Электротехнология переработки техногенных отходов в плазменной печи с улучшенными энергетическими характеристиками тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.10, кандидат наук Домаров, Павел Вадимович

• Домаров, Павел Вадимович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Домаров, Павел Вадимович

ВЕДЕНИЕ

Глава 1. Методы переработки техногенных отходов

1.1 Предварительная сортировка

ч

1.2 Санитарная земляная засыпка

1.3 Биотермическое компостирование

1.4 Сжигание

1.5 Пиролиз

^ Глава 2. Моделирование теплофизических, электротехнологических и термохимических процессов переработки ТБО в шахтной высокотемпературной электропечи

2.1 Физические процессы в рабочем пространстве печи

2.2 Математическая модель тепловых процессов в рабочей камере шахтной печи

2.2.1 Зона сушки

2.2.2 Зона подогрева

2.2.3 Зона пиролиза

2.2.4 Теплообмен в пористом слое

2.3 Химические процессы в шахте электропечи

2.3.1 Кинетика окисления среднестатистического состава ТБО при рабочих температурах в плазменном газификаторе

2.4 Физико-математическая модель теплообмена в шахте высокотемпературной электропечи

2.4.1 Метод решения математической модели

2.4.2 Разностная схема и разностное решение

2.5 Химическая модель процесса переработки ТБО в плазменной электропечи

2.5.1 Допущения процесса моделирования

2.5.2 Система химических уравнений процесса переработки ТБО

2.5.3 Метод решения поставленной химической задачи

2.5.4 Скоростные характеристики выхода летучих продуктов при разложении отходов

2.5.5 Алгоритм расчета поставленной задачи

2.6 Описание программной реализации модели

Глава 3. Исследование теплофизических и термохимических процессов в шахте плазменной электропечи

3.1 Формирование блока исходных данных

3.1.1 Морфологический состав

3.1.2 Теплофизические параметры ТБО

3.2 Результаты расчета

Глава 4. Влияние резистивного нагрева нам тепловые процессы в рабочей камере печи

4.1. Моделирование электромагнитных процессов в рабочей камере печи 98 4.2 Результаты математического моделирования

Глава 5. Реализации и технические требования к конструкции и электрооборудованию высокотемпературной плазменно-резистивной электропечи

5.1. Рекомендации и требования к конструкции электропечи

5.2. Методика выбора мощности, электрических характеристик плазмотронов

5.2.1 Метод расчета мощности плазматрона

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электротехнология переработки техногенных отходов в плазменной печи с улучшенными энергетическими характеристиками»

ВЕДЕНИЕ

Проблема полного уничтожения или частичной утилизации техногенных отходов (ТО) актуальна, прежде всего, с точки зрения отрицательного воздействия на окружающую среду. Также некоторые виды ТО можно рассматривать как богатый источник вторичных ресурсов (в том числе черных, цветных, редкоземельных и рассеянных металлов), и как "бесплатный" энергоноситель - возобновляемое углеродсодержащее энергетическое сырье для энергетики.

На сегодняшний день в различных странах вводятся в эксплуатацию заводы, на которых в ходе переработки ТО происходит многократное сокращение объема и массы утилизируемых отходов. В ходе сжигания ТО происходит выделение вторичных загрязняющих веществ. Например, при переработке твердых бытовых отходов (ТБО) зола мусоросжигательных заводов содержит токсичные вещества (диоксины, фураны, тяжелые металлы и др). Из-за токсичности золу мусоросжигательных заводов подвергают специальной переработке. Зарубежный опыт показывает, что для этой цели целесообразно применение плазменных технологий, обеспечивающих обезвреживание токсичной золы. Плазменные технологии позволяют перерабатывать техногенные отходы без промежуточного передела, получая из них экологически безопасный шлак и для ряда ТО - высококалорийный синтез-газ.

Процессы, протекающие в шахтных высокотемпературных печах, исследованы Аньшаковым A.C., Чередниченко B.C., Чередниченко JI.E., Даниленко A.A., Сурис A.C., Любиной Ю.Л., и др. Среди зарубежных ученых наиболее известны исследования Пака Х.С. Все известные работы посвящены исследованию термохимических и тепловых термодинамических процессов в рабочем пространстве шахты печи, в которой реализуется нагрев перерабатываемой шихты за счет энергии, подводимой газом, нагретым в плазменном генераторе, и нет исследований комбинированных методов

нагрева, например, плазменно-резистивного. Плазменный нагрев получается достаточно энергозатратным, и исследования и создание установок с комбинированным видом нагрева, обеспечивающим меньшие затраты электроэнергии на реализацию технологического процесса переработки ТО, является своевременным и актуальным.

