Термическая обработка твердых отходов

Минерализованные отходы широко распространены в химических производствах, теплоэнергетике и других отраслях промышленности. Наиболее распространенными методами, позволяющими обезвреживать минерализованные стоки являются термические. При этом возможно как значительное уменьшение объемов стоков при их предельном концентрировании, и хранение этих растворов в искусственных или естественных хранилищах; так и выделение из стоков солей и других ценных веществ и применение опресненной воды для нужд промышленности и сельского хозяйства.

Процесс разделения воды и минеральных веществ может осуществляться в две стадии:

1) концентрирование исходного раствора,

2) выделение из него сухого остатка.

Если осуществляется первая стадия, то концентрированный раствор направляется на дальнейшую переработку или, в крайнем случае, на захоронение. Можно подавать сточные воды, минуя стадию концентрирования, непосредственно на выделение из них сухих веществ, например, в распылительную сушилку или в камеру сжигания, например циклонный реактор.

При утилизации и переработке твердых отходов используют различные методы термической обработки исходных твердых материалов и полученных продуктов: это различные приемы пиролиза, переплава, обжига и огневого обезвреживания (сжигания) многих видов твердых отходов на органической основе. Пиролиз представляет собой процесс разложения органических соединений под действием высоких температур при отсутствии или недостатке кислорода. Характеризуется протеканием реакций взаимодействия и уплотнения остаточных фрагментов исходных молекул, в результате чего происходит расщепление органической массы, рекомбинация продуктов расщепления с получением термодинамически стабильных веществ: твердого остатка, смолы, газа.

Применяя термин «пиролиз» к термическому преобразованию органического материала, подразумевают не только его распад, но и синтез новых продуктов. Эти стадии процесса взаимно связаны и протекают одновременно с тем лишь различием, что каждая из них преобладает в определенном интервале температуры или времени. Общую схему пиролиза можно представить следующим образом:

твердые отходы + Q ® твердый остаток + жидкие продукты + газы ± Qi,

где Q – дополнительное тепло,

Qi – вторичное тепло.

Пиролиз – это процесс термического разложения углеводородного сырья, например, древесины (СхНуОz), в бедной кислородом среде, в результате чего получают горючий газ (смесь СО, Н₂, СН₄, С₂Н₆ и др.), жидкие продукты и твердый углеродистый остаток: