Підвищення ефективності обладнання та технології брикетування відходів

Автор(и)

  • Ivan Bondarenko Науково-дослідна установа «Український науково-дослідний інститут екологічних проблем» вул. Бакуліна, 6, м. Харків, Україна, 61166, Україна https://orcid.org/0000-0001-5076-7793
  • Oleksii Kutniashenko Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300, Україна https://orcid.org/0000-0003-0095-6048
  • Andrii Toporov Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300, Україна https://orcid.org/0000-0002-6365-9932
  • Lyudmula Anishchenko Науково-дослідна установа «Український науково-дослідний інститут екологічних проблем» вул. Бакуліна, 6, м. Харків, Україна, 61166, Україна https://orcid.org/0000-0003-2993-7828
  • Olha Ziuz Харківський регіональний інститут державного управління Національної академії державного управління при Президентові України пр. Московський, 75, м. Харків, Україна, 61000, Україна https://orcid.org/0000-0002-6208-5383
  • Igor Dunayev Харківський регіональний інститут державного управління Національної академії державного управління при Президентові України пр. Московський, 75, м. Харків, Україна, 61000, Україна https://orcid.org/0000-0002-0790-0496
  • Alexandr Krakhmalyov Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-3338-9724
  • Olha Yavorovska Вінницький національний технічний університет вул. Хмельницьке шосе, 95, м. Вінниця, Україна, 21021, Україна https://orcid.org/0000-0002-5304-1389
  • Olena Kostina Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300, Україна https://orcid.org/0000-0001-7680-9533
  • Olha Aleksieieva Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300, Україна https://orcid.org/0000-0002-2768-6220

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.220349

Ключові слова:

вуглецеві відходи, технологія брикетування, математичне моделювання, програма «Індекс-Е», еколого-економічна ефективність

Анотація

У зв'язку зі зростанням актуальності розглянута сучасна проблема накопичення вуглецевих відходів. Експериментально визначені загальні тенденції та орієнтовних раціональних складів непідготовлених різнодисперсних фракцій сумішей потенційної сировини при його пресуванні і подальшому термолізом. Встановлено, що при збільшенні вологості, або вмісту зв'язуючого, тверді вуглецеві відходи стають більш пластичними і в'язкими – з 0,6 до 0,4 – знижується коефіцієнт внутрішнього тертя. Вплив вологості на коефіцієнт зовнішнього тертя менш помітний (зниження до 25 %). Визначено, що рідкісний нагрів шихти до 80 ºС сприяє зниженню щільності отримуваних брикетів (в середньому на 5–6 %) і веде до зростання коефіцієнта пружного розширення. Брикети, за інших рівних умов, на 5–10 % міцніші, однак на 1 % збільшення міцності припадає 2 % зростання витрат енергії. При повторному ущільненні відбувається помітна зміна компресійних властивостей. Щільність брикетів збільшується в середньому на 7 %. При меншому вмісті зв'язуючого отримано збільшення щільності на 14 %. При цьому збільшення міцності прямо пропорційно залежить від енерговитрат. Рекомендовано збільшення утримання в них зв'язуючого та їх повторне ущільнення. Встановлено, що при оптимізованій експлуатації котелень утилізаційних установок по спалюванню брикетованих відходів коефіцієнт витрат коштів на рік на 32,9 % менше значення цього показника при роботі обладнання для утилізації непідготовлених відходів. При цьому коефіцієнт впливу на навколишнє середовище за період 15 років на 28,89 % менше значення цього показника при роботі аналогічного обладнання. Отримані результати обґрунтовано вказують на те, що оптимізована технологія брикетування відходів з подальшим їх спалюванням, характеризується значним підвищенням еколого-економічної ефективності процесу утилізації відходів

Біографії авторів

Ivan Bondarenko, Науково-дослідна установа «Український науково-дослідний інститут екологічних проблем» вул. Бакуліна, 6, м. Харків, Україна, 61166

Лабораторія оцінки впливу на навколишнє середовище та екологічної експертизи

Oleksii Kutniashenko, Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра природоохоронна діяльність

Andrii Toporov, Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300

Кандидат технічних наук, завідувач кафедри

Кафедра обладнання видобувних та переробних комплексів

Lyudmula Anishchenko, Науково-дослідна установа «Український науково-дослідний інститут екологічних проблем» вул. Бакуліна, 6, м. Харків, Україна, 61166

Доктор технічних наук, доцент

Лабораторія оцінки вплив на навколишнє середовище та екологічної експертизи

Olha Ziuz, Харківський регіональний інститут державного управління Національної академії державного управління при Президентові України пр. Московський, 75, м. Харків, Україна, 61000

Аспірант

Кафедра економічної політики та менеджменту

Igor Dunayev, Харківський регіональний інститут державного управління Національної академії державного управління при Президентові України пр. Московський, 75, м. Харків, Україна, 61000

Доктор наук з державного управління, доцент

Кафедра економічної політики та менеджменту

Alexandr Krakhmalyov, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра зварювання

Olha Yavorovska, Вінницький національний технічний університет вул. Хмельницьке шосе, 95, м. Вінниця, Україна, 21021

Аспірант

Кафедра будівництва, міського господарства та архітектури

Olena Kostina, Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра обладнання видобувних та переробних комплексів

Olha Aleksieieva, Донецький національний технічний університет пл. Шибанкова, 2, м. Покровськ, Україна, 85300

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра прикладної механіки

Посилання

  1. Sidorenko, S. N., Shetinina, N. A., Luriy, V. G. (2005). Complex of "know-how" of processing of high-quality fuel from waste products of a municipal services and the industry. Vestnik Rossiyskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Ekologiya i bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti, 1 (11), 42–46.
  2. Sagdeeva, G. S., Patrakova, G. R. (2014). Pererabotka othodov proizvodstva i potrebleniya s ispol'zovaniem ih resursnogo potentsiala. Vestnik Kazanskogo tehnologicheskogo universiteta, 17 (6), 194–198.
  3. Pashkevich, M. A., Barkan, M. Sh., Sharikov, Yu. V., Dashko, R. E., Movchan, I. B., Cheremisina, O. V. et. al. (2010). Ekologicheskie problemy megapolisov i promyshlennyh aglomeratsiy. Sankt-Peterburg, 202.
  4. Burlakovs, J., Jani, Y., Kriipsalu, M., Vincevica-Gaile, Z., Kaczala, F., Celma, G. et. al. (2018). On the way to “zero waste” management: Recovery potential of elements, including rare earth elements, from fine fraction of waste. Journal of Cleaner Production, 186, 81–90. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.03.102
  5. Zaini, I. N., García López, C., Pretz, T., Yang, W., Jönsson, P. G. (2019). Characterization of pyrolysis products of high-ash excavated-waste and its char gasification reactivity and kinetics under a steam atmosphere. Waste Management, 97, 149–163. doi: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.08.001
  6. Shuvalov, J. V., Nikulin, A. N. (2009). Use of the firm combustible waste in heat and power engineering. Gorniy informatsionno-analiticheskiy byulleten' (nauchno-tehnicheskiy zhurnal), 8, 374–389.
  7. Abramkin, N. I., Miroshnichenko, K. S., Dorodniy, A. V. (2018). Justification of efficient recycling and neutralization methods for municipal solid waste using promising geotechnologies. Mining Informational and Analytical Bulletin, 1, 83–91. doi: https://doi.org/10.25018/0236-1493-2018-1-0-83-91
  8. Zentsov, V. N., Fattakhov, M. M., Dimov, K. V. (2015). Historical features of the processing and recycling of waste products abroad. Istoriya i pedagogika estestvoznaniya, 4, 48–51. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/istoricheskie-osobennosti-organizatsii-meropriyatiy-po-pererabotke-i-utilizatsii-othodov-za-rubezhom
  9. Poryadin, A. F. (1997). Problema bytovyh othodov i puti ee resheniya. Izvestiya Akademii promyshlennoy ekologii, 1, 3–6.
  10. Vnukova, N. V., Goroh, N. P., Suhorukov, I. E., Gorbik, Yu. Yu. (2006). Problemy i perspektivy kompleksnoy utilizatsii munitsipal'nyh othodov g. Har'kova. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho avtomobilno-dorozhnoho universytetu.
  11. Gritsenko, A. V., Goroh, N. P., Vnukova, N. V., Korin'ko, I. V., Turenko, A. N., Shubov, L. Ya. (2005). Tehnologicheskie osnovy promyshlennoy pererabotki othodov megapolisa. Kharkiv: HNADU, 340.
  12. Mirniy, A. N., Abramov, N. F., Ben'yamovskiy, D. N., Voytko, A. M.; Mirniy, A. N. (Ed.) (1990). Sanitarnaya ochistka i uborka naselennyh mest. Moscow: Stroyizdat, 413.
  13. Popov, S. M., Popov, M. V. (2003). Ekologo-ekonomicheskaya otsenka primeneniya do-utilizatsionnoy pererabotki gorodskih tverdyh bytovyh othodov. Gorniy informatsionno-analiticheskiy byulleten' (nauchno-tehnicheskiy zhurnal).