Объектом исследования является шахтная плазменная электропечь с нижним плазменным введением энергии для переработки техногенных отходов.

Предмет исследования: электротехнологические и термохимические процессы в шахте электропечи.

Целью работы является исследование электротехнологических и термохимических процессов в рабочей камере шахтной высокотемпературной печи с комбинированным плазменно-резистивным нагревом и развитие методов численного анализа для повышения энергоэффективности электротехнологического оборудования.

Задачи, решаемые для достижения поставленной цели:

1. Разработка математической модели тепловых и физико-химических процессов в рабочей камере шахтной высокотемпературной электропечи при нелинейном выделении энергии в ходе химических реакций и от резистивного нагрева, а так же алгоритма ее реализации.

2. Создание программного обеспечения для реализации алгоритмов расчета тепловых и физико-химических процессов, протекающих в шихте высокотемпературной электропечи на языке программирования Delphi for Win32 и методики расчета плазменных генераторов, применяемых в электропечи.

3. Разработка модели в ПК ANS YS для электромагнитных процессов в рабочей камере шахтной высокотемпературной электропечи при выделении энергии от резистивного нагрева, а также алгоритмов ее реализации.

4. Разработка технических требований к конструкции высокотемпературной электропечи.

Научная новизна работы состоят в следующем:

1. Показано влияние мощности, выделяемой посредством резистивного нагрева в зоне сушки отходов шахтной электропечи, на технологический режим в рабочей камере.

2. Разработаны математическая модель, алгоритм и программное обеспечение для расчета тепловых и физико-химических процессов, протекающих при переработке отходов в шахтной высокотемпературной электропечи, устанавливающие взаимосвязанное распределение температурного поля, мощности внутренних источников теплоты, получаемых от резистивного нагрева и химических реакций по высоте печи, в зависимости от величины тока, проходящего через шихту в электропечи, расхода газа-окислителя, расхода и состава перерабатываемого сырья.

3. Получены распределения мощности внутренних источников теплоты, формируемых за счет химических реакций по высоте печи в зависимости от процентного содержания углерода в шихте, от производительности печи по переработке отходов, от высоты реакционного пространства (шахты) печи.

4. Разработанные рекомендации по реализации высокотемпературной электротехнологии и оборудования для переработки техногенных отходов.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- на основании теоретических исследований разработаны и реализованы алгоритмы расчета электротехнологических и термохимических процессов в шахте высокотемпературной электропечи; разработано программное обеспечение для расчета температурного поля в рабочей камере шахты и энерговыделения за счет химических реакций, протекающих в шихте под действием газа-окислителя;

- разработаны технические требования к конструкции энергоэффетивной высокотемпературной электротехнологической установки с комбинированным плазменно-резистивным нагревом для переработки техногенных отходов.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель, алгоритмы и программное обеспечение для расчета тепловых и физико-химических процессов в рабочем пространстве плазменной шахтной электропечи с учетом внутренних тепловыделений от химических реакций и резистивного нагрева.

2. Результаты исследований температурного поля по высоте шахты печи, получаемого в процессе плазменного и комбинированного плазменно-резистивного нагрева, а также распределения мощности внутренних источников от химических реакций и резистивного нагрева.

3. Разработанные рекомендации для высокотемпературной электротехнологии и оборудования по переработке техногенных отходов, обеспечивающих улучшение энергетических показателей оборудования.

Достоверность полученных результатов определяется сопоставительным анализом результатов расчетов с известными в литературе расчетно-экспериментальными данными, а также тщательным тестированием программных моделей.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы были приняты ОАО «Сибэлектротерм» для разработки и создания перспективных установок комбинированного плазменно-резистивного нагрева, предназначенных для переработки техногенных отходов, и внедрены в учебно-образовательный процесс подготовки магистров по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника».

Личный вклад автора. Автору принадлежит постановка задачи данного исследования; разработка программного обеспечения для расчета температурного поля в рабочем пространстве шахты электропечи на базе численного решения системы дифференциальных уравнений, описывающих баланс энергии во взаимно проникающих движущихся навстречу друг другу шихте ТО и газовом потоке, нагреваемом плазменным генератором; разработка модели в программном комплексе ANSYS и исследование влияния энергии, выделяемой от резистивного нагрева, на температурное поле в шахте электропечи.

