Научно-исследовательская работа по Химические технологии на тему анализ работы пиролизной установки по переработке твёрдых отходов

ВВЕДЕНИЕ
Производственная практика проходила с 26.06.2017г. по 7.07.2021г. в ООО «Промэкология» в г. Тольятти
Цель производственной практики – получение профессиональных умений и навыков в процессе знакомства со спецификой работыхимиков-технологов.
Задачи:
- изучить опыт работы предприятия по внедрению ресурсосберегающих технологий, по организации работ по защите окружающей среды;
- проанализировать соответствия технологических процессов, системы контроля качества в целом и методов оценки качества работ, в том числе и по нормативным документам.

Глава 1 Анализ методов переработки ТБО
Опыт показывает, что для крупных городов с населением более 0,5 млн. жителей целесообразнее всего использовать термические методы обезвреживания ТБО.
Термические методы переработки и утилизации ТБО можно подразделить на три способа:
слоевое сжигание исходных (неподготовленных) отходов в мусоросжигательных котлоагрегатах (МСК);
слоевое или камерное сжигание специально подготовленных отходов (освобожденных от балластных фракций) в энергетических котлах совместно с природным топливом или в цементных печах;
пиролиз отходов, прошедших предварительную подготовку или без нее.
Несмотря на разнородность состава твердых бытовых отходов, их можно рассматривать как низкосортное топливо (тонна отходов дает при сжигании 1000—1200Гкал тепла). Термическая переработка ТБО не только их обезвреживает, но и позволяет получать тепловую и электрическую энергию, а также извлекать имеющийся в них черный металлолом. При сжигании отходов процесс можно полностью автоматизировать, а следовательно, и резко сократить обслуживающий персонал, сведя его обязанности до чисто управленческих функций. Это особенно важно, если учесть, что персоналу приходится иметь дело с таким антисанитарным материалом, как ТБО.
Слоевое сжигание ТБО в котлоагрегатах. При данном способе обезвреживания сжигаются все поступающие на завод отходы без какой-либо предварительной подготовки или обработки. Метод слоевого сжигания исходных отходов наиболее распространен и изучен. Однако при сжигании выделяется большое количество загрязняющих веществ, поэтому все современные мусоросжигательные заводы оборудованы высокоэффективными устройствами для улавливания твердых и газообразных загрязняющих веществ, стоимость их достигает 30% кап.затрат на строительство МСЗ.
Первая мусоросжигательная установка общей производительностью 9т/ч введена в эксплуатацию в Москве в 1972 году. Она предназначалась для сжигания остатков после компостирования на мусороперерабатывающем заводе. Мусоросжигательный цех находился в одном здании с остальными цехами завода, который в связи с несовершенством технологического процесса и получаемого компоста, а также из-за отсутствия потребителя на этот продукт в 1985 году был закрыт.
Первый отечественный мусоросжигательный завод был построен в Москве (спецзавод №2). Режим работы завода — круглосуточный, без выходных дней. Тепло, получаемое от сжигания отходов, используется в городской системе теплоснабжения.
В 1984 году введен в эксплуатацию в Москве самый крупный отечественный мусоросжигательный спец. завод № 3, основное технологическое оборудование для которого поставила фирма «Волунд» (Дания). Производительность каждого из четырех его агрегатов составляет 12,5т сжигаемых отходов в час. Отличительная особенность агрегата — дожигательный барабан, установленный за каскадом наклоннопереталкивающих колосниковых решеток.
Опыт эксплуатации отечественных заводов позволил выявить ряд недостатков, влияющих на надежность работы основного технологического оборудования и на состояние окружающей среды. Для устранения обнаруженных недостатков необходимо:
обеспечить раздельный сбор золы и шлака;
предусмотреть установку резервных транспортеров для удаления золошлаковых отходов;
повысить степень извлечения лома черных металлов из шлака;
обеспечить очистку извлеченного металлолома от золошлаковых загрязнений;
предусмотреть дополнительное оборудование для пакетирования извлеченного лома черных металлов;
разработать, изготовить и установить технологическую линию по подготовке шлака для вторичного использования;
установить дробилку для крупногабаритных отходов.
Удешевление сжигания ТБО.
Снижение затрат на транспортировку отходов диктуют необходимость строительства двух мусоросжигательных заводов производительностью по 200тыс.т отходов в год. Это наиболее рациональный вариант.
Следует рассмотреть возможность создания безотходного производства с использованием шлака и золы для дорожного строительства и стройиндустрии, обеспечив при этом извлечение остатков черного и цветного металлолома. Необходимо также предусмотреть в схеме завода двухступенчатую систему очистки выбросов, отвечающую самым жестким нормативам и требованиям. Аппараты очистки от летучей золы должны иметь эффективность не ниже 99%. Химическая очистка от газообразных загрязняющих веществ должна улавливать такие выбросы, как S02, NO2, HCI и HF. Конструкция котлоагрегата должна обеспечивать полное дожигание органических и полиароматических веществ, образующихся в процессе горения отходов.
Пиролизные установки. В Академии коммунального хозяйства разработан проект установки и нестандартное оборудование для высокотемпературного пиролиза производительностью 800кг/ч перерабатываемых ТБО. Основные узлы установки: реактор, воздухоподогреватель, охладитель газов, система газоочистки, система автоматического регулирования, газоходы и воздуховоды, вентилятор и дымосос. Первая в стране опытно-промышленная установка пиролиза некомпостируемых частей бытовых отходов (НБО) мощностью 30 тыс. т в год по перерабатываемому сырью, входящая в состав Ленинградского завода МПБО, проектировалась институтом «Гипрокоммунстрой» и «ЛенНИИГипрохим» на основании технологического регламента разработанного «ВНИИНефтехим». В комплекс установки входят три основных корпуса: подготовительный, приемный и дробильный.
В результате процесса пиролиза из сырья образуются парогазовая смесь и твердый углеродистый остаток (пирокарбон). Парогазовая смесь очищается от пыли в циклоне и далее проходит последовательно через конденсатор, в котором газовая фаза отделяется от жидких продуктов пиролиза (смеси смолы и воды). Газообразные продукты направляются вентилятором на сжигание в специальную топку.
Пирокарбон из пиролизного барабана через шлюзовой питатель выгружается на конвейер с погружными скребками и охлаждающей водяной рубашкой под днищем. Расфасованный в бумажные мешки пирокарбон отправляется на склад готовой продукции.
Таковы на сегодняшний день термические методы обработки твердых бытовых отходов.
Также сущестует ряд других способов для перработкиотходоапромушленного и бытового содержания, а именно:
• Низкотемпературный пиролиз;
• Плазменная переработка мусора;
• Компостирование.
Низкотемпературныйпиролизпредотвращает попадание в атмосферу вредных веществ. С его помощью добывается электрические и тепловая энергия. При этом метод позволяет добывать полезные вещества из ТБО. Экономия ресурсов и экологичность этого метода делает популярным.
Плазменная переработка ТБО позволяет перерабатывть– любой мусор, поэтому этап сортировки можно пропускать, а это экономия. Этим методом из отходов добывают синтезированный газ. Его используют для получения тепловой энергии и электричества.
Компостирование позволяет перрабатывать отходы органического происхождения Таким способом получают удобрение, которое используется в сельском хозяйстве.Метод не распространен широко, заводы по переработке ТКО его не применяют. Подходит частным домохозяйствам, позволяет экономить на закупке удобрений.


