Низшая теплота окисления органического вещества ТВО на горючую массу определяется в зависимости от элементного состава по формуле Менделеева и колеблется в пределах 18-22 МДж/кг. Это энергия, выделяющаяся при полном окислении за вычетом энергии, израсходованной на испарение обращавшейся при окислении водорода влаги). С учетом влажности при разложении 1 % сухого вещества на 1 кг рабочего вещества теряется масса:

m₁=0,01 * (100 - W) /100,

где W - влажность ТБО, %

При полном окислении 1 % сухой массы ТБО выделяется энергия:

20000 * 0,01 (100- W) /100, (кДж/кг).

С учетом потерь на неполное окисление (выделение метана и других газов) при разложении 1% органического вещества (сухой массы ТБО) при W= 50 % выделяется энергия, равная 80 - 100 кДж/кг.

Удельная теплота компостирования (количество тепла, выделяющегося на 1кг компостируемого материала в единицу времени) q (Дж/(кг * час.)) может быть ориентировочно определена из выражения.

q = (160... 190)* 1000 I_П*( 100 -W)/100,

где:

I_П = dG/dt_б

I_П - интенсивность "потерь” органического вещества в биобарабане в % на сухую массу в час;

G - содержание органического вещества, % на сухую массу;

t_б - время экспозиции в биобарабане, час.

Интенсивность выделения тепла компостируемым материалом N_П (Вт) определяется из выражения:

N_в = Q_б*q/3600,

Где Q_б -масса компостируемого материала в биобарабане, кг.

При  I_П - 1,9- 2,2 %/час для серийных биобарабанов:

КМ-101 (4 х 36 м) при Q_б = 165000 кг, N_в =153-181 кВт;

КМ-102 (4 х 60 м) при -290000 кг, N_в =270 - 320 кВт,

Это тепло расходуется на разогрев компостируемого материала, подогрев аэрирующего воздуха, испарение влаги, а также теряется через наружную поверхность биобарабана.

Уравнение теплового баланса биобарабана имеет вид:

N_мт+ N_п= N_к+ N_а+ N_w+ N_о+ N_т,

где:

N_мт - мощность электропривода, затрачиваемая на преодоление момента сопротивления компостируемого материала, Вт;

N_к - тепло, расходуемое на подогрев и компостируемого материала, Вт;

N_а - то же, па подогрев аэрирующего воздуха, Вт;

N_w - тепло, затраченное на испарение влаги, Вт;

N_о - тепло, теряемое через неизолированную поверхность биобарабана, Вт;

N_т - то же, через изолированную поверхность биобарабана, Вт.

N_к = g * С_тб0* (Т_к- Т_тб0),

 N_а = g * С_р* К_а ( Т_к—Т_а),

N_w = g * F_n * ΔW,

N_о = S_о * К_о * (Т_ср – Т_пар),

N_т = S_т * К_т * (Т_ср – Т_пар),

где:

С_тб0 - удельная теплоемкость ТБО, Дж/(кг*град),

С_тб0 = 21,9W + 2000;

С_р - удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении,

С_р - 1000 Дж/(кг*град);

ΔW - снижение влажности компостируемого материала за счет испарения, кг/кг;

F_n - удельная теплота парообразовании, F_n = 2250 кДж/кг;

К_а - удельный расход аэрирующего воздуха, кг/кг;

К_о - коэффициент теплопередачи металлической поверхности биобарабана, Вт/(м²*град);

К₁ - коэффициент теплопередачи системы: футеровка - стенка - теплоизолятор, Вт/(м*град);

S_о - площадь неизолированной поверхности биобарабана, м²;

S_т - площадь теллоизолятора, м²;

t_с - продолжительность экспонирования компостируемою материала в биобарабане, с;

Т_к - температура выходящего из биобарабана компоста, °С;

Т_тбо - температура поступающих в биобарабан ТБО, °С;

Т_а - температура аэрирующего воздуха, °С;

T_ср - средняя температура компостируемого материала, °С;

Т_пар - температура окружающего биобарабан воздуха, °С.

К сожалению, на МПЗ имеют место выбросы в атмосферу ЗВ.

Объемы выбросов вредных веществ в атмосферу мусороперерабатывающим заводом производительностью 50 тыс. т/год компоста отдельно по каждому цеху приведены в таблице 3.9

3.9. Вредные вещества, выбрасываемые в атмосферу мусоро-перерабатываюшим заводом, т/год.

Этап 3. Обработка компоста.

Данный этап имеет специфическое название: контрольная сортировка. Его суть в следующем.

После двух-трехсуточной экспозиции материала в биобарабане обезвреженная масса разгружается на ленточные конвейеры, которые, перегружаются на другие конвейеры, доставляют компост обратно в сортировочный корпус, в котором установлены баллистические, стеклосепараторы с пневмоотсевом пленки и инерционные грохоты марки ГИТ-42М, а также сепараторы для извлечения цветных металлов и остатков черных металлов (в конечном итоге улавливается до компостирования и после 90-95% черных металлов).

Обычно вначале компост направляется в грохот, где очищается от фракций крупнее 45 —60 мм, содержащих непрокомпостированный материал. Из мелкой и крупной фракций извлекают черный и цветной металлолом, очищают от стекла. Фракции крупнее 45—60 мм направляют на свалку или пиролиз, а мелкие — на измельчение в дробилку. Измельченный материал очищают на специальном сепараторе от пластмассовой пленки, подвергают повторному грохочению на ситах с ячейками 10-15 мм и отправляют на площадку дозревания, где складируют в штабеля. По мере потребности компост из штабелей отправляют потребителям. Извлеченный магнитными сепараторами черный металлолом поступает на пакетировочный пресс, а затем в виде спрессованных блоков на склад готовой продукции.

Извлечение стекла с помощью баллистических сепараторов

В баллистических сепараторах в качестве кода (сепарации) используют упругость разделяемых фракций. Это принцип.

Основной частью баллистического сепаратора является метатель – конвейер с быстрым движением ленты (2÷7м/с).

Далее варианты конструкции отличаются.

Вариант №1. Сепарируемую массу разгоняют транспортером или специальным метателем до определенной скорости и направляют в сторону отражательной обрезиненной плиты, установленной под утлом 35 — 50° к потоку. Менее упругие фракции отскакивают от плиты на меньшее расстояние. Твердые, упругие (стекло, камни, кости) фракции отскакивают дальше и собираются в специальный бункер. Расстояние отскока и эффективность сепарации зависят от влажности компостируемого материала и интенсивности его поступления. В зависимости от влажности восстановление стекла в баллистическом сепараторе составляет 20 - 60 %, потеря компоста - 1 - 3 %.

Вариант №2. Материал летит в двойную воронку, разделенную перегородкой на два отсека. Тяжелые частицы (стекло, камни), обладающие большей инерцией, летят в дальний отсек, а легкие фракции (компост) ссыпаются в ближний, дополнительно дробятся (это хорошо)

Далее компост попадает на мелкое сито (10... 15 мм) инерционного грохота, после прохода которого компост окончательно очищается от балластных фракций.

Стекло и мелкий балласт ссыпаются в тележки-прицепы, а компост направляют в специальную камеру, где, подхваченный сильной струей воздуха, он подбрасывается вверх и осаждается на горизонтальную ленту конвейера, движущуюся у дна камеры. Первыми падают самые тяжелые фракции, последними - пластики пластмассовой пленки, раздробленной до размеров менее 1 см². В результате на движущейся ленте образуются два слоя: нижний, состоящий из тяжелых фракций компоста, и верхний, состоящий из легких фракций, представленных в основном кусочками пленки.

В пневматических сепараторах в качестве кода сепарации используют парусность (скорость витания в потоке воздуха) разделяемых фракций. Пневматические сепараторы используют для очистки компоста от балластных фракций, имеющих как большую, так и меньшую скорость витания по сравнению с основной массой компоста.

Пневмосепаратор представляет собой вертикальную рабочую шахту, в которую через шлюз подают сепарируемый материал. В восходящем постоянном потоке воздуха материал разделяется на две фракции.

При необходимости разделения на большее число фракций устраивают несколько рабочих шахт.

Эффективность работы пневмосепаратора существенно зависит от влажности сепарируемого материала. Наибольшая влажность компоста не должна превышать 48%.

Извлечение цветных металлов. Обычно ТБО содержат до 0.2—0,3% цветных металлов, фракционный состав этих включений — менее 250 мм. Извлечение цветных металлов производится после извлечения черных металлов на этапе после биобарабанов и сепараторов в потоке обеззараженного ТБО, имеющего фракции менее 250 мм. Для извлечения цветных металлов под лентой конвейера, транспортирующего компост к сепараторам мелкого балласта (стекло, кости, камни, куски пластмассы, обувь и другие включения, прошедшие через ячейку сепаратора 250 мм), устанавливается многофазное индукторное электро-устройство, создающее бегущее электромагнитное поле. Это переменное магнитное поле наводит на куски цветных металлов электродвижущую - силу, вектор которой направлен перпендикулярно оси движущейся ленты с ТБО. При прохождении ленты транспортера над сепаратором цветных металлов под действием бегущего электромагнитного поля куски цветных металлов перемещаются к краю ленты и в результате сбрасываются с ленты транспортера. Код сепарации — напряженность электромагнитного поля.

Цветной металл по конвейерам поступает в бункера-накопители, поз. ] 4.

Итак, после изготовления компост проходит сортировку, просеивание (для извлечения посторонних фракций) и измельчение. Т.е. процесс компостирования начинается с сортировки и ей заканчивается. Это контрольная сортировка обеззараженных ТБО.