Расширение возможности переработки отходов с помощью плазменных технологий
Дипломная работа - Экология
Другие дипломы по предмету Экология
в процессе которых переработано более 25 тонн имитаторов твердых радиоактивных и бытовых отходов и получено около 5 тонн шлакового компаунда. Эти результаты подтверждают и реальность выполнения всех экологических требований, перечисленных выше.
Основным ограничивающим фактором высокотемпературных технологий переработки радиоактивных отходов является высокая степень уноса отдельных радионуклидов, которая, например, для 137Cs достигает 80-98% [4]. В случае использования шахтной технологии унос радионуклидов из печи нам удалось добиться существенного подавления уноса радионуклидов, что резко повысило рентабельность разработанной технологии. Так, унос радионуклидов цезия-137 и 134 из шахтной печи при соблюдении шахтных технологических режимов (заполнение шахты не менее 80% по высоте, температура пирогаза на выходе из печи в пределах 250-350оС) не превышал 12% при средней объемной активности пирогаза на выходе из шахты 0,1-2 кБк/м3 (137Cs), кобальта-60 - 3%, трансурановых элементов - в пределах 1%. Шахтный режим реализован так, что большая часть радионуклидов, уносимых отходящими газами, улавливалась на отходах посредством физической конденсации и вновь направлялась в зону плавления. Это позволило значительно уменьшить унос радионуклидов и повысить долю активности, включаемой в расплав.
Глава 3. НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ РУД И ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ В ПЛАЗМЕННЫХ ШАХТНЫХ РУДНОТЕРМИЧЕСКИХ ПЕЧАХ - EPOS-PROCESS
На разработанном действующем оборудовании - плазменных шахтных рудотерми-ческих печах доказаны преимущества использования технологии EPOS-process для экономичной переработки ряда руд и промышленных отходов как альтернативы рудотерми-ческим печам традиционной схемы.
За последние годы нами теоретически разработана и технически проверена на ряде новых технологических установок [1-7] технология EPOS-process - восстановление металлов из руды и промышленных отходов с применением нового поколения рудовос-становительных электропечей шахтного типа с плазменными нагревателями-горелками специальной конструкции.
На основании предложений ряда крупных предприятий России по переработке руд и отходов за 2009-2010 гг. были выполнены расчетные и опытные работы по отработке технологии извлечения металлов из руд месторождения ЧЕК-Су, техногенных отходов ряда шахт и предприятий Кузбасса, Урала, а также руд месторождений Грузии, Украины. Выполненные работы показали, что EPOS-process прекрасно применим для переработки широкого спектра рудного минерального сырья и техногенных образований металлургических комбинатов и предприятий добывающего комплекса. В зависимости от состава исходного продукта, технико- коммерческие преимущества EPOS-process достигают от десятков процентов - до 2,5 и более раз, а создание цеха обходится вдвое дешевле.
Общий вид электропечи РШПП-1,5И1 (мощностью 1,5 МВт, производительностью 1,0 тонна силикомарганца или около 4,5 тонн расплава в час, поставленной и запущенной нами в г. Новокузнецке с получением на ней первого расплава из руды, в апреле 2009 г.), рабочая зона и фото приведены на рисунках 1-3. Оставаясь принципиально новой и базовой для развития, к сегодняшнему дню, благодаря серии научно- исследовательских работ последних лет, конструкция плазменной РВП претерпела значительные усовершенствования.
Результаты работ, доложенные на научных конференциях [2, 4-6], проведенные обсуждения заявленной технологии с ведущими специалистами России (в т. ч. - с Генеральным директором Уральского института металлов,
Рис. 1. Общий вид плазменной шахтной печи для технологии EPOS-process
чл.-корр. РАН, проф. Смирновым Л. А. в 2010 г., возглавляющим ведущую школу в области марганцевых ферросплавов), оценки многих авторитетных независимых экспертов позволяют уверенно заявлять, что подобная конструктивная схема печи и технология выплавки силикомарганца применяется впервые, содержит безусловные преимущества и не имеет аналогов.
Рис. 2. Плазмотрон и формы рабочего факела, обеспечиваемые системой управления плазменной дугой
Проведя сравнительные исследования и расчеты вариантов конструкции печей различных схем, мы пришли к выводу о наличии существенных и неоспоримых преимуществ у печей шахтного типа, как прототипов будущих мощных электротермических агрегатов для восстановительных процессов, идущих на замену существующего поколения печей, и разработали специальный вечный плазмотрон для ведения процесса. Многие специалисты еще недостаточно оценили открывающиеся преимущества. Имея в виду существовавшие ранее схемы плазмотронов и печей, их низкие ресурсы, присущие им недостатки (в т. ч. низкий КПД), ограничивающие сферу их применения, они настаивают на неперспективности плазменных печей, на развитии отечественной ферросплавной промышленности по традиционному, устаревшему пути, что в перспективе ближайшего десятилетия закладывает ее отсталость и неконкурентоспособность. Поэтому мы еще раз останавливаемся на описании принятых технических решений. Впервые реализована схема процесса и печи с конструкцией плазмотрона, работающего под слоем шихты, в контакте с ней, с рабочей дугой, каскадом горящей с коаксиальных электродов на руду, без подового электрода, схема контролируемой замкнутой рециркуляции запыленного горячего неочищенного газа, с его подачей дымососами в плазмотрон с графитовой расходной частью, наращиваемой в процессе работы, не имеющий огран