Глава 2 Описание технологической схемы производства

Печь сжигатия ТБО 3-ОА-1411,2 имеет конвекционную и радиантную части. В печь подается природный газ для сжигания. Расход газа регулируется автоматически регулятором FIC-112-1,2.
В качестве топлива для печей подогрева 3-ОА-1411,2 используется природный газ (метан), подача которого регулируется автоматически со щита ПДУ регулятором температуры сжигания ТБО на выходе из печи ТICA-101-1,2. При достижении минимальной температуры сжигания ТБО на выходе из печи 3 ОА 1411,2 480 °С, а также при достижении максимальной температуры сжигания ТБО на выходе из печи 600 °С на ПДУ выдается сигнал.
Расход природного газа регулируется автоматически со щита ПДУ с помощью регулятора FICA 111 1,2 , при достижении минимального расхода природного газа в печь 3 ОА 1411,2 4,5 м3/ч выдается сигнал на ПДУ. Для аварийного отключения подачи природного газа в печь имеется отсечной клапан НS-101-1,2, управляемый со щита ПДУ. При выводе клапана FICA-111-1,2 в ремонт сброс остаточного давления с трубопровода клапанной сборки производится на факел. Контроль за давлением осуществляется по манометру.
Для регистрации температуры паров сжигания ТБО на выходе из печи 3-ОА-1411,2 на щите ПДУ установлен прибор TJR-103-4 (TJR-104-4)
Температура в радиантной зоне печи подогрева 3-ОА-1411,2 контролируется со щита ПДУ по прибору TJR-103-2,3 (TJR-104-2,3).
Температура дымовых газов печи подогрева 3-ОА-1411,2 контролируется со щита ПДУ по прибору TJRA-103-1 (TJRA-104-1). При достижении максимальной температуры дымовых газов 500 °С на щит ПДУ выдается сигнал.
Печь подогрева углеводородов 3-ОА-1411,2 оснащена:
• детекторами пламени ВSА 101/1 4, которые сигнализируют на ПДУ о погасании горелок печи; при этом автоматически отсекается подача природного газа к горелкам при помощи отсекателей SD-109-1,2;