Обоснование параметров полимеризации и химизации твердых и жидких отходов производства

В соответствии с планом работ за истекший период был проведен анализ существующего оборудования по утилизации отходов по техническим и эксплуатационным характеристикам. Техническая задача утилизации твердо-бытовых и жидких отходов производства решается сначала отбором крупноразмерных, железосодержащих строительных отходов размерами (длина 500 мм, ширина 300 мм, высота 200 мм) и более, посредством мойки и высушивания всех компонентов отходов (мусора) до состояния не слипания его компонентов. При этом, при постоянном его перемещении и последовательном их разрезания механическими ножницами крупных картонных, деревянных, полимерных и др. ящиков, емкостей, затем начало операции дробления всех морфологических составов ТБО до размеров 80 мм. После выбора железных отходов посредством магнитного потока, затем первичная дробилка до размеров 40 мм и вторичная дробилка и измельчения до размеров 10 мм. Далее все поступает в миксер, где производится смешивание с жидкими химическими отходами (шламы гальванопроизводства, кислая смолка, фусты коксохимии, ртутный шлам, отходы нефтепродуктов, лаков, красок, эмалей, органические химикаты, отработанные масла, шины, кислоты, щелочи, смолы, соединение цинка, хрома, свинца, углеводорода, эмульсии). Посредством вращающихся ромбообразных реверсируемых шнеков, которые ускоряют химические соединения, находящиеся в смеси в различных соотношениях, а также обеспечивают полимеризацию компонентов отходов, которые нейтрализуется. Происходит детоксикация, так как добавляются различные фосфорные, азотные и другие жирные кислоты, которые находится в смеси с твердыми отходами, в результате образующиеся густые пульпы и газы для дальнейшего очистки, затем использования для экструдирования и формообразования.

На рисунке 2.9 представлена технологическая схема утилизации хозяйственно – бытовых и жидких промышленных отходов.

 

 

Рисунок 2.9 - Технологическая схема утилизации хозяйственно–бытовых и жидких промышленных отходов

 

Оборудование утилизации хозяйственно–бытовых и жидких промышленных отходов состоит из следующих элементов: 1-Автомобиль мусоровоз; 2- Грейфер магнитный; 3- Приемная площадка ТБО; 4- Скребковый конвейер; 5- Трубопровод жидкости после мойки; 6- Вибропитатель; 7 - Железоотделитель; 8 - Металлообноруживатель; 9- Ленточные конвейеры; 10 - Дробилка(40-80мм); 11- Дробилка (20-40мм); 12- Дробилка (10-20мм); 13- Измельчитель (3-10мм); 14- Смеситель (миксер) твердых и жидких отходов; 15- Привод со шнеками миксера; 16- Формообразователи; 17- Экструберы; 18- Агрегат управления (САУ).

Для ускорения химических реакций в миксере 19, предусмотрена специальная конструкция вращающихся ромбообразных шнеков 20, которые регулируются и реверсируется в зависимости от содержания ТБО и компонентов химических соединений с приводом 21 миксера, в которых по необходимости будут установлены специальные, современные приборы для наблюдения управления над химическими процессами в миксере. После нейтрализации и детоксикации химических процессов за счет химических реакций в смесителе осуществляются: подготовка способа и выбора устройства для использования в процессах экструдирования, прессования и формообразования 22 различных изделий, продукция нужд народного хозяйства 23. В зависимости от свойств и конструкции выбираются состав соотношения добавочных химикатов в зависимости от выпускаемой продукции, например, количество связывающих элементов и красителей. Широкое внедрение предложенного способа утилизации твердых бытовых и жидких промышленных отходов дает возможности исключить способ сортировки и захоронения отходов в городских полигонах.

Были определены наиболее соответствующие технологические линии с точки зрения технико-экономической эффективности. Был проведен мониторинг ценовых соотношений для возможности приобретения для проведения экспериментальных работ. Таким образом было сделано обоснование выбора оборудования по технологической линии для утилизации ИБО и жидких отходов.

На основе теоретического анализа и ранее проведенных экспериментальных работ были определены оптимальные параметры полимеризации и химизации твердых и жидких отходов производства. В результате были получены инновационные материалы за счет соединения пульпы с отходами производства и промышленности. Химический способ переработки ТБО путем смешивания с химическими отходами, такими как шламы гальвано производства, кислая смола, фусты коксохимии, отходы нефтепродуктов, лаков, красок, эмалей, смолы, а также жидкие отходы машиностроительной промышленности. Химические процессы смешивания осуществляются следующими операциями: в общий миксер поступают измельченные ТБО и жидкие смешанные химические отходы из специальных резервуаров, а также полимерный компонент, позволяет получить химические соединения всех компонентов твердых и жидких отходов.

