Спалювання відходів: вигоди і обмеження

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

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.

Деокупація півдня країни – як українські військові відвойовують території

Заборона на пересування країною для військовозобов'язаних – всі деталі

Ракетні удари по мирних українськиих містах - липень 2022

Ядерний тероризм Росії

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.

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.

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 ).

Фото: Venagid.ru