книги / Переработка отходов производства и потребления

Фильтрующая поверхность ленточного в!акуум-фильтра выпол­ нена в виде непрерывной ленты, благодаря конструкции которой обеспечивается ее плотное прилегание к столу и предотвращается слив суспензии.

Лента 4 натянута на приводной 1 и натяжной 7 барабаны. Ее верхняя ветвь находится на столе, а нижняя часть опирается на ролики. По всей длине стола, имеющего форму желоба, проходит вакуум-камера 3. Суспензия подается на ленту из разливочного бункера 6, а промывная вода - из камеры 2. Камеры соединены между собой коллекторными трубами 5. При работе ленточного, ва­ куумного фильтра фильтрат проходит через перфорированную ленту и фильтровальную ткань, а осадок задерживается на послед­ ней. При дальнейшем продвижении ленты осадок промывается, подсушивается, срезается ножом 8 и сбрасывается в шламосборник 9. Поверхность фильтровальной ленты в ленточных вакуум-фильт­ рах достигает 10 м .

Преимуществом ленточного вакуум-фильтра является то, что направление движения потока при фильтровании совпадает с на­ правлением действия силы тяжести. При фильтровании суспензий сначала осаждаются грубые частицы, образуя дополнительный фильтрующий слой, через который идет дальнейшее фильтрова­ ние, что создает оптимальные условия для процесса. К недостат­ кам ленточных вакуум-фильтров следует отнести их сравнительно большие габариты.

Другим распространенным оборудованием для обезвоживания осадков являются фильтр-прессы. Они обеспечивают наиболее пол­ ное обезвоживание фильтруемых суспензий, но имеют несколько меньшую производительность, чем вакуум-фильтры. Широко рас­ пространены и фильтр-прессы, которые пригодны для непрерывной и периодической работы. В отличие от рассмотренных выше аппа­ ратов они работают под давлением. Фильтр-прессы используются для отделения твердых частиц диаметром до 3 мм при их содержа­ нии в жидкости от 5 до 500 г/л. Поверхность фильтрации фильтр­ прессов может составлять от нескольких квадратных метров до не­ скольких сот квадратных метров, давление фильтрации - от 0,3 до 2,0 МПа. Примером может служить высокопроизводительный вер­ тикальный фильтр-пресс типа ФПАКМ с поверхностью фильтрова­ ния до 50 м2 (рис. 6.46)

Фильтр-пресс типа ФПАКМ устроен следующим образом. Ком­ плект горизонтальных подвижных фильтрующих плит 12 располо­ жен между верхней упорной 9 и нижней нажимной 14 плитами. Фильтрующие плиты опускаются и поднимаются с помощью меха­ низма гидрозажима 77. Фильтровальная ткань 4 проходит между плитами и циклически приводится в движение механизмом 18.

Рис. 6.48. Зигзагообразный пневма­ тический сепаратор

Зигзагообразный пневматический сепаратор (рис. 6.48) приме­ няется для удаления из дробленого продукта неметаллических примесей: краски, текстиля, дерева и других отходов. Дробленый материал из приемного бункера 1 через шиберную заслонку 2 ро­ торным загрузчиком 3 подается в рабочую зону сепаратора. На­ встречу потоку дробленого материала подается воздух, который за­ хватывает легкие компоненты материала и через патрубок 7 на­ правляется на очистку в циклоны и фильтры. Для регулирования режима сепарации предусмотрен шибер 4 для подсасывания возду­ ха с целью снижения скорости потока воздуха. Тяжелая фракция накапливается на нижнем шибере 5 и периодически разгружается в короб 6. Конструктивные параметры зигзагообразного сепарато­ ра - число колен, сечение, высота секции колена, сечение свобод­ ного пролета - определяются характеристиками сепарируемого ма­ териала.

Поперечно-поточный пневмосепаратор (рис. 6.49) работает сле­ дующим образом. Материал поступает из бункера 1 в разделитель­ ную камеру 2. Наклонные полки 3 сепаратора обеспечивают пере-

сечение потока материала с сепарационными каналами 4. Через них отсасывается легкая фракция разделяемых материалов, кото­ рая осаждается в циклоне, а тяжелая фракция самотеком разгру­ жается в специальный приемник 5. Основными факторами, влияю­ щими на качество разделения в поперечно-поточных пневмосепа­ раторах, являются ширина щели сепарационных каналов и кон­

мощью винтообразной крыш­ ки. Оседающая на стенке пыль накапливается в бункере и по мере

необходимости выгружается из него с помощью пылевого затвора. Циклоны бывают одиночные, групповые и батарейные. Применяют циклоны чаще для очистки газов от крупных и средних твердых частиц.

Достоинством центробежных скрубберов является то, что их стенки орошаются водой, которая, стекая вниз, захватывает части­ цы пыли и эффективно выводит их из газового потока.

К устройствам, использующим инерционный механизм, отно­ сятся текстильные и зернистые фильтры, скрубберы с насадками, жалюзийные пылеуловители и некоторые другие аппараты. В част­ ности, очень широко для очистки дымовых газов используются ру­ кавные фильтры, в которых выделение твердых частиц происходит на волокнах фильтровального материала. При этом твердые части­ цы образуют слой пыли не только на волокнах, но и между ними, т. е. в порах материала.