Апробация работы: Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на XVII конгрессе (г. Санкт-Петербург), конференции «Цветные металлы-2012» (г. Красноярск), VIII международной научной конференции студентов «Энергия-2013» (Иваново-2013), Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» (Новосибирск 2012), первом международном научно-техническом конгрессе «Энергетика в глобальном мире» (Красноярск 2010), второй научно-практической конференции с международным участием «Инновационная энергетика 2010» (Новосибирск 2010), форуме IFOST 2008 (Новосибирск 2008), 3-й научно-технической конференции с международным участием «Электротехника, Электромеханика и Электротехнологии, ЭЭЭ-2007» (Новосибирск 2007), всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» (Новосибирск 2007), Новосибирской межвузовской научной студенческой конференции «Интеллектуальный потенциал Сибири» (Новосибирск 2007), 2-й научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы экологии и природопользования в Казахстане и сопредельных территориях» (Павлодар, Казахстан, 2007), XI-я Международная конференция «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты» (Алушта, Крым, Украина, 2006).

Публикации: основное содержание диссертации опубликовано в 15 печатных работах, в том числе 2 в рецензируемых изданиях, вошедших в перечень рекомендованных ВАК РФ, 13 - в материалах международных и российских конференций.

Структура и объем диссертации

Диссертация включает введение, 5 глав, заключение, список использованных источников и приложения. Работа содержит 140 страниц основного текста, включая 38 рисунков и 9 таблиц. Список использованных источников состоит из 49 наименований.

Глава 1. Методы переработки техногенных отходов

Проблема полного уничтожения или частичной утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) бытового мусора актуальна, прежде всего, с точки зрения отрицательного воздействия на окружающую среду. Твердые бытовые отходы это богатый источник вторичных ресурсов (в том числе черных, цветных, редких и рассеянных металлов), а также "бесплатный" энергоноситель, так как бытовой мусор возобновляемое углеродсодержащее энергетическое сырье для топливной энергетики.

Вопрос утилизации мусора, или твердых бытовых отходов, остро стоит в любом городе и всегда является в первую очередь проблемой экологической. Весьма важно, чтобы процессы утилизации бытовых отходов не нарушали экологическую безопасность города, нормальное функционирование городского хозяйства с точки зрения общественной санитарии и гигиены, а также условия жизни населения в целом. Ежегодно на душу населения приходится 200-800 кг мусора.

Как известно, подавляющая масса ТБО в мире пока складируется на мусорных свалках, стихийных или специально организованных в виде "мусорных полигонов". Безусловно это самый дешёвый и самый неэффективный способ борьбы с ТБО, так как мусорные свалки, занимающие огромные территории часто плодородных земель и характеризующиеся высокой концентрацией углеродсодержащих материалов (бумага, полиэтилен, пластик, дерево, резина), часто горят, загрязняя окружающую среду отходящими газами. Кроме того, мусорные свалки являются источником загрязнения как поверхностных, так и подземных вод за счет дренажа свалок атмосферными осадками. Каждая свалка представляет собой техногенное геологическое образование, внутри которого самопроизвольно идут микробиологические процессы. Например, ежегодно в Новосибирске производится около 3 млн кубометров (1,4 млн

тонн) твердых бытовых отходов. В целом в России под мусорные свалки отчуждено 0,8 млн. га земель, среди которых не только пустыри, овраги и карьеры, но и плодородные черноземы.

Зарубежный опыт показывает, что рациональная организация переработки ТБО дает возможность использовать до 90% продуктов утилизации в строительной индустрии, например в качестве заполнителя бетона. По данным специализированных фирм, осуществляющих в настоящее время даже малоперспективные технологии прямого сжигания твердых бытовых отходов, реализация термических методов при сжигании 1000 кг ТБО позволит получить тепловую энергию, эквивалентную сжиганию 250 кг мазута. Однако реальная экономия будет еще больше, поскольку не учитывают сам факт сохранения первичного сырья и затраты на добычу его, т. е. нефти и получения из нее мазута.

Следовательно, депонирование бытового мусора в открытых свалках крайне отрицательно влияет на окружающую среду и как следствие - на человека. Поэтому в настоящее время существует ряд способов хранения и переработки твердых бытовых отходов, а именно:

• предварительная сортировка,

• санитарная земляная засыпка,

• сжигание,

• биотермическое компостирование,

• низкотемпературный пиролиз,

• высокотемпературный пиролиз.