С помощью химических добавок они подготавливаются в виде пульпы к следующему этапу и в последующем пригодны для экструдирования, прессования и формообразования, для которых необходимо определить состав связывающих элементов, например, песка, ила, золы, строительных измельченных отходов и др. с красителями, которые позволяют получить различных цвета и блеска.

С целью безопасности процессов утилизации отходов не допускаются использование специальных опасных, радиоактивных, медицинских, взрывчатых веществ, горючие жидкости и почвы, самовоспламеняющиеся вещества, горючие газы, трупы животных, промышленные стоки и промывочные воды и др.

Процессы экструдирования, прессования и формообразования проводятся на базе существующего технологического оборудования, необходимо чтобы в зависимости от выпускаемой продукции, изделий, материалов определять соотношения химических добавок и связывающих элементов. Например, для выпуска материалов досок и стоек железнодорожных снегозадерживающих заборов путем экструдирования необходимо: химические добавки - 10%, пески - 30%, золы - 8%, ила - 5%, красителя - 5%, а остальные 42% составляют химические пульпы из миксера- смесителя.

Переработки пластмасса также разработка технологий получения новых материалов из отходов фосфорной промышленности с получением новых материалов, для использования в различных отраслях экономики, технологии комплексной экологически безопасной переработки минеральных отходов химических производств, которые позволяют путем технологических линий завода утилизации твердо- бытовых и жидких отходов (УТБЖО).

Лабораторными исследованиями доказано, что с одной тонны химических соединений ТБО и жидких промышленных отходов позволяет получить 20 м различных газов (метан, пропан и т.д.), из которых можно получить 100 тысяч киловатт электроэнергии в смену.

В результате полученных новых материалов путем химических соединений отходов ТБО и производства, а также их физико-химических свойств для определения условий применения.

Разработка схем адаптивно программного управления УТБЖО.

Следует отметить, что функциональные элементы технологической линии УТБЖО состоят из различных устройств, которые обеспечивают транспортирование ТБО по конвейерной линии с использованием бункеров и загрузочных устройств. Все бункеры для дробления и измельчения снабжены гидроцилиндрами с индикацией положения, которые питаются от общей насосной станции мощностью 15 кВт. Кроме того имеются такие устройства как миксер и бункер с режущими устройствами, снабжёнными электродвигателями. Поэтому все функциональные элементы технологической линии УТБЖО легко подстраиваются под микропроцессорные системы с адаптивным программным управлением, которые изображены на рисунках 2.10 2.14.

 

Рисунок 2.10 – Задачи и система микропроцессорного управления утилизацией отходов потребления, производства и промышленности (УОП³)

Рисунок 2.11 - Структурная схема предлагаемой микропроцессорной системы управления УОП³

Рисунок 2.12 - Предлагаемая микропроцессорная система управления утилизацией отходов потребления, производства и промышленности (УОП³)

Рисунок 2.13 - Архитектура микроконтроллера УОП³

Рисунок 2.14 - Технические характеристики микроконтроллера

 

Технические характеристики микроконтроллера включают в себя:

-разрядность АЛУ -32;

- ОЗУ – 64 кБайт;

- объем внешней памяти- 64МГц;

- тактовая частота – до 20Мгц;

- 2 режима уменьшенного энергопотребления;

- трехуровневая система защиты памяти;

- Flash-память до 1024 Кбайт;

- 8- канальный 16-битный таймер, таймер реального времени;

- 10-битный 12-канальный АЦП 2-канальный 8-битный ЦАП;

- 64 цифровых канала ввода-вывода;

- 24 аналоговых канала ввода – вывода;

- встроенные функции энергосбережения.

Новые микроконтроллеры достигают потребления 0,9мВт на 1 MIPS, при рабочей частоте 20МГц. Кроме того, не смотря на включение в состав микроконтроллеров дополнительной периферии и функциональности, потребляемый ток составляет 0,7мкА при работающем таймере реального времени в режиме Standby, и устройства сохраняют работоспособность при напряжении питания 2,0В (рабочая частота 2,5МГц). Эти преимущества дают возможность применять микроконтроллеры в устройствах с резервным батарейным питанием, значительно повышая надежность работы.

Входные и выходные сигналы микроконтроллера.

1. Датчики:

· Датчики температуры и давления с токовым унифицированным выходным сигналом

· Датчики положения

· Дополнительные датчики (влажности, метана – до 32 датчика на одном двухпроводном шлейфе)

2. Исполнительные механизмы:

· Гидродомкраты -256 устройств на каждом порте

3. Напряжение питания:

· 5 Вольт на микропроцессорной стороне

4. Исполнение:

· Искровзрывобезопасное.

 

ВЫВОДЫ

1. Обоснованы новизна и полезность НОУ-ХАУ проектов, определяющих пути получения патентов РК.

2. Направлено 7 заявок для получения патентов РК.

3. Разработан адаптивно-программный комплекс управления технологической линией УТБЖО.

 

.