Рис. 6.51. Конструкция рукавного фильтра типа ФРКИ:

/ - рукав; 2 - крышка; 3 - клапанная секция; 4 - коллектор; 5 - корпус; 6 - бункер; 7 - люк

По мере накопления пыли на поверхности фильтровального материала его фильтрующая способность уменьшается и он регенеруется. Регенерация фильтровального материала производится об­ ратной продувкой рукава очищенным газом или встряхиванием. Рукавные фильтры с фильтрующим элементом в виде рукава из текстильного материала широко используются для очистки дымо­ вых и аспирационных газов. Применяемые текстильные материалы могут быть ткаными или неткаными, из натуральных и синтетиче-

Рис. 6.52. Полый форсуночный скруббер: I - корпус; 2 - форсунки

ских волокон. На рис. 6.51 пока­ зано устройство широко распрост­ раненного рукавного, каркасного, импульсного фильтра ФРКИ.

К инерционным очистителям относятся и скрубберы различных конструкций, в которых исполь­ зуется столкновение твердых час­ тиц с водой, подаваемой в ап­ парат в виде капель. Скрубберы позволяют извлекать из газового потока частицы размером 3 - 5 мкм, а в скрубберах Вентури происходит отделение и более мелких частиц. На рис. 6.52 по­ казано устройство полого форсу­ ночного скруббера.

6.6. Теплообменные процессы, используемые при переработке отходов

Теплообменные процессы, широко используемые при различных способах утилизации отходов, реализуются с помощью аппа­ ратов, выполняющих функции нагревателей, охладителей, кипя­ тильников, испарителей, конденсаторов и т.п. Теплообменные про­ цессы лежат в основе работы ректификационных, сорбционно-де- сорбционных, выпарных, экстракционных, сушильных и других установок.

Теплообменом называется самопроизвольный перенос тепла между телами, имеющими различную температуру; тепло может передаваться теплопроводностью, конвекцией и тепловым излуче­ нием. Теплообменные процессы осуществляются с помощью теп­ лоносителей, которые аккумулируют тепло источника и отдают его в теплообменных аппаратах. Теплоносители имеют ограничен­ ные температурные диапазоны применения. При выборе теплоно­ сителей учитывают их стоимость, возможность безопасной работы, интенсивность теплообмена, который они обеспечивают, коррози­ онную стойкость и другие факторы. Основными теплоносителями являются вода, водяной пар и топочные газы; в ряде случаев для этих целей используют высококипящие жидкости, расплавы солей,

металлов и другие вещества. Некоторые процессы осуществляются с использованием электронагрева.

Горячую воду используют для нагрева до 100 °С. Перегретый пар легко обеспечивает нагрев до 200 °С и выше, однако такая температура достигается при давлении пара около 0,2 МПа. Высококипящие жидкости можно использовать при необходимости на­ грева до 400 °С. Еще больший нагрев (до 550 °С) обеспечивают расплавы солей, но их применение требует высокой герметичности оборудования и защиты последнего инертным газом. Расплавы ме­ таллов и сплавов могут использоваться при температурах 300 - 800 °С. В качестве теплоносителей применяют литий, натрий, ка­ лий, ртуть, свинец и ряд сплавов. Использование расплавов метал­ лов, так же как и расплавов солей, требует специального защи­ щенного инертным газом и тщательно герметизированного обору­ дования. Они находят применение в теплообменных аппаратах, ра­ ботающих на атомных электростанциях.

Одним из наиболее распространенных теплоносителей при пе­ реработке отходов являются топочные газы, с помощью которых возможен нагрев до температуры около 1100 °С.

Помимо нагревания при переработке отходов часто использует­ ся охлаждение. Наиболее распространены в качестве охлаждающих агентов вода и воздух. Вода позволяет охлаждать до температуры не ниже 4 °С (артезианская вода), а лед - до 0 °С. Более низкую температуру обеспечивают смеси льда с солями. Однако для созда­ ния низких температур в промышленности используют холодиль­ ные установки, работающие с применением различных хладонов. Более глубокое криогенное охлаждение реализуется с помощью жидких газов, в частности, жидкий азот позволяет охлаждать до температуры -193 °С.

К теплообменным аппаратам относятся любые установки, в ко­ торых происходит теплообмен между двумя и более средами: подо­ греватели, испарители, конденсаторы, паровые котлы, кипятильни­ ки, скрубберы, и др. По принципу работы различают поверхност­ ные, смесительные и регенеративные теплообменные аппараты.

Наибольшее распространение получили поверхностные тепло­ обменники, в которых теплота передается через стенку аппарата. К ним относятся кожухотрубчатые, оросительные, погружные зме­ евиковые, пластинчатые, спиральные, оребренные, блоковые, шне­ ковые теплообменные аппараты, а также теплообменники с рубаш­ кой.

На рис. 6.53 показано устройство кожухотрубчатого теплооб­ менника. Модель аппарата, его производительность и размеры вы­ бираются на основе технического проекта из каталога.

Рис. 6.53. Горизонтальный холодильник с неподвижными трубными решетками и температурным компенсатором на кожухе:

1 - крышка камеры; 2 - распределительная камера; 3 - кожух; 4 - теплообменные трубы; 5 - опора; 6 - трубная решетка; 7 - крышка

На рис. 6.54 приведена конструкция барабанной контактной сушилки со специальной трубчатой рубашкой обогрева. Такие ап­ параты применяются для сушки материалов, контакт которых с

Рис. 6.54. Барабанная контактная сушилка:

1 - камера загрузки; 2 - дымовая камера; 3 - трубы; 4 - разгрузочная камера

При выборе теплообменных аппаратов учитывают тепловую нагрузку, температуру процесса, физико-химические свойства ра­ бочих сред, условия теплообмена, материалы, из которых они из­ готовлены, стоимость аппарата и эксплуатационные расходы, про­ стоту конструкции, возможность ремонта и другие факторы.