1.1 Предварительная сортировка

Мусор содержит множество ценных компонентов, что особенно важно в контексте изобилия ТБО и крайне высоких ценах на первичное сырье. Переработка отходов может привести к тому, что в дальнейшем уже использованного металла будет применяться больше, чем имеется в

богатейших месторождениях, бумаги - столько, сколько можно было бы получить из миллионов гектаров леса.

Технология процесса предварительной сортировки предусматривает разделение твердых бытовых отходов на фракции на мусороперерабатывающих заводах вручную или с помощью автоматизированных конвейеров. Сюда входит процесс уменьшения размеров мусорных компонентов путем их измельчения и просеивания, а также извлечение более или менее крупных металлических предметов, например консервных банок. Отбор их как наиболее ценного вторичного сырья предшествует дальнейшей утилизации ТБО (например, сжиганию). Поскольку сортировка ТБО одна из составных частей утилизации мусора, то имеются специальные заводы для решения этой задачи, т. е. выделения из мусора фракций различных веществ: металлов, пластмасс, стекла, костей, бумаги и других материалов с целью дальнейшей их раздельной переработки.

1.2 Санитарная земляная засыпка

Такой технологический подход к обезвреживанию твердых бытовых отходов связан с получением биогаза и последующим использованием его в качестве топлива. С этой целью бытовой мусор засыпают по определенной технологии слоем грунта толщиной 0,6-0,8 м в уплотненном виде. Биогазовые полигоны снабжены вентиляционными трубами, газодувками и емкостями для сбора биогаза. Наличие в толщах мусора на свалках пористости и органических компонентов создаст предпосылки для активного развития микробиологических процессов. Толщу свалки условно можно разделить на несколько зон (аэробную, переходную и анаэробную), различающихся характером микробиологических процессов. В самом верхнем слое, аэробном (до 1-1,5 м), бытовой мусор благодаря микробному окислению постепенно минерализуется до двуокиси углерода, воды, нитратов, сульфатов и ряда других простых соединений. В переходной зоне происходит восстановление нитратов и нитритов до газообразного азота и

его оксидов, т. е. процесс денитрификации. Наибольший объем занимает нижняя анаэробная зона, в которой интенсивные микробиологические процессы протекают при малом (ниже 2%) содержании кислорода. В этих условиях образуются самые различные газы и летучие органические вещества. Однако центральным процессом этой зоны является образование метана. Постоянно поддерживающая здесь температура (30-40 С) становится оптимальной для развития метанообразующих бактерий. Таким образом, свалки представляют собой наиболее крупные системы по производству биогаза из всех современных. Например, 1 га свалки в Подмосковье выделяет такое количество метана, как (2-4)х103 га дерново-подзолистой почвы.

о

Учитывая, что 1 т бытовых отходов выделяет не менее 100 м биогаза, можно определить потенциальные возможности свалок как энергетического источника. Использование биогаза возможно как минимум через 5-10 лет после создания свалки, а его рентабельность проявляется при объемах мусора более 1 млн. т. В процессе сжигания биогаза происходит разрушение содержащихся в свалочных газах токсичных компонентов, обеспечивающее безопасные для окружающей среды выбросы. Надо отметить, что грунтовые и поверхностные воды, протекающие через земляную засыпку, захватывают растворенные и суспензированные твердые вещества и продукты биологического разложения, поэтому растворы выщелачивания ТБО представлены богатой по вещественному составу ассоциацией химических элементов и соединений. Например, для них характерна величина (мг/л рН=6,0-6,5) и присутствуют карбонат: жесткий раствор (890 - 7600), щелочной раствор (730-9500); Са (240-2330); А/^ (64-410), Иа (85-1700); К (28-1700); Ре (0,5-8,7); хлориды (96-2350); сульфаты (84-730); фосфаты (0,3 29); № органического происхождения (2,4-465), аммонийного происхождения (0,22-480).

Можно предположить, что и в перспективе роль мусорных свалок заметно не уменьшится, поэтому извлечение биогаза из них с целью его полезного использования будет оставаться актуальным. Однако возможно и

существенное сокращение мусорных свалок за счет максимально возможного вторичного использования бытовых отходов путем селективного сбора составляющих его компонентов - макулатуры, стекла, металлов и т. д.

1.3 Биотермическое компостирование

Этот способ утилизации твердых бытовых отходов основан на естественных, но ускоренных реакциях трансформации мусора при доступе кислорода в виде горячего воздуха при температуре порядка 60°С. Биомасса ТБО в результате данных реакций в биотермической установке (барабане) превращается в компост. Однако для реализации этой технологической схемы исходный мусор должен быть очищен от крупногабаритных предметов, а также металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины. Полученная фракция мусора загружается в биотермические барабаны, где выдерживается в течение 2 суток с целью получения товарного продукта. После этого компостируемый мусор вновь очищается от черных и цветных металлов, доизмельчается и затем складируется для дальнейшего использования в качестве компоста в сельском хозяйстве или биотоплива в топливной энергетике.

