247-01 | Установка по утилизации железобетонных конструкций

Главная страница        >> Каталог технологий        >> Вторичные ресурсы
 
     

О новых технологиях утилизации промышленных отходов

До настоящего времени в строительстве и других видах промышленности существует проблема, связанная с разрушением негабаритных (крупногабаритных) твердых массивов (железобетонных и бетонных оснований, фундаментов и опор, перекрытий и стен строений, каменных монолитов, пород и т. п.) а также утилизация железобетонных и бетонных конструкций, изготавливаемых ДСК и используемых в гражданском и промышленном строительстве. Сегодня в России и за рубежом в этих целях используют в основном методы разрушения с помощью копров, взрывчатых веществ, а также ресалтинга - механического дробления, установки для которого выпускаются в главным образом в Германии и в Финляндии. Помимо дороговизны, все эти методы отличаются значительной металло-, энергоемкостью и экологически опасны.

Вместе с тем известно, что при создании в жидкостях электрогидравлических и других эффектов возникают интенсивные процессы разрушения погруженных в них твердых тел. Вследствие своей несжимаемости жидкость передает возникающие в разрядных каналах давления на значительные расстояния со сравнительно малыми потерями, а охлопывающиеся парогазовые полости разрядных каналов в воде и кавитация создают высокоскоростные струи жидкости вызывают мощные разрушающие деформации - трещинообразование, откол, дробление. Ниже приводится описание установок, основанных на указанном принципе, для утилизации и разрушения твердых промышленных и бытовых отходов и конструкций, отличающихся от существующих повышенной экологичностью, энерго- и металлоемкостью, а также отсутствием после переработки отходов, требующих повторной утилизации или захоронения.

Разработчиками установки является авторский коллектив из ведущих специалистов страны, имеющих более 30 летний опыт научной, практической и изобретательской деятельности в области разрядной техники.

Установка по утилизации железобетонных конструкций

Представляет собой не имеющую аналогов в России и за рубежом установку, для безотходной утилизации (переработки) изношенных или некондиционных железобетонных конструкций (которая может быть исполнена как в стационарном, так и в мобильном вариантах), основанную на оригинальной электроразрядной технологии.

Сущность технологии

С помощью электроразряда в толще железобетонного изделия, погруженного в ванну с технической водой, формируются сквозные цилиндрические каналы. После заполнения каналов водой повторные электроразряды вызывают в тех же каналах взрывное повышение температуры и давления, что сопровождается генерацией цилиндрических ударных волн, нагружающих бетон с образованием радиальных трещин и отколом бетона под действием растягивающих напряжений, возникающих при отражении ударных волн от обнаженных поверхностей разрушаемого изделия. Одновременная генерация множественных пробоев, распределенных на некоторой площади, существенно усиливает процесс дробления бетона из-за взаимодействия разрушающих ударных волн многих источников (каналов пробоя). Повторные электроразряды сообщают обломкам бетона дополнительные радиальные скорости, что приводит к дальнейшему дроблению бетона, сопровождаемому очисткой от него практически неповрежденной арматуры и образованию щебеня, мелкозернистого бетона и практически чистого гравия.

В настоящее время отработаны все параметры и режимы работы электрических устройств, необходимые для разработки и создания опытно-промышленной установки для любых видов утилизируемых изделий, а также требования к необходимому стандартному и нестандартному оборудованию, электрические схемы его подключения.

Вариант реализации опытно-промышленной установки

Установки для утилизации бетона могут быть выполнены как в стационарном (для ДСК, пунктов и полигонов по утилизации ЖБ конструкций), так и в мобильном исполнении. Для опытно-промышленного образца мобильный вариант (автотранспортные средства, ж. д. платформа) представляется более предпочтительным как в силу необходимости меньших затрат и времени на его изготовление, так и с позиции проведения демонстрационных мероприятий. В свою очередь, мобильная установка может быть изготовлена в двух вариантах: первый - единый мобильный комплекс, включающий в себя энергетическую установку и рабочий реактор (ванну с жидкостью и утилизируемым изделием), установленные на одной единой основе (автомобильный полуприцеп, ж. д. платформа и т.п.); второй - размещение силовой установки в виде мобильного универсального энергетического комплекса в 40 футовом (например) контейнере, устанавливаемом либо на автотранспортном, либо на ж.д., либо на ином шасси, и мобильного комплекса на аналогичных шасси с универсальным рабочим реактором для размешения в нем широкого ассортимента утилизируемых изделий. В пользу второго варианта выступает и то обстоятельство, что помимо утилизации железобетона, мобильная силовая установка может быть использована также для разрушения (утилизации) автомобильных шин, органических твердых отходов и материалов, для чего понадобится только модернизация мобильной системы реактора (теоретические и экспериментальные возможности чего полностью подтверждены). С учетом этого, предлагается создание опытно-экспериментальной установки со следующими характеристиками:

  1. Энергетический модуль:
    • амплитуда импульсов генератора, кВ   -   300-500
    • длительность импульса, мкс   -   не более 10
    • число электродов, шт.   -   6-12
    • энергия импульса, кДж   -   не более 30
    • расход электроэнергии на 1 куб.м. разрушаемой конструкции, кВт.час   -   0,6
    • производительность без учета погрузочно-разгрузочных работ, куб. м./час   -   не менее 20
    • степень дробления бетона, мм (при полном освобождении неповрежденной арматуры)   -   3-100 мм
    • размеры модуля   -   не более размеров стандартных 20-40 футовых контейнеров
    • вес модуля   -   не более 5 тонн
  2. Рабочий модуль:
    • утилизируемые ж. б. изделия   -   все стандартные плиты не более 3 на 12 метров при толщине от 20- 80 см.
    • габариты модуля   -   не более габаритов стандартного полуприцепа панелевоза.
    • масса (без учета полуприцепа)   -   не более 3 тонн
    • напряжение питания   -   380 В, 50 Гц.
    • установочная мощность   -   2 квт/час

Сравнение с существующими установками утилизации железобетонных конструкций

Наименее эффективными из применяемых в настоящее время являются машины ударного действия, совершающие работу разрушения и дробления строительных конструкций (с деформацией арматуры) за счет ударного действия при направленном падении бабы - ударника весом до 30 тонн, подъем которого выполняется электрическим или механическим приводом в башенных и крановых копрах.

Более эффективны механические мельницы и грохоты, выполняющие разлом и дробление в результате непрерывных ударных и трущих воздействий, сопровождающихся разрушающими напряжениями изгиба, сдвига и кручения (перемалывание). Как правило, это стационарные громоздкие механические системы весом от 10 и выше тонн стоимостью от 300 000 долларов США до нескольких миллионов долларов США. Например, выпускаемое в Германии и Финляндии оборудование этого класса производительностью до 30 куб.м в час весит более 15 тонн и предназначено только для стационарной установки. Его стоимость составляет от 300 до 800 тысяч долларов в зависимости от степени дробления бетона. При этом металлическая арматура подлежит утилизации только как металлолом. Следует отметить, что при общем ресурсе этих установок 7-8 лет, ресурс режущих (дробящих) инструментов, составляющих до 30 % стоимости установки, не превышает 2-3 месяца, после которых необходима их замена. При этом, затраты на утилизации конструкций на таких установках обходятся более чем в 7 кВт на 1 куб.м. (помимо зарплаты 5 чел. обслуживающего персонала, амортизации оборудования и запасных частей).

Предлагаемая установка аналогичной мощности имеет ресурс более 30 лет и при весе не более 8 тонн и стоимости (в серии) около 150 тысяч долларов США обеспечивает затраты на переработку 1 куб.м. конструкций 0,6 кВт, что в 10 раз эффективнее по сравнению с действующими системами. При этом установка обслуживается всего 2-мя операторами, а замена отдельных элементов, цена которых составляет доли процента общей стоимости, осуществляется не чаще одного раза в несколько лет эксплуатации. Помимо этого важно, что продукты утилизации являются 100% товарным продуктом полностью подлежащим возврату в хозяйственный оборот. Предлагаемая установка имеет обратное водоснабжение и практически бесшумна, экологически чиста.


 
 
Главная страница        >> Каталог технологий        >> Вторичные ресурсы

Наверх