ГОУВПО
«ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»
 |
КАФЕДРА МАШИН И АППАРАТОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ
ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ
Методические указания
По выполнению расчетно-графической работы
Для студентов, обучающихся по направлению
Защита окружающей среды»
(специальность 280202 -
«Инженерная защита окружающей среды»),
Дневной формы обучения
ВОРОНЕЖ
УДК 655.015.11 (075)
Оборудование для высокотемпературной переработки отходов [Текст]: метод. указания по выполнению расчетно-графической работы / Воронеж. гос. технол. акад.; сост. В. И. Корчагин, М. В. Мальцев, Е. В. Скляднев. Воронеж: ВГТА, 2009. - 20 с.
Методические указания разработаны в соответствии с требованиями ООП подготовки инженера-эколога по специальности 280202 – «Инженерная защита окружающей среды». Они предназначены для закрепления теоретических знаний дисциплин цикла СД. В них приведены варианты заданий, пояснения по выполнению разделов и рекомендации по проведению расчетов. С целью лучшего усвоения материала студентами методические указания оформлены не по издательским стандартам, а по ГОСТ 2.105-95 ЕСКД «Общие требования к текстовым документам».
Библиогр.: 4 назв.
Составители: доценты В. И. КОРЧАГИН,
М. В. МАЛЬЦЕВ,
ст. преподаватель Е. В. СКЛЯДНЕВ
Научный редактор профессор Ю. Н. ШАПОВАЛОВ
Рецензент доктор технических наук В. С. Глуховской
(Воронежский филиал ГУП НИИСК)
Печатается по решению
редакционно-издательского совета
Воронежской государственной технологической академии
© Корчагин В.И.,
Мальцев М.В.,
Скляднев Е.В., 2009
© ГОУВПО «Воронеж.
гос. технол. акад.», 2009
По дисциплине "Оборудование для высокотемпературной переработки отходов" в 8 семестре рабочей программой предусмотрено выполнение расчетно-графической работы (РГР).
Целью этой работы является закрепление теоретических знаний, получаемых студентами в процессе изучения данной дисциплины.
Задание на РГР предусматривает расчет материального баланса процесса переработки резиносодержащих отходов методом термодеструкции, тепловой расчет печи для подогрева органического теплоносителя и определение основных параметров реактора. В качестве графического материала необходимо привести технологическую схему процесса с учетом результатов расчета. Исходные данные представлены в табл. 1 приложения.
Расчетно-графическая работа состоит из расчетно-поясни-тельной записки объемом 11 - 13 листов формата А4 и листа чертежа технологической схемы формата А3.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Титульный лист.…………………………………………………..1 с.
Задание на РГР………………………………………………….....1 с.
Содержание………………………………………………………..1 с.
Введение…………………………………………………………...1 с.
1 Описание процесса переработки
резиносодержащих отходов…………………………………...1-2 с.
2 Расчетная часть………………………………………………4 - 5 с.
Заключение………………………………………………………...1 с.
Библиографический список………………………………………1 с.
ИТОГО………………………………………………………11 - 13 с.
Ниже приведены описание разделов РГР и методики проведения расчета аппаратов.
Введение. В данном разделе необходимо затронуть основные проблемы переработки отходов, в частности, резиносодержащих отходов (РСО), представляющих собой по большей части изношенные автомобильные шины, привести описание основных методов переработки РСО с учетом их экологической безопасности и технико-экономической эффективности с указанием достоинств и недостатков. Особое внимание необходимо уделить термодеструктивной переработке РСО как наиболее перспективному и наиболее экологически чистому методу.
Описание процесса переработки резиносодержащих отходов
Процесс переработки РСО методом термодеструкции периодическим способом включает в себя несколько стадий:
- прием и хранение битума или гудрона при использовании его в качестве растворителя;
- термодеструкция РСО и стабилизация суспензии растворенной резины (СРР);
- нагрев высокотемпературного органического теплоносителя (ВОТ) в печи;
- очистка газовых выбросов;
- хранение товарной СРР.