Биотермическое компостирование обычно проводится на заводах по механической переработке бытовых отходов и является составной частью технологической цепи этих заводов. Однако современные технологии компостирования не дают возможности освободиться от солей тяжелых металлов, поэтому компост из ТБО фактически малопригоден для использования в сельском хозяйстве. Кроме того, большинство таких заводов убыточны. Поэтому предпринимаются разработки концепций получения синтетического газообразного и жидкого топлива для автотранспорта из продуктов компостирования, выделенных на мусороперерабатывающих заводах. Например, предполагается реализовать получаемый компост в качестве полуфабриката для дальнейшей его переработки в газ.

16

1.4 Сжигание

Это широко распространенный способ уничтожения твердых бытовых отходов, который широко применяется с конца XIX в. Сложность непосредственной утилизации ТБО обусловлена, с одной стороны, их исключительной многокомпонентностью, с другой повышенными санитарными требованиями к процессу их переработки. В связи с этим сжигание до сих пор остается наиболее распространенным способом первичной обработки бытовых отходов. Сжигание бытового мусора, помимо снижения объема и массы, позволяет получать дополнительные энергетические ресурсы, которые могут быть использованы для централизованного отопления и производства электроэнергии. К числу недостатков этого способа относится выделение в атмосферу вредных веществ, а также уничтожение ценных органических и других компонентов, содержащихся в составе бытового мусора. При сжигании ТБО получают 2844% золы от сухой массы и газообразные продукты в виде двуокиси углерода, паров воды, различных примесей. Запыленность отходящих газов составляет 5-^ 10 г/нм3 (25^- 50 кг/т ТБО). Так как процесс горения отходов происходит при температуре 800^900 °С, то в отходящих газах присутствуют органическое соединения альдегиды, фенолы, хлорорганические соединения (диоксин, фуран), а также соединения тяжелых металлов, которые также содержит и зола. Это может привести к повторному загрязнению почв или грунтовых вод [42]

Теплотворная способность бытовых отходов примерно соответствует бурому углю [26]. В среднем теплотворная способность бытовых отходов колеблется от 1000 до 3000 ккал/кг. Выявлено также, что по теплотворной способности 10,5 г твердых бытовых отходов эквивалентны 1т нефти; по калорийности бытовые отходы уступают каменному углю всего в 2 раза; примерно 5т мусора выделяет при сгорании столько же тепла, сколько 2 т угля или 1 т жидкого топлива.

Сжигание можно разделить на два вида: непосредственное сжигание, при котором получается только тепло и энергия, пиролиз, при котором образуется жидкое и газообразное топливо. В настоящее время уровень сжигания бытовых отходов в отдельных странах различен. Так, из общих объемов бытового мусора доля сжигания колеблется в таких странах, как Австрия, Италия, Франция, Германия, от 20 до 40%; Бельгия, Швеция 4850%; Япония 70%; Дания, Швейцария 80%; Англия и США 10%. В нашей стране сжиганию подвергаются пока лишь около 2% бытового мусора, а в Москве около 10%. Для повышения экологической безопасности необходимым условием при сжигании мусора является соблюдение ряда принципов. К основным из них относятся температура сжигания, которая зависит от вида сжигаемых веществ; продолжительность высокотемпературного сжигания, зависящая также от вида сжигаемых отходов; создание турбулентных воздушных потоков для полноты сжигания отходов [26].

Различие отходов по источникам образования и физико-химическим свойствам предопределяет многообразие технических средств и оборудования для сжигания. В последние годы ведутся исследования по совершенствованию процессов сжигания, что связано с изменением состава бытовых отходов, ужесточением экологических норм. К модернизированным способам сжигания отходов можно отнести замену воздуха, подаваемого к месту сжигания отходов для ускорения процесса, на кислород. Это позволяет снизить объем горючих отходов, изменить их состав, получить стеклообразный шлак и полностью исключить фильтрационную пыль, подлежащую подземному складированию. Сюда же относится и способ сжигания мусора в псевдоожиженном слое. При этом достигается высокая полнота сгорания при минимуме вредных веществ. По зарубежным данным, сжигание мусора целесообразно применять в городах с населением не менее 15 тыс. жителей при производительности печи около 100 т/сут. Из каждой тонны отходов можно выработать около 300-400 кВт-ч электроэнергии. В

