WASTES FROM SHREDDING AUTO HULK AND KITCHEN
UTENSILS AS A SOURCE OF RDF

Taдэуш Марцинковски , Войцех Сломка

Институт Инжинерии Охраны Окружающей Среды
Вроцлавская политехника
50-527 Вроцлав, Wybrzeże Wyspiańskiego 27

Institute of Environment Protection Engineering
Wroclaw University of Technology
50-370 Wroclaw, Wybrzeze Wyspiańskiego 27

альтернативное топливо полученное путем переработки

автомобильного и электротехнического метеллолома.

WASTES FROM SHREDDING AUTO HULK AND KITCHEN
UTENSILS AS A SOURCE OF rdf

A method of obtaining RDF for use in cement kilns is presented. The RDF is a by-product of auto hulk and kitchen utensil shredding. The physicochemical composition of the fuel obtained has been determined.

изложение

Исследоваемые отходы являются продуктом измельчения использованой бытовой техники и вышедших из употребления автомобилей, из которых методом сортировки получено горючее сырье. Определен морфологический состав даной фракции отходов. Проведено испытания теплоты сгорания, а также теплового еффекта сгорания топлива эксперементальной группы отходов. В отходах oпределено содержание углерода, водорда, aзота, серы и хлора a также минеральных остатков после их сгорания. Результаты исследования представлены сравнительно с требованиями качества для топлива.

1. Введение

Сжигание отходов является целесообразным методом их обезвреживания, a продукция топлива из отходов и использование в качестве энергетического сырья является способом их использования в промышлености. В законодательстве Евросоюза и Отечественным использывание свойств горючих отходов, преферуется более чем их складирование.

Добыча топлива хорошего качества, из отходов, зависит от выделения горючих елементов. Сырье можно использовать непосредственно, или провести дополнительный процес переработки с целью приспособления их формы и физико-химического состава до требований сооружений для их сжигания, а также требований норм эмисии загрязнений возникающих в процессе сжигания.

В реферате представлены результаты исследований возможности получения альтернативного топлива в процессе измельчения нa дробилках лома, автомобилей, бытовой техники, производственных отходов механической обработки, утилизации машин и оборудывания, других многогабаритных отходов. Исследоваемое сырье является продуктом сегрегации отходов для дальнейшего получения чистых фракций цветных и слабомагнитных металлов, выделение мелкой фракции (земли и песка), для уменьшения объема и оставшейся массы преднозначенной для конечного хранения. Главным преимуществом oброботки данных oтходов, являеться получение альтернативного топлива, как заменителя традиционного горючего, используемого главным образом в цементных печах. Данный способ, включая предидущее получение ферромагнетических металлов, дает возможность провести переработку промыщленных отходов практически без вторичных отбросов, вышедших из употребления автомобилей, бытовой техники и др.

2. Технологическая лента для измельчения лома.

Оброботка металлических отходов лома идет путем механического измельчения (дробления) до гранул диаметром 40 мм, а после подача измельченной смеси на ротационное сито с отверстиями даметром 15 мм, где происходит отделение минеральной фракции. Оставшаяся смесь попадает на сепаратор ферромагнетических металлов, а также на сепаратор цветных металлов. После извлечения металлов, смесь попадает на двуступенчатое ротационное сито, с отверстиями даметром 15 мм и 40 мм, где происходит отделение остатков почвы, шлака, камней, а также происходит сортировка горючих отходов гранулированых до 40мм, собираемых в камере горючих отходов. Натоместь, отходы о диаметре гранулирования свыше 40 мм, транспортируются в отдельную камеру, после чего вместе с другими поддаются новому процесу розмельчения.

Приспособление для переработки металлических отходов лома показаное на рисунке 1 содержит следующие составные элементы: дробилка-измельчитель (1), для розмельчения металлических отходов лома до розмера гранулирования 40 мм, ссыпной резервуар (2) где накапливаются измельченные отходы, транспортная лента (3), для транспорта смеси отходов из камеры (2) на ротационное сито (4), служащее для сепарации минеральной фракции о диаметре гранулирования 15 мм, ленточный конвейер (5), служащий для подачи смеси с ротационного сита (4) на сепаратор ферромагнетических металлов (6), сепаратор цветных металлов (7), ленточный конвейер(8) служащий для подачи смеси отходов с сепаротора цветных металлов (7) на установленное (под прямым углом) двуступенчатое ротационное сито (9), с отверстиями даметром 15 мм и 40 мм, камеры (10) ведушей накопление горючих отходов o диаметре грануляции до 40 мм, а также ленточный конвейер (11) для транспорта отходов с диаметром грануляции выше 40 мм в резервуар(12).

Рис. 1. Технологическая лента для измельчения лома.

Fig. 1. Process line of scrap shredding

3. Способ проведения исследований.

Объектом исследований, являлись отходы горючей фракции получаемые из описаной в розделе 2 технологической ленты измельчения и сортировки лома. Образец - 20 килограммов сырья, взято для диагностики из фракции горючих отходов массой 65 тонн. Горючие отходы составляли примерно 46% массы лома преднозначенного для измельчения и сортировки.

Имея в виду неоднородность сырья, с целью приготовления репрезентативной лабораторной пробы, проведено ряд подготавительных работ:

· выделено морфологический состав aнализированого образца отходов,

· установлено процентное содержание каждого ингредиента в общей массе смеси

· измельчено высортированые ингредиенты смеси,

· повторно смешано измельченные составные, в таких же пропорциях массы, как в пробе перед сортировкой морфологического состава.

Проведено лабороторный физико-химический анализ подготовленного материала, обозначая следующие индикаторы:

· влажность, пепел,

· углерод, водород, aзот, сера, хлор,

· теплота горения,

· энергетическая ценность.

Проведенные опыты стали основой для оценки пригодности обшей массы отсортированых отходов в качестве альтернативного топлива.

4. Морфологический состав горючей фракции.

Осмотр отходов показал, что главными компонентами смеси являются резина и синтетические материалы. Изредка присутствуют металлы, такие как кабель покрытый синтетической или резиновой изоляцией. Величина часиц oтходов не превышает величину частиц проходящих сквозь сито с квадратными отверстиями 40 мм. Отходы поделено на 7 морфологических групп:

· резина,

· синтетические материалы,

· волокна и текстиль,

· металлы – в основном изолированый провод,

· древесина

· остальные минеральные отходы,

· просев сквозь сито с квадратными отверстиями по 10 мм.

После розделения вручную морфологических состовных, отходы взвешено, обозначено процентное количество каждого ингредиента в общей массе .

Результаты исследования морфологического состава смеси горючей фракции отходов представлены в диаграме на рисунке нр. 2. Выказано, что свыше 84 % общей массы отходов в этой пробе составляют: резина, синтетические материалы, волокна и текстиль, а также древесина. В состав несгораемого остатка, кроме металлов, входили: куски стройматериалов, керамика, стекло, камни а также песок и земля составляюшие группу мелких субстанций <10 мм.

Рис. 2. Масса составных отходов

Fig. 2. Proportion of waste components

5. Энергетическая ценность

С целью определения тепловой энергии отходов, проведено означение теплоты сгорания. Для этого необходимо было устоновление содержания влаги, пепела, а также проведение элементарного анализа, с целью установления содержания C, H, N, S и Cl по причине большого содержания синтетических вешеств в отходах.

Иследования, для измельченной пробы сырья о частицах не больше чем 0,2 мм, проведено опираясь на норму PN‑81/G‑04513 Твердое топливо. Oбозначение теплоты горения и энергетической ценности топлива.

6. Результаты иследований

Результаты иследований физико-химического состава проб горючих отходов из измельченного лома представлены в таблице 1. В таблице 2 представлена энергетическая ценность выбраных горючих материалов. Натоместь, в таблице 3 представлены требования касающиеся качества топлива разных производителей Германии [3].

Taблица 1. Физико-химический состав смеси отходов из измельченного лома

Table 1. Physicochemical composition of wastes from scrap shredding

Oбозначение	Ценность
Содержание влаги, % W^a	1,5
Содержание пепела, % A^a	27,54
Теплота сгорания, МДж/кг Q_s^a	26,84
Энергетическая ценность, МДж/кг Q_i^a	25,56
Элементарный анализ
углерод, % C^a	53,66
водород, % H^a	5,70
азот, % N^a	0,74
сера, % S_t^a	1,03
хлор, % Cl	0,33

Taблица 2. Энергетическая ценность некоторых составных отходов и альтернативного топлива

Table 2. Calorific values of waste components and RDF

Разновидность отходов	Энергетическая ценность, МДж/кг
Больничные отходы	8  17
Фармацевтические отходы ^*)	13  32
трепье, опилки, робочие рукавицы ^*)	4  35
Лакокрасочные отходы ^*)	1  39
Смазочные отходы ^*)	20  43
Бумага и гофротара ^**)	15,0
Кухонные и ростительные отходы ^**)	14,7
Tекстиль, кожа, резина ^**)	16,3
древесина, солома, отходы огородничества^**)	15,8
RDF ^***)	12  17
INBRE ^***)	16  19
^{Предварительный осадок****)}	13  21
^{Вторичный осадок***)}	15  21

^{*) характеристика сжигаемых отходов} [1]

^{**) ценность
энергетическая некоторых бытовых отходов} [2]

^{***) энергетическая
ценность альтернативного топлива}[5]

^{****) энергетическая
ценность комунальных отбросов} [7]

Taблица 3. Нормы в Германии[3]

Table 3. Quality demands made on RDF in Germany [3]

промышленность	Вид топлива	Энерг. цен., МДж/гк	хлор, %	пепел, %	влага, %
цементная	жидкий	> 18,000	< 1,0	< 10	Наиболее низкая
Хлорной извести	жидкий	> 18,000	< 1,0	< 7	Наиболее низкая
металлопрокат	брикеты	> 18,000	<1,5	< 10	< 10

7. Заключение

· Из сравнения теплотворной способности фракции горючих отходов, полученных в процесе измельчения и сортировки, с теплотворной способностью материалов представленных в таблице 2 можно заключить, что отходы дробления и розмельчения лома являются хорошим горючим сырьем. С точки зрения энергетической ценности (25 МДж/кг) сравнительной с польским каменным углем, энергетическая ценность которого состовляет от 16,7МДж/кг до 32,7 МДж/кг [4].

· Гранулометрический состав полученного материала полезен для сжигания или как биофильтр с взвешенным активным слоем, так как величина частиц приблизительна величине угольных брикетов. Содержание фракции топлива состовляло 84 % общей массы доставленного для опыта сырья. Минеральный остаток составлял 16% массы отсортированых отходов, при чем около 13% для повторного хранения.

· Содержание пепела, после ссожения отсортированных отходов составило 27,5%, тогда-как рекомендуемое содержание пепела не должно превышать 10% массы топлива. Элеминация металлов и минеральных веществ из отходов, привело бы к уменьшению содержания пепела до приблизительно 12% массы сжигаемых отходов. Возможным кажется механическое выделение из смеси отходов перечисленных составных, следующие исследования ведутся в этом русле.

Библиография.

[1] Oleniacz R., Mazur M., Bogacki M. Spalanie odpadów poszpitalnych i farmaceutycznych w piecu obrotowym. Materiały Konferencyjne. III Międzynarodowa Konferencja. Spalanie odpadów technologie i problemy. Politechnika Łódzka, Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Katedra Systemów Inżynierii Środowiska. Szczyrk, 30 IX – 2 X 1997

[2] Kempa E. S., Gospodarka odpadami miejskimi. Arkady Warszawa, 1983

[3] Jeschar R., Bewertung von Sekundarbrennstoffen aus kommunalen Abfall- und Reststoffen nach dem ORFA-Verfahren. W: Paliwa z odpadów, Wyd. Helion, Gliwice, 1997

[4] Kozioł M. Wandrasz J. W., Aspekty energetyczne i ekologiczne wytwarzania i wykorzystania paliwa INBRE. W: Paliwa z Odpadów, Wyd. Helion, Gliwice, 1997

[5] Kabsch P., Szpadt R., Możliwości ograniczania uciążliwości dla środowiska powodowanej przez zakłady termicznego przekształcania odpadów. Wrocławska Rada Federacji Stowarzyszeń Naukowo-Technicznych, Umwelttechnische Gesellschaft, Česka Společnost Pro Životní Prostředí. VII Konferencja ekoregionu Czechy-Saksonia-Dolny Śląsk. Temat: Energetyczne wykorzystanie odpadów komunalnych. Wrocław, 1999.

[6] Hustand J.E., Combustion of MSW and RDF in Norway, III Międzynarodowa Konferencja, Termiczna Utylizacja Odpadów, Poznań, 14-15.04.1994

[7] Nadziakiewicz J.,Janusz M., Analiza możliwości autotermicznego spalania osadów ściekowych. Termiczne unieszkodliwianie odpadów. Restrukturyzacja procesów termicznych, PZITS Oddział Wielkopolski, Poznań, 2007