Как переработать твёрдые бытовые отходы

В России около 95% твёрдых бытовых отходов вывозят на свалки и полигоны для захоронения. Инфраструктура переработки отходов в стране практически отсутствует. Необходимо срочно найти и применить такую технологию мусоропереработки, которая позволит избежать экологической катастрофы.
Предлагаемая отечественная высокотемпературная безотходная технология «Пироксел», разработанная Всероссийским научно-исследовательским и нститутом электротермического оборудования (ВНИИЭТО, Москва), поможет решить «мусорную проблему» России. 
ТЕХНОЛОГИЯ «ПИРОКСЕЛ»
Без раскрытия «ноу-хау» технология «Пироксел» представляет собой сочетание отработанных за рубежом и в России способов термической обработки различных видов отходов. Основное отличие в том, что обработка отходов и дымовых газов производится при существенно более высокой температуре, не используемой в других технологиях. Сушка отходов производится в сушильном барабане потоком высокотемпературных дымовых газов, там же в барабане проходит низкотемпературный пиролиз. Высушенные отходы поступают в соседнюю камеру, где подвергаются дальнейшему пиролизу и частичному сжиганию при температуре 1200-13000С. 
Для активизации горения в