  14. Slorach, P. C., Jeswani, H. K., Cuéllar-Franca, R., Azapagic, A. (2020). Assessing the economic and environmental sustainability of household food waste management in the UK: Current situation and future scenarios. Science of The Total Environment, 710, 135580. doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135580
  15. Azimov, R. A., Benin, A. A., Shuvalov, Yu. V., Nifontov, Yu. A., Nikulin, A. N. (2005). Poluchenie toplivnyh briketov iz tverdyh goryuchih materialov. Gorniy informatsionno-analiticheskiy byulleten', 2, 128–131. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/poluchenie-toplivnyh-briketov-iz-tverdyh-goryuchih-materialov
  16. Shuvalov, Yu. V., Tarasov, Yu. D., Nikulin, A. N. (2011). Obosnovanie ratsional'nyh tehnologiy polucheniya toplivno-energeticheskogo syr'ya na osnove tverdyh goryuchih uglerodsoderzhashchih othodov. Gorniy informatsionno-analiticheskiy byulleten' (nauchno-tehnicheskiy zhurnal), 8, 243–247.
  17. Kandlbauer, L., Khodier, K., Ninevski, D., Sarc, R. (2020). Sensor-based Particle Size Determination of Shredded Mixed Commercial Waste based on two-dimensional Images. Waste Management. doi: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.11.003
  18. Vladimirov, S., Ermakova, L., Patrikeev, I. (2016). Binding substance at technology of briquetting of municipal solid waste. Bulletin of Science and Practice, 5, 145–148.
  19. Ermakova, L. S., Gonopol'skiy, A. M. (2010). Bezobvyazochnaya tehnologiya kompaktirovaniya tverdyh bytovyh othodov v krupnogabaritnye bloki. Himicheskoe i neftegazovoe mashinostroenie, 11, 18.
  20. Afra, E., Abyaz, A., Saraeyan, A. (2021). The production of bagasse biofuel briquettes and the evaluation of natural binders (LNFC, NFC, and lignin) effects on their technical parameters. Journal of Cleaner Production, 278, 123543. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123543
  21. Gonopol'skiy, A. M., Ermakova, L. S. (2012). Issledovanie fiziko-mehanicheskih harakteristik TBO pri ih kompaktirovanii bezobvyazochnym metodom v krupnogabaritnye bloki. Himicheskoe i neftegazovoe mashinostroenie, 2, 34–36.
  22. Gonopol'sky, A. M., Yermakova, L. S. (2012). Investigation of Technological Parameters of the Process of No-Binding Compacting of Solid-Household-Waste Blocks. Ecology and Industry of Russia, 4, 40–41.
  23. Bondarenko, I. V., Usenko, A. V. (2018). Svidotstvo pro reiestratsiu avtorskoho prava na tvir No. 75876. Kompiuterna prohrama dlia prohnozuvannia ekoloho-ekonomichnoi efektyvnosti, otsinky ta obgruntuvannia pidboru skladu tekhnichnoho zabezpechennia system povodzhennia z vidkhodamy «Indeks–E». declareted: 10.01.2018.
  24. Bondarenko, I. V., Anischenko, L. Y., Rudyk, Yu. I. (2017). Substantiation for enhancement of environmental safety of waste management systems through forecasting efficiency of specialized equipment. Visnyk Lvivskoho derzhavnoho universytetu bezpeky zhyttiediyalnosti, 16, 119–128.
  25. Bondarenko, I. V., Kutnyashenko, О. І., Rudyk, Y. І., Solyonyj, S. V. (2019). Modeling the efficiency of waste management. NEWS of National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, 2 (434), 120–130. doi: https://doi.org/10.32014/2019.2518-170x.45
  26. Bondarenko, I., Kutniashenko, О. (2018). Assessment of waste management system facilities efficiency in the conditions of small settlements. Transactions of Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University, 6, 103–114. doi: https://doi.org/10.30929/1995-0519.2018.6.103-114
  27. Metodicheskie ukazaniya k vypolneniyu laboratornyh rabot po opredeleniyu fiziko-mehanicheskih harakteristik diskretnoy sredy (dlya studentov spetsial'nosti 0516) (1987). Donetsk: DPI, 48.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-31

Як цитувати

Bondarenko, I., Kutniashenko, O., Toporov, A., Anishchenko, L., Ziuz, O., Dunayev, I., Krakhmalyov, A., Yavorovska, O., Kostina, O., & Aleksieieva, O. (2020). Підвищення ефективності обладнання та технології брикетування відходів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(10 (108), 36–52. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.220349

Номер

Розділ

Екологія