СРР является основной товарной продукцией при термодеструкции изношенных шин. В качестве побочных продуктов и отходов при переработке РСО образуются углеводородный конденсат, реализуемый потребителю или используемый в качестве топлива, и металлокорд, направляемый на переработку предприятиям втормета или в дорожное строительство.
Ниже приведено краткое описание типового процесса термодеструкции РСО.
Процесс термодеструкции РСО осуществляется в реакторах при температуре 330 ºС. РСО доставляют на склад автотранспортом. На складе РСО загружают в специальные кассеты, которые затем доставляют в цех для загрузки в реакторы. Объем кассет и количество загружаемых в них РСО рассчитывается на один цикл термодеструкции. После загрузки реактор закрывается крышкой и продувается азотом с целью удаления кислорода. Затем реактор заполняется на 2/3 объема стабилизированным растворителем, в качестве которого используется битум или гудрон.
Возможно получение СРР при соотношении РСО и растворителя 1:1 (вязкая СРР), а также 1:2 или 1:3 (жидкая СРР).
Разогрев реактора до температуры термодеструкции и поддержание ее в процессе протекания термического разложения осуществляется за счет циркуляции реакционной массы насосами через выносные теплообменники, обогреваемые парами высокотемпературного органического теплоносителя (ВОТ).
Продолжительность процесса термодеструкции может составлять до четырех часов в зависимости от марки получаемой СРР. По окончании процесса СРР подается насосами в аппарат, где происходит стабилизация разогретой СРР путем отгонки летучих соединений азотом.
Загрязненный органикой азот через конденсатор, охлаждаемый промышленной водой, подается на сжигание в печь. Стабилизированная СРР насосом откачивается в промежуточную емкость, из которой насосом перекачивается на склад.
После окончания процесса и откачки СРР реактор промывается горячим растворителем, который затем откачивается в свободные реакторы для получения новой партии СРР. Далее кассеты продуваются азотом и воздухом, после чего реактор открывается. Кассеты, в которых находится металлокорд, оставшийся после термодеструкции, извлекаются из реактора и направляются на склад.
Выделившаяся в процессе термодеструкции парогазовая смесь поступает в конденсаторы, охлаждаемые воздухом и водой. Несконденсированная часть газов из конденсаторов поступает в каплеотбойник, а затем газодувкой через газгольдер непрерывно подается в печь на сжигание. Углеводородный конденсат из конденсаторов стекает в сборник, из которого насосом откачивается на склад или на сжигание в печь.
Подвод тепла к реакторам с целью проведения процесса термодеструкции при температуре 330 ºС осуществляется с помощью циркулирующего ВОТ, нагреваемого в печи. Здесь происходит испарение жидкого ВОТ, пары которого с температурой около 375 ºС поступают в выносные теплообменники к реакторам. В процессе нагрева реакционной массы пары ВОТ конденсируются и жидкий ВОТ снова подается на испарение в печь. В качестве ВОТ применяется дифенильная смесь, состоящая из 26,5 % (мас.) дифенила и 73,5 % (мас.) дифенилоксида.
В качестве топлива в печи используется природный газ и углеводородный газ, образующийся в процессе термодеструкции и нагнетаемый из газгольдера газодувкой.
В качестве дутьевого воздуха в печи используется воздух, загрязненный углеводородами.
Дымовые газы от печи подвергаются очистке от токсичных ингредиентов (оксидов углерода, азота и серы) методом абсорбции в две ступени. На первой ступени газовый поток подвергается щелочной абсорбции с использованием в качестве орошающего раствора суспензии Са(ОН)2, в результате чего происходит улавливание оксида серы и охлаждение газовой фазы. Далее газовый поток поступает на вторую ступень абсорбции для улавливания оксида азота с использованием в качестве орошающего раствора суспензии Са(ОН)2 с добавлением перекиси водорода. Очищенный газ через пылеуловитель дымососом выбрасывается в атмосферу.
Расчетная часть