовителя техники напрямую зависит рентабельность работы предприятия. Рассмотрим основных зарубежных и отечественных производителей мусороперерабатывающего оборудования.

Представители китайского рынка

Китайское оборудование активно завоевывает наш рынок, вытесняя в первую очередь европейские бренды.

Это тот самый случай, когда цена превыше качества.

Самые известные китайские производители:

  • Shangqiu Donghe – фирма, занимающаяся производством оборудования для переработки отходов.
  • WuxiNsbTransmissionTechnology– надежный поставщик аппаратуры для обработки вторсырья.
  • GuangzhouPanyuShawanChengyueMachineryFactory‎ – производитель вспомогательной техники для вторичной обработки сырья (прессы, шредеры, компакторы).
  • HenanYuxinMachineryManufacturing– оборудование для утилизации отходов.

Топ-3 российского рынка

Российское оборудование вполне востребовано на рынке, занимая среднее положение между китайской и европейской продукцией.

Многие производители работают на рынке уже несколько десятилетий, заслуженно снискав себе надежную репутацию и статус проверенного партнера.

Самые известные из отечественных предприятий, изготавливающих оборудование для переработки мусора:

  • Дробмаш (Автокомпозит ЗАО) – производство мусороперерабатывающих мини-заводов «под ключ».
  • Механобр-техника – компания, занимающаяся разработкой комплексных предприятий по переработке различных видов материалов.
  • Златмаш – завод, изготовляющий пленочные установки.

Гаранты европейского качества

Охарактеризуем коротко — дорого и безотказно.

Самые известные на нашем рынке европейцы:

  • Amandus Kahl – немецкая фирма, изготовляющая оборудование по обработке биомассы, покрышек, древесины и других видов отходов.
  • Andritz – датская компания, занимающаяся производством комплекса установок, изготовляющих гранулы из древесины.
  • BRUKS Klöckner – все виды оборудования для переработки древесины от надежной немецкой компании.
  • >Стоимость
  1. Для расчетов была взята сравнительно недорогая продукция популярных российских производителей.
    19 тыс. $ (дробилка) + 1.5 тыс. $ (пресс) + 20 тыс. $ (сортировочная линия) + 0,5 тыс. $ (бункер) =

41 тыс. $
Таким образом, по результатам расчетов, стоимость создания самого недорогого мусороперерабатывающего завода с минимальной укомплектованностью составляет приблизительно 41 тыс. долларов.
Для расчетов была взята продукция европейских производителей с самыми смелыми ценами. $106 500 (шредер) + $113 130 (пресс) + $2 300 000 (сортировочная линия ТБО) =

Рентабельность

По предварительным расчетам, завод по переработке мусора полностью окупается чуть более, чем за три года. Так как на данный момент, эта сфера производства является, пусть и распространенной, но мало продвинутой, то стартовые условия для организации собственного дела весьма благоприятны.

Интересно? Советуем посмотреть также статью об организации завода по переработке пластиковых бутылок и обзор соответствующего оборудования. Неплохие перспективы обещает бизнес по производству арболита https://rcycle.net/drevesina/proizvodstvo-arbolita-do-binznes-plana

Типовые проблемы

  • Неопытность в ведении подобного рода бизнеса.
  • Отсутствие специалистов, ведущих переговоры и занимающихся поиском компаний для сотрудничества.
  • Простой производства из-за недостатка средств и материала.

Выводы

При правильном составлении бизнес-плана, мусороперерабатывающий завод будет приносить прибыль от 7 миллионов рублей без учета налогов. Тратя деньги на усовершенствование завода, можно получить хороший дополнительный доход.

Сегодня рынок мусороперерабатывающего производства как никогда открыт для активных предпринимателей.

Так работает мобильный мусоросортировочный комплекс:

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector