Способ термического прессования изделий из промышленных отходов и отходов производства

Инновационная технология обработки пульпы из хозяйственно-бытовых отходов и жидких промышленных отходов, а именно их соединение с отходами производства и с промышленными отходами.

Известные способы утилизации твёрдых хозяйственно-бытовых отходов (см. Казақстан. Предварительные патенты № 18441. ВОЗЗ 7/00, (2006.01) и инновационный патент № 24236 (2010.01)), где сухие измельчённые твёрдые отходы смешивают в одном смесителе с жидкими промышленными отходами, с получением пульпы и газа, который отводится из смесителя в систему отчистки.

Недостатками обоих изобретений является то, что не обеспечивается утилизация и переработка отходов производства и промышленности так как получаются только пульпы и газы.

Следует отметить, что все морфологические составы ТБО кроме металлических желез измельчаются размером до 1-3 мм, затем смешиваются в герметизированном миксере с жидкими отходами. В процессе химических соединений в миксере температура 80-90 градусов и давление до 90-95 атмосфер. Выделяющиеся газы (метан, пропан, бутан и др.) высасываются для выработки электро и тепло энергии. Получаются инновационные чёрные густые пульпы, 40-45% которых составляют полимеры.

Рядом проводимых последовательных реакций – химических превращений полимеров (полимероаналогичные превращения, межмолекулярные реакции, деструкции) можно модифицировать полимерную основу бытовых отходов (бумага, полиэтиленовые мешки, ткани и т.п.). В ходе реакции получается новый полимерный материал, который обладает новыми физико-химическими свойствами в виде пульпы.

Для осуществления этих реакций в качестве эмульгатора можно использовать отходы мыла, порошка; в качестве растворителя – нефтепродукты: бензин, керосин и т.п. Химическая реакция в миксере происходит с повышением температуры, давления и выделением газов (метан, пропан, бутан и т.д.) за счёт регулирования выпуска газов в печах электро и тепло энергии имеется возможность регулировать давление в (миксере) смесителе.

Температура регулируется подачей холодной воды в наружный корпус смесителя.

В смесителе подготавливается химическая смесь из измельчённых твёрдых бытовых и жидких отходов, которые требуют специальные соединяющие элементы в виде химических добавок, такие как: хлористый калий, натрий, окись железа, хлорные железа, окись хрома, полимеры и др.

После соединения химических смесей твёрдых бытовых и жидких отходов с химическими добавками они подготавливаются в виде пульпы.

Известен способ формирования изделий из термопластика, в частности полиэтилена (см. Германия (ДЕ), заявка № OS 3713951, В29 С49/01) где термопластик перед опрессовыванием обрабатывается или пропитывается оклеивающим веществом в пресс-форме.

Недостатком является то, что склеивающее вещество надо равномерно распределить по разветвлённой поверхности термопластика, заключённого в пресс-форму.

Следует отметить, что к отходам производства относятся отходы чёрной и цветной металлургии, зола ТЭЦ, строительные отходы, дорожные покрытия и т.д.

К промышленным относятся отходы, полученные при разработке месторождений полезных ископаемых рудных и нерудных, угля, сланца, фосфора, калийных солей, нефти и другие.

Целью изобретения является получение инновационных материалов и изделий, методом прессования изделия из композиции, состоящей из: пульпа - 30%, выполняющая роль склеивающего вещества и измельчающаяся до 1-3 мм; кирпич – 35%; штукатурка – 25%; зола – 10%, выполняющая роль термоаккумулирующего вещества, например для условий города Астана.

Аналогичным образом выбираются отходы, расположенные близко к городу, так как в любом городе имеются хозяйственно-бытовые отходы, из которых можно получить пульпу.

Поставленная цель достигается получением изделий, для создания которых используют инновационную пульпу, которая имеет различную температуру плавления при близкой плотности. Разность температур плавления такова, что позволяет при не превышении температуры плавления более тугоплавкости, запасти тепла столько, что при превышении по объёму всего в 0,9-1,2 раза, его достаточно, чтобы расплавить один объём пульпы при нагреве его выше точки плавления до 80-85 градусов.

Новизна предполагаемого способа заключается в применении пульпы в качестве склеивающего компонента при использовании избыточного количества тепла запасённого пульпой при нагревании его до температуры, не превышающей температуру плавления.

1 2 3 4

 

5

 

 

6

 

7

 

8

 

 

Рисунок 1.6 - Блок схема устройства для получения изделий из отходов производства и промышленности

 

На рисунке 1.6 приведена блок-схема устройства для получения изделий из пульпы 1 при наличии в высокотемпературном компоненте наполнителя, имеющего температурные характеристики не хуже температурных характеристик компонента.

Имеет синхронный двухёмкостной дозатор 5 с учётом их пропорциональности, позволяющий выдерживать соотношение как количественно для изделия, так и для осуществления проводимого процесса. Имеет подогреватели 6 и 7, нагревающие порции пульпы до температуры близкой к температуре их плавления. После нагревания пульпы с компонентами засыпается в подогретую пресс форму 8, температура внутренней поверхности которой не превышает температуру плавления пульпы. При засасывании в пресс форму пульпа равномерно перемешивается в свободном потоке с компонентами.

Устройство на рисунке 1.6 содержит бункер 1,2,3,4 с наполнителем. Кроме того устройство содержит дозатор 5, где отмеряется необходимая порция низкоплавкого компонента.

Изделия получают следующим образом: из бункера 1,2,3,4 (рисунок 1.6) компоненты подаются в двухёмкостной дозатор 5, где отмеряются порции в объёме необходимом для получения изделия, так и в соотношении объёмов пульпы необходимых для расплавления пульпы высокого давления за счёт термоаккумулирующих свойств пульпы. Из дозатора 5 каждый компонент подаётся в свой подогреватель 6-7, где нагревается до температуры не превышающей температуру его плавления. Из нагревателя 6 и 7 компоненты засыпаются в нагретую пресс форму 8. При засыпке осуществляется операция. Затем пресс форма 8 охлаждается и вынимается готовое изделие.

Таким образом осуществляется цикл операций и при наличии наполнителя (рисунок 1.6) только после отмера соответствующих объёмов в дозаторе 5 высокоплавкая пульпы и наполнитель смешиваются и нагреваются совместно с компонентами.

Результаты лабораторных исследований показывают что регенерированные пульпы отходов производства и промышленности можно использовать при получении вторичных изделий не подвергающихся большим механическим нагрузкам. Широкое внедрение данного способа обеспечивается при утилизации и переработке отходов производства и промышленности. За счёт само обеспечения вторичного сырья даёт огромный технико-экономический эффект. Следует отметить, что дальнейшее совершенствование устройств и способов позволит заменить городские полигоны захоронения, а также мусоросортировочные заводы, в которых присутствует физический труд.

ВЫВОДЫ

1. Произведён обзор и анализ состояния ТБО и промышленных отходов по основным городам РК, анализ показал что в среднем ежегодно прирост отходов составляет 15-20%.

2. Произведён расчёт по обоснованию основных конструктивных параметров оборудования по технологической линии УТБЖО.

3. В лабораторных условиях произведён расчёт по обоснованию основных параметров при химических соединениях ТБО и жидких промышленных отходов.

4. Доказано, что из 1 тонны ТБО и жидких отходов получается до 120 м³ различных газов (метан, пропан, бутан и др.), при образовании инновационного материала в виде «пульпы», которая используется для соединения с другими отходами производства и промышленности.

5. Впервые в мировой практике представлен новый способ термического прессования изделий из промышленных отходов и отходов производства путём их химического соединения с пульпой.