Трубопроводный транспорт промышленных отходов

Транспортирование жидких, газообразных или твердых мате­риалов по трубопроводам отличается следующими преиму­ществами:

• отсутствием потерь при транспортировке отходов;
• отсутствием выделения токсичных веществ;
• низкими капитальными затратами;
• низкими эксплуатационными затратами;
• возможностью пространственного размещения транспорт­ных сетей;
• возможностью автоматизации процесса транспортировки отходов.

Трубопроводный транспорт за пределами предприятий для транспортирования твердых отходов применяется редко, так как неконкурентен с другими видами транспорта.

Трубопроводный транспорт в системах канализования про­мышленных предприятий. Он обычно состоит из нескольких систем. Основные элементы этих систем (а также систем наружной канализации) — асбестоцементные, бетонные, железобетонные, пластмассовые, чугунные, стальные, стеклянные или керамические трубы и каналы. Материал для изготовления труб выбирают, исходя из свойств транспортируемой среды и условий ее перемещения с учетом специфики укладки трубопровода (например, в грунте). При выборе материала особое внимание уделяют гидравлическому сопротивлению трубопровода при заданной пропускной спо­собности. Выбор толщины стенки канализационных труб опре­деляется прочностью конструкционных материалов.

Формы сечений труб и каналов (особенно для сетей наружной канализации сточных вод и транспортирования газов) весьма раз­нообразны, что обусловлено содержанием взвешенных веществ в газовом или жидкостном потоке, а также видом конструкционного материала, способами защиты от коррозии и термоизоляции.

Основные детали (прямые участки, отводы, тройники, крестовины и др.) металлических и неметаллических газопроводов, вен­тиляционных систем, а также запорные устройства к ним нормализованы. Способы соединения труб зависят от материалов, из которых они изготовлены. Соединения стальных труб могут быть, например, сварными, фланцевыми и резьбовыми; они могут быть фасонными — в виде колен, отводов, угольников, тройников, крестов. Тонкостенные металлические вентиляционные трубы могут иметь фальцевые соединения.

При выборе трубопроводной арматуры руководствуются условным давлением Ру и условным диаметром Х>у (номинальный диаметр отверстий для прохода среды). Любые детали трубопро­водов и арматуры с одним и тем же условным диаметром Х>у при одном и том же значении Ру имеют одинаковые присоедини­тельные размеры.

Для регулирования расхода жидких и газовых сред используют различные виды запорной арматуры: краны, вентили и задвижки. Краны применяют для жидкостей со взвешенными веществами и кристаллами. Они быстро открываются и закрываются, но мало­пригодны для регулирования объема подачи отходов. Вентили не пригодны для загрязненных жидкостей, но их целесообразно использовать для регулирования расхода потока. Задвижки уста­навливают на трубопроводах больших диаметров, их гидрав­лическое сопротивление невелико, ими также удобно регулировать поток. Однако задвижки дороги, имеют большую высоту и мало­пригодны для жидкостей со взвешенными частицами. Вместо задвижек для регулирования перемещения сточных вод, содер­жащих твердые частицы, следует применять поворотные дисковые штворы с уплотнением резиновым кольцом.

Гидро- и пневмотранспорт промышленных отходов. Гидро- и пневмотранспортом (ГПТ) называют перемещение различных сыпучих материалов и твердых тел потоками жидкости или газа за счет передачи им энергии несущей среды. В качестве жидкой несущей среды, как правило, используют воду, а в качестве газообразной — воздух. Более 30 % общего количества перемещаемых па предприятиях сыпучих материалов транспортируется таким способом, при этом обеспечивается непрерывная подача материалов па значительные расстояния по сложной пространственной схеме.

Трудоемкие вспомогательные процессы при таком перемещении отходов механизированы. Часто транспортирование экономически целесообразно сочетать с технологическими операциями (затвер­деванием, грануляцией, выщелачиванием, увлажнением, сушкой, сорбцией и др.).

Установки ГПТ состоят из следующих основных элементов: устройства для ввода в транспортирующий поток сыпучих ма­териалов или твердых тел (например, контейнеров с сыпучим материалом), трубопровода с арматурой или желоба, устройства для отделения твердых частиц от несущей среды. Основными транспортирующими машинами являются насосы, компрессоры, газодувки (вентиляторы). Установки гидротранспорта делятся на самотечные (безнапорные), с естественным напором и с искус­ственно создаваемым напором, соответствующим перепаду давле­ний в пределах 0,05—7 МПа. По назначению различают мобильные и стационарные установки, а также стационарные с магистральным трубопроводом длиной иногда до нескольких десятков и даже сотен километров (обычно же не более 2—2,5 км).

На рис. 3.1 представлена общая схема гидротранспорта.

С помощью гидротранспорта отходы часто “намывают” на открытые отвалы, склады, пруды. Иногда на выгрузке устанав­ливают отстойное оборудование для разделения гидросмеси. Воду после разделения гидросмеси используют в замкнутом цикле.

1 — магистральный трубо­провод для транспортирования; 2 — центробежный насос; 3 — от­крытый желоб; 4 — камерное за­грузочное устройство; 5 — листо­вая задвижка; 6 — шнек-питатель

I — сопло; 2 — трубопровод аэросмеси; 3 — загрузочный бункер;

4 — воздухоочистительное устройство; 5 — затворы; 6 — вакуум-насос

Установки пневмотранспорта обычно работают по двум схе­мам. По одной из них (рис. 3.2) вакуумным насосом или вен­тилятором создается разрежение в установке, материал с воздухом засасывается в трубопровод и транспортируется в виде аэросмеси. По другой схеме (рис. 3.3) воздух компрессором нагнетается в питатель, аэрирует сыпучий материал и транспортирует его в систему разгружения, составленную из аппаратов, аналогичных показанным на рис. 3.2 (позиции 3, 4).

1 — линия подачи сжатого воздуха; 2 — транс­портный трубопровод аэросмеси в систему разгружения и очистки воздуха; 3 — пористая перего­родка

Недостатки гидро- и пневмотранспорта: значительный расход энергии, а также воды, воздуха; появление в ряде случаев вредных примесей в сточной воде и отбросном воздухе; абразивный и коррозионный износ труб, насосов, вентиляторов, гидроэлеваторов при транспорте грузов. Затраты энергии при пневмотранспорте в 10—15 раз превышают затраты на механическое транспорти­рование. Удельный расход воды для гидротранспорта золы сос­тавляет 8 м³/т, пиритного огарка 7 м³/т, шлама содовых заводов 8 м³/т. При пневмотранспорте, например, по схеме, показанной на рис. 3.3, одной массовой единицей воздуха транспортируется 11,0—24,5 массовых единиц пиритного огарка, 20 — костной муки, 12 — угольной пыли и т.д.

Для транспортирования сточных вод к очистным сооруже­ниям, если они не поступают самотеком, используют центробеж­ные насосы марок Ф, ФВ, ФГ, НФ, НФВ (Н — насос, Ф — фекальный, В — вертикальный, Г — горизонтальный). В системах гидротранспорта применяют также насосы марок НП, КНП, КНШ, Гр, Р и др. (П — песковый, К — кислотный, Ш — шла­мовый, Гр — грунтовый, Р — условное обозначение земле­сосов).

Для пневмотранспортирования технологических, отбросных и вентиляционных газов широко применяют центробежные вен­тиляторы, газодувки и компрессоры. Для создания небольшого избыточного давления или вакуума обычно применяют водокольцевые вакуум-насосы.