настоящее время топливо из бытовых отходов получают в измельченном состоянии, в виде гранул и брикетов. Предпочтение отдается гранулированному топливу, так как сжигание измельченного топлива сопровождается большим пылевыносом, а использование брикетов создает трудности при загрузке в печь и поддержании устойчивого горения. Кроме того, при сжигании гранулированного топлива намного выше КПД котла. Мусоросжигание обеспечивает минимальное содержание в шлаке и золе разложимых веществ, однако оно является источником выбросов в атмосферу. Мусоросжигательными заводами (МСЗ) выбрасываются в газообразном виде хлористый и фтористый водород, сернистый газ, диоксин, а также твердые частицы различных металлов: свинца, цинка, железа, марганца, сурьмы, кобальта, меди, никеля, серебра, кадмия, хрома, олова, ртути и др. [42].

Установлено, что содержание кадмия, свинца, цинка и олова в копоти и пыли, выделяющихся при сжигании твердых горючих отходов, изменяется пропорционально содержанию в мусоре пластмассовых отходов. Выбросы ртути обусловлены присутствием в отходах термометров, сухих гальванических элементов и люминесцентных ламп. Наибольшее количество кадмия содержится в синтетических материалах, а также в стекле, коже, резине. Исследованиями США выявлено, что при прямом сжигании твердых бытовых отходов большая часть сурьмы, кобальта, ртути, никеля и некоторых других металлов поступает в отходящие газы из негорючих компонентов, т. е. удаление негорючей фракции из бытовых отходов понижает концентрацию в атмосфере этих металлов. Источниками загрязнения атмосферы кадмием, хромом, свинцом, марганцем, оловом, цинком являются в равной степени как горючая, так и негорючая фракции твердых бытовых отходов. Существенное уменьшение загрязнения атмосферного воздуха кадмием и медью возможно за счет отделения из горючей фракции полимерных материалов. Таким образом, можно констатировать, что главным направлением в сокращении выделения

вредных веществ в окружающую среду является сортировка или раздельный сбор бытовых отходов. В последнее время все более распространяется метод совместного сжигания твердых бытовых отходов и шламов сточных вод. Этим достигается отсутствие неприятного запаха, использование тепла от сжигания отходов для сушки осадков сточных вод. Надо отметить, что технология ТБО развивалась в период, когда не были еще ужесточены нормы выброса газовой составляющей. Однако сейчас стоимость газоочистки на мусоросжигательных заводах резко возросла. Все мусоросжигательные предприятия являются убыточными. В этой связи разрабатываются такие способы переработки бытовых отходов, которые позволили бы утилизировать и вторично использовать ценные компоненты, содержащиеся в них.

Из-за токсичности золы мусоросжигательных заводов также развивается направление переплава золы. Технология плазменного плавления снижает объем золы и переводит ее в химически нейтральный шлак, что блокирует последующее выщелачивание из него токсичных веществ. Большая часть легкокипящих компонентов золы при этом испаряется из расплавленного шлака.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Домаров, Павел Вадимович, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Bald A., Behle В., Charlier Y. Auswirkungen von Umweltschtz und Genehmigunssverfahren aut die Pianung von Kraftwerken mit Kohle -und Muellfeuerundl. - VGB Kraftwerkstechnik. —1990. — №1. P.41.

2. Camacho S.L. Plasma Pyrolysis of Hydrocarbon Wastes: Proc. of the BNCE Technical Conf. An Wadham College.— Oxford, England, 25—27 September, 1990.

3. Hazardous Waste Treatment Using High Temperature Gasification (HTG)// VZA Voest —Alpin Indastrialagenbanks.—bins, 1987.

4. Kakizaki Takashi. Kanke gudzyzu (Environ. Couserv. Eng.) —1991,— 20,№ 11 .P.688—693. 50.

5. Kazanov A.M., Anshakov A.S., Kazakova L.Ye. Medical and Low Radioactive Industrial Wastes Recovering// The First Russian-Korean International Symposium on Science and Technology "KORUS-97". — 1997.

6. Lahl Vwe. Dauerbrenner Muell.—Dsch Bavzts, 1990.— Bd.124, №9,— P.32.

7. M. A. Mayers. Transact, of the Americ. Soc. of the Mechan. Eng. 1934.-№59, P. 279-288,

8. С. C. Furnas. Ind. Eng. Chem., P. 22,26-31,721-731,1930; 28,498502,1936.

9. Analityczno - roznicowa metoda wyznazonia rozktadow temperatury przy przeptywic gazuprzez zxoze materiatu ziarnisttegol /Kruszek tadeusz// Zesz. Nouk. Energ./ - 1995.- № 124 - P. 173 - 183 (пол.; рез. англ., рус.)

10. Plasma Energy Waste Processing System: Booklet// Mason and Hanger National, Inc.—USA, Atlanta.—1993.

11. Heat Transfer Modeling at Utilization of Technogenic Wastes in a Plasma Electric Furnace / A.I. Aliferov, A.S. Anshakov, P.V. Domarov, V.A. Sinitsyn // Proceedings of the Third International Forum on Strategic Technologies - IFOST, Novosibirsk-Tomsk, June 23-29, Russia, 2008 .Novosibirsk: Publish house of Novosibirsk State Technical University, 2008.- PP 604-607

12. A.C. Аньшаков, B.C. Чередниченко, А.П. Бурдуков, и др. Анализ состояния технической реализации и разработка концепции мини-завода для переработки твердых бытовых отходов/.// Обоснование конструкторско-технологической схемы мини-завода. - Новосибирск, 1992.-ИТСО РАН, Ново-сиб. электротехн. ин-т.

13. Антикян П.А. Об экологической безопасности мусоросжигательных установок.—Тяжелое машиностроение, 1990, №9.

14. Аньшаков А.С, Фалеев В.А., Чередниченко B.C. Оценка производительности плазменного газификатора при переработке органических топлив// Материалы конф. «Физика и техника плазмы» (Минск, Бе-лорусь, 13-15.09.94г.).—Минск: ИФАНБ, 1994. —Том 2.

15. А. И. Алиферов, В. А. Синицын, Д. С. Власов, П. В. Домаров. Расчет температуры в рабочей камере шахтной электропечи для переработки

техногенных отходов // Материалы 2-й научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы экологии и природопользования в Казахстане и сопредельных территориях», Казахстан, Павлодар, 2007г.- Павлодар: Изд-во ПГУ, 2007.- С.99-101.

16. А. И. Алиферов, В. А. Синицын, Д. С. Власов, A.A. Даниленко, П. В. Домаров. Исследование теплообмена в рабочей камере шахтной электропечи для переработки техногенных отходов // Труды 3-й научно-технической конференции с международным участием "ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ, ЭЭЭ-2007". Россия, Новосибирск, 25-26 октября 2007 г.- Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2007,- С.149-153.

17. Власов Д. С. Моделирование теплового режима в рабочей камере шахтной электропечи при переработке твердых бытовых отходов / Д. С. Власов, П. В. Домаров // Материалы всероссийской научной конференции молодых ученых "Наука. Технологии. Инновации", Россия, Новосибирск, 2007г.- Новосибирск: изд-во НГТУ, 2007.- Ч.З.-С.112-113.

18. Власов Д.С., П. В. Домаров. Расчет температурного поля электропечи для переработки твердых бытовых отходов // Сборник тезисов докладов Новосибирской межвузовской научной студенческой конференции "Интеллектуальный потенциал Сибири", 22-23 мая 2007г., Россия, Новосибирск.- Новосибирск: изд-во НГАСУ, 2007.- Ч. 2,- С.20.

19. Ю.В. Викторов В.Е. Рыженков, А.И. Сосенецкий, и др. Использование твердых бытовых отходов в качестве топлива—Тяжелое машиностроение, 1990, №9.

20. Власов Д.С. Исследования энергобаланса и температурных полей в рабочей камере шахтной плазменной электропечи для переработки техногенных отходов. Н.: 2009.

21. Гречко A.B. О месте твердых бытовых отходов в ряду естественных топлив.—Промышленная энергетика, 1994, №1.

22. Гречко A.B., Калнин Е.И., Малькова М.Ю. Сравнительный анализ теплотворной способности различных топлив и некоторых видов металлургического сырья. —Промышленная энергетика, 1994, №5.

23. Гречко A.B. Максимальное использование собственной теплотворности твердых бытовых отходов при технологии ПОРШ.— Промышленная энергетика, 1995, №3. —С.50—53

24. Голубев Д.В., Пряхин В.Н. Использование ТБО в рамках системы обеспечения безопасности объектов АПК // Материалы международной научно-практической конференции «Роль природообустройства в обеспечении устойчивого функционирования и развития экосистем».-Россия, г.Москва: изд-во МГУП 2006г. С. 260264

25. Дуденков С.В. Использование отходов производства для получения энергии в развитых капиталистических странах: Обзорная информация.—М.:ЦНИИТЭИМС, 1986. —Сер.1. Экономия и рациональное использование сырьевых топливно-энергетических и

1Л л

J J

других материальных ресурсов.

26. Даниленко A.A. Диссертационная работа «экспериментальные и теоретические исследования процессов плазменной газификации углеродсодержащих техногенных отходов», Новосибирск 2012. С 213

27. Дудка Б. В. ,Петрухин А. В. //Завод, лаб - 1997. - 63. №8 - с 35-37, 62 -рус.

28. Дульнев Г.Н. Применение ЭВМ для решения теплообмена: Учеб. Пособие для теплофизич. и теплоэнергетич. спец вузов / М.: Высш. Шк., 1990.-207с.

29. Казакова JI.E. Переработка твердых бытовых отходов как энергетического возобновляемого сырья: Сб. науч. тр. НГТУ, — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1997. —Вып.2 (7)—С.97-103.

30. Китаев Б.Н. Теплообмен в доменной печи.- Металлургиздат, 1949.

31. Контарович Б.В. Тепловые условия процесса газификации угля в слое. Известия АН СССР. ОТН, №9, 1944.

32. Б. В. Канторович Изв. АН СССР, ОТН №7 1948

33. Б. В. Канторович Изв. АН СССР, ОТН №9 1944

34. Канторович Б.В. Основы теории горения и газофикации твердого топлива. -М.: Изд-во АН СССР, 1958. -598 с

35. Коптюг В.А. Конференция ООН по окружающей среде и развитию (информационный обзор).—Новосибирск, 1992. А. В.

36. Лыков. Теория сушки. Госэнергоиздат. М. - Л., 1950.

37. Мещеряков В.И., Суэтин A.A. и др. Патентно-коньюктурный анализ мирового рынка пылеулавливающего и газоочистного оборудования./—М.: ВНИИПИ, 1991.

38. Некрасов В.Г., Горзиб И.М. Твердые бытовые отходы и проблемы их утилизации.// Промышленная энергетика.—1992.— №2, —С. 46 - 48.

39. Низкотемпературная плазма том 17. электродуговые генераторы термической плазмы. Новосибирск: Сибирское РАН, «НАУКА», 1999.

40. Новиков Г.В., Дударев А.Я. Санитарная охрана окружающей среды современного города. — Л.: Медицина, 1987. — 215 с.

41. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. Итоги науки и техники.—М.:ВИНИТИ, 1984.— Т. 15. Рациональное использование твердых бытовых отходов.

42. Х.С. Пак. Исследование состава и свойств шлака при плазменном переплаве золы мусоросжигательных заводов. -Теплофизика и аэромеханика -Новосибирск: изд-во СО РАН, № 2 2011г. - С 325-335.

43. Санитарная очистка и уборка населенных мест. Справочник/ Под ред. А.Н. Мирного. —М.: Стройиздат, 1990. — 415 с.

44. Турсункулова Р.Х., Тинина Г.А. Проблемы охраны окружающей среды в Узбекистане. — Ташкент: НИИНТИ УзССР, 1988.

45. Чередниченко B.C., Казанов A.M., Казакова JI.E. Электротехнология «Сибэкотерм» для переработки бытовых и промышленных углеродо-содержащих отходов // Тр. ВЭЛК-99.—М.:ВНИИЭМ,—1999.

46. В. С. Чередниченко, А.Э. Урбах, В.А. Фалеев, П. В. Домаров, A.A. Даниленко. Разработка и исследование плазменной электропечи для переработки иловых осадков (био-отходов) / // Труды 11-й междунар. конф. "Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты", 18-23 сент. 2006г., Крым, Алушта.- М.: изд-во института электротехники (МЭИ), 2006.- Ч. 2.- С.70-71.

47. Чередниченко B.C., Аньшаков A.C., Кузьмин М.Г. Плазменные электротехнологические установки: учебник для ВУЗов / Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008.-602 с.

48. Урюков Б.А., Жуков М.Ф., Коротеев A.C. Прикладная динамика термической плазмы.- Новосибирск: Наука, 1975.- 298 с.

49. Х.М. Хименес, А.Е. Симаков, М.И. Пертель, А.К. Сараев, К. Toppe, П.Мартин. Возможности радиомагнитотеллурического метода при решении экологических задач // Вопросы геофизики. Выпуск №40. Ученые записки СПбГУ №440.-СПб: изд-во Санкт-петербургского государственного университета, 2007г. - С. 101-109.