CC BY
5
SCIENCE TIME
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТБО ПРИ ИХ БРИКЕТИРОВАНИИ КОНИЧЕСКИМ ПУАНСОНОМ В БРИКЕТЫ ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТИ
Ермакова Лидия Сергеевна, Московский государственный университет машиностроения (МАМИ), Институт химического машиностроения им. Л.А. Костандова, г. Москва
E-mail: lidia-ermakova@rambler. ru
Аннотация. В данной научной работе проведено исследование физико -механических характеристик ТБО при их брикетировании коническим пуансоном в брикеты высокой прочности
Ключевые слова: ТБО, физико-механические характеристики, брикетирование, конический пуансон, брикеты высокой прочности.
При прессовании происходит изменение формы и размеров дисперсного тела, каким являются ТБО, за счет уменьшения объема пор и деформирования структуры материала [1]. Способность твердых дисперсных материалов увеличивать свою плотность при действии давления и образовывать брикеты заданной формы и размеров называется прессуемостъю [2]. Эти технологические характеристики ТБО с учетом размеров и конфигураций готовых изделий, физико-химических и механических свойств его структурных элементов - частиц должны учитываться при выборе технологических параметров процесса прессования.
Существует несколько способов уплотнения ТБО [1]. На современных предприятиях по обработке ТБО брикетированием используются прессовые установки, цикл работы которых состоит из следующих операций:
- прессование блока в пресс-камере;
- бокового обжатия выходящих из пресс-камеры блоков ТБО (в целях создания требуемого противодавления);
- выдержки под давлением;
- снятия бокового давления;
- проталкивания готового блока на выход из пресс-камеры;
- прессования очередного блока в пресс-камере;
| SCIENCE TIME Щ
Согласно существующим теоретическим представлениям о процессе прессования [3], между брикетируемым материалом и стенками матрицы возникают силы трения, которые приводят к перепаду давления по высоте изделия, что особенно при прессовании относительно высоких изделий по отношению к характерному поперечному размеру. Наибольшее давление возникает непосредственно вблизи торца пуансона, а затем оно снижается по мере удаления от пуансона.
На процесс прессования ТБО весьма важное влияние оказывает первичная избыточная влажность. ТБО содержат в себе первичную избыточную влажность от 60% до 80% (в зависимости от времени года), которая находится в связанном и свободном состоянии. Свободная, или капиллярная, жидкость находится в полостях клеток и межклеточных пространствах, поэтому удаляется из ТБО сравнительно легко. Связанная, или гигроскопическая, жидкость находится в клеточных стенках фракций ТБО и удерживается прочно. Первичная влажность бытовых отходов зависит от соотношения содержащихся в них основных компонентов - бумаги и пищевых отходов.
Начало прессования ТБО сопровождается его уплотнением за счет смещения частиц относительно друг друга и их сближения. Это является первой стадией уплотнения. При этом происходит частичное удаление воздуха и первичной влаги (до 30%) из первого слоя брикета [2].
В процессе прессования брикета ТБО происходят сложные явления механического и молекулярного характера. В начале процесса сжатия смеси более крупные частицы, перемещаясь, сближаются между собой, а мелкие занимают пространство между крупными частицами. На этой стадии воздух и влага, находящийся в смеси ТБО, интенсивно вытесняется, через зазоры между частицами из формы. При дальнейшем сжатии брикета происходят пластическая, хрупкая и упругая деформации твердых частиц с разрушением отдельных контактных поверхностей, и воздухопроводящие каналы закрываются. Запрессованный воздух сжимается в свободных от воды порах и частично растворяется в жидкой фазе, которая вытесняется из мест контакта в пространство между частицами.
Следующая (вторая) стадия прессования характеризуется пластической необратимой деформацией частиц. При этом увеличивается контактная поверхность между частицами ТБО. Одновременно с этим уплотнение, показывает что, реализация идеи безобвязочного прессования ТБО в брикеты высокой прочности возможна при модификации метода раструбного прессования имеющем свободный выход в пресс камере и отвода влаги из нее.
В результате получаемые брикеты обретают повышенную плотность и прочность, что снизит затраты на транспортировку и захоронение, а так же уменьшает выделение фильтрата на полигоне.
I
SCIENCE TIME
I
Литература:
1. Ермакова Л.С., Гонопольский А.М. Безобвязочная технология компактирования твердых бытовых отходов в крупногабаритные блоки. Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2010. - №11. - С. 18
2. Гонопольский А.М., Ермакова Л.С. Исследование физико-механических характеристик ТБО пр их компактировании безобвязочным методом в крупногабаритные блоки. Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2012. -№2. - С. 34-36
3. Гонопольский А.М., Ермакова Л.С. Исследование технологических параметров процесса безобвязочного компактирования блоков ТБО // Экология и промышленность России. Апрель, 2012. - С. 2-3
4. Гонопольский А.М., Ермакова Л.С., Патрикеев И.А. Брикетирование твердых бытовых отходов с применением связующего компонента. materialyxmezmarodrnvedecko-praktickakonference «vedaatechnologie:krokdobudoucnosti - 2014». - С. 36-38
