Спалювання відходів: вигоди і обмеження

19 Березня 2017, 07:14

Спалювання побутових відходів, про яке зараз багато говорять, є однією з різновидів їх термічної переробки

<div id="gt-res-content">
<div id="gt-res-dir-ctr" class="trans-verified-button-small" dir="ltr"><span id="result_box" lang="uk"><span>Сміттєспалювальний</span> <span>завод</span> <span>Шпіттелау</span> <span>у Відні</span><span>.</span> <span>Фото</span
Сміттєспалювальний завод Шпіттелау у Відні. Фото

Видами термічної переробки відходів є піроліз, спалювання і плазмова газифікація. Важливими перевагами сучасних методів такої переробки є: ефективне знешкодження відходів, зниження обсягу відходів до 10 разів, використання енергетичного потенціалу органічних відходів.

У процесі піролізу відходи нагрівають в безкисневому середовищі, в результаті утворюються рідини і гази, які можна використовувати в якості палива. Метод є потенційно ефективним, але на практиці піролізні установки застосовують головним чином для переробки однорідних промислових відходів (наприклад, автомобільних шин), але для побутових відходів їх практично не використовують. Зараз у всьому світі найбільшого поширення набуло спалювання відходів. Технологія плазмової газифікації є відносно новою розробкою і небезпроблемною, тому вона менш поширена, ніж спалювання
.

Спалювання відходів

Спалювання виробляють в печах різної конструкції, основним елементом яких є решітка, на якій протікає процес горіння. Простір усередині печі розділене на кілька зон, де послідовно протікають процеси, в результаті яких відбувається спалювання відходів.

Існують різні технології спалювання відходів. При шаровому спалюванні подаються гарячі повітряні потоки на шар відходів, завантажений на колосникові грати. Існують різновиди такого спалювання: з нерухомими колосниковими гратами, з нерухомим шаром відходів, з рухомими ланцюговими гратами або з нерухомими. При застосуванні технології псевдозрідженого шару відходи попередньо поділяють на однорідні фракції, а потім спалюють у присутності піску, доломітової крошки або іншого абсорбенту. У процесі горіння частки шару під дією струменів повітря починають активно переміщатися, що нагадує поведінку рідини. Кожна технологія має свої переваги і недоліки, немає явного лідера.

У загальному випадку процес спалювання складається з п'яти стадій, які, як правило, протікають послідовно, але можуть проходити і одночасно, це: сушка, газифікація, займання, горіння і допалювання. У зоні сушіння випаровується волога, що міститься у відходах. У зоні газифікації відбувається утворення летких компонентів, які потрапляють в зону займання. І якщо в перших двох зонах потрібно підведення тепла ззовні, то після запалення леткі компоненти горять самостійно. Для повного згоряння відходів і охолодження колосників в зоні горіння необхідне підведення повітря.

Кожен вид відходів вимагає своїх технологічних умов для спалювання. Оскільки побутові відходи – це завжди суміш, то для багатьох їх компонентів умови спалювання не будуть оптимальними, що може призводити до погіршення складу фракцій, що утворюються при горінні.

Будь-яка топка повинна бути оснащена пристроєм для так званого її "підсвічування" або забезпечення стабілізації горіння. Таке "підсвічування" здійснюється спалюванням стабілізаційного палива, в якості якого зазвичай застосовують газ або мазут.

При використанні будь-якої технології спалювання відходів виділяється велика кількість вуглекислого газу і газоподібних викидів, які містять оксиди азоту, сірки, соляну кислоту і т.п., а також важкі метали і дисперсіонний пил. Весь цей "букет" абсолютно не потрібен в атмосфері, тому леткі гази на сміттєспалювальному заводі піддаються очищенню, яка може здійснюватися сухим, мокрим і електростатичним способами або їх комбінацією.

Основним вузлом пристрою для сухого очищення є вихровий елемент (затримує великі тверді частинки). Мокра очистка дозволяє зв'язати водою деякі шкідливі речовини. При електростатичному очищенні частинки пилу і аерозолі електризуються і притягуються до електрода.

Крім того, функції першого ступеня очищення димових газів частково виконує сам сміттєспалювальний котел. Наприклад, концентрація діоксинів і фуранів значно знижується, якщо димові гази знаходяться в зоні з температурою понад 850° С не менше 2 с. Щоб забезпечити це, підбирається спеціальний режим горіння.

Крім газоподібних продуктів при спалюванні відходів утворюються і тверді частинки металу, скло, шлаки та ін., які вимагають подальшої утилізації або поховання. По масі вони складають приблизно 10% від відходів.

1d2308425dfa94897685a9ccfa958047

Фото: inciprom.ru

Плазмова газифікація

Ця технологія реалізована на ряді підприємств в Японії, Індії, Великобританії, Китаї, США, ведуться роботи з проектування та будівництва в країнах Євросоюзу. Її перевагами є можливість переробки різнорідного вихідної сировини при її мінімальній підготовці і знижений рівень утворення відходів. Кінцевим продуктом процесу плазмової газифікації можуть бути електроенергія, пара або рідке паливо.

Стверджується, що сукупна енергія, витягнута з вихідної сировини, переробленої газифікатором, становить приблизно 80%. З усієї енергії, необхідної для процесу газифікації, на харчування плазмових факелів витрачається тільки 2-5%.

Установка плазмової газифікації працює при температурі, що перевищує 5500° С. Неорганічні речовини виводяться у вигляді інертного шлаку, який охолоджується і перетворюється в безпечний невилугований продукт (вилуговування – переклад в розчин, як правило водний, компонентів твердого матеріалу), який можна продавати, наприклад, як наповнювач для будівельного матеріалу. Але ця технологія досить дорога.

Крім дорожнечі, на практиці при застосуванні даної технології часом не все так добре з питаннями екології. Тому влада низки міст в різних країнах після роздумів все-таки відмовилася від подібних проектів на користь традиційного спалювання.

Питання екології

Багато людей, які відчули "принади" звалищ, які горять або димлячих сміттєвих контейнерів біля під'їздів, вважають, що спалювання сміття є надзвичайно шкідливим для екології процесом. Але біля багаття з відходів та сучасної промислової установки для спалювання сміття мало спільного. Обивательський міф про шкідливість заснований на незнанні сучасних інженерних реалій і фізики / хімії процесу горіння.

Проти спалювання відходів різко виступають екологи, але часто їх позицію важко назвати об'єктивно обгрунтованою. Безумовно, будь-який процес спалювання не очищати атмосферу, та й з твердими залишками потрібно щось робити. Але що робити з побутовими відходами, про які вже задихаються багато міст? Будувати нові звалища, множачи пов'язані з ними проблеми і завдаючи величезної шкоди навколишньому середовищу? Екологи говорять про необхідність роздільного збору відходів, про їх переробку і повторне використання, аж до досягнення суспільством стану "нуль відходів", коли не потрібно буде нічого ні спалювати, ні закопувати в землю. Зараз до подібного наблизилися в одній країні – Швейцарії. З огляду на специфіку цієї держави і його громадян, можна стверджувати, що досягнення цієї країни ще довго буде залишатися унікальним.

img_0077

Фото: L. Frank

Роздільний збір та переробка відходів - безумовно, правильний напрямок. Але це роки і десятиліття просвітницької роботи з населенням, розвиток законодавства, величезні інвестиції. Але проблему з відходами потрібно вирішувати вже зараз. У проекті Національної стратегії поводження з відходами спалюванню відведена роль в самому кінці ланцюжка, там, де остаточне усунення. Згодом, можливо, так і буде, але поки силу вогню можна і потрібно використовувати більш активно.

Для того, щоб емоції не заважали аналізу впливу спалювання відходів на навколишнє середовище в порівнянні з іншими аспектами їх переробки, дослідники пропонують використовувати такі показники, як: оцінка життєвого циклу (LCA,) і аналіз ефективності витрат (ДЕЗ). У методі ОЖЦ більша увага приділяється екологічним аспектам, тоді як ДЕЗ орієнтується на економічні показники. Як правило, при аналізі ефективності витрат враховується фінансова вартість життєвого циклу і екологічні витрати, які в сукупності складають різновид соціальних витрат. Подібні дослідження проводилися, наприклад, в Швеції. За їх результатами з'ясувалося, що:

- найгірший спосіб обробки відходів, який представляє найбільшу екологічну і соціальну небезпеку, – вивезення на полігон. Це пояснюється виділенням метану на звалищах, а також низьким ступенем вторинного використання ресурсів і неможливістю обліку зменшення впливу на навколишнє середовище і економії витрат;

- утилізація (переробка) відходів вигідніша з екологічної точки зору, але вимагає великих фінансових витрат. Соціальні витрати залежать від способу оцінки впливу на навколишнє середовище, так утилізація матеріалів, що легко регенерують з соціальної точки зору більш рентабельна, ніж спалювання;

- екологічні та соціальні витрати при анаеробній ферментації і компостуванні відходів, що біологічно розкладаються, нижче, ніж при їх звалищі, але вище, ніж при спалюванні.

Зрозуміло, все міркування мають змив тільки в тому випадку, якщо на сміттєспалювальному заводі вжито необхідних заходів з очищення продуктів згоряння. Теоретично, зараз відфільтрувати можна все, але це зробить процес спалювання відходів глибоко збитковим. Тому на практиці прагнуть до того, щоб концентрація шкідливих речовин в газах не перевищувала рівнів, нормативно встановлених в конкретній країні. Контролювати ж процеси очищення повинні незалежні експерти (ті ж екологи), оскільки у "заводчан" є багато технічних можливостей з метою подолання наслідків вимірів.

Взагалі ж процес фільтрації при спалюванні не тільки найдорожчий етап, але і складний при експлуатації. При незначному відхиленні від технологічних параметрів в "очищених" газах можуть навіть з'явитися небезпечні речовини, яких там не було спочатку (наприклад, аміак
).

mullverbrennungsanlage4

Фото: Venagid.ru

Прикладом того, що поняття "спалювання відходів" і "екологія" на є несумісними, може служити сміттєспалювальний завод Шпіттелау, відкритий в Відні прямо в межах міста.

Автором зовнішнього вигляду підприємства став відомий архітектор Фріденсрайх Хундертвассер. Він не відразу погодився працювати над проектом. Як поборник екології, Хундертвассер вважав, що сміття необхідно не спалювати, а переробляти, отримуючи від цього користь. Однак бургомістр Відня запевнив його, що тепло від спалювання сміття буде використано для опалення підприємств і житла. Також архітектору було обіцяно суворе дотримання заходів екологічної безпеки на новому підприємстві.

Підприємство може утилізувати 265 тис. т сміття щорічно. Електроенергію для своїх потреб воно виробляє самостійно. Крім цього, він подає тепло в 60 тис. віденських квартир. Біля підприємства в одному з ним стилі збудований офіс компанії, що поставляє теплову енергію.

Шпіттелау став туристичною визначною пам'яткою. На його даху розташований ресторан. Поруч не тільки офісні будівлі, а й елітне житлове селище, дитячий садок. У вестибюлі будівлі часто проводяться художні виставки, а у дворі влітку проходять фольклорні фестивалі.

Ви зараз переглядаєте новину "Спалювання відходів: вигоди і обмеження". Інші Новини суспільства в Україні дивіться в блоці "Останні новини"

Автор:

Сергій Гусєв

Джерело:

"Сегодня"

Якщо ви знайшли помилку в тексті, виділіть її мишкою і натисніть Ctrl + Enter

Комментарi

залишилось символів: 1000 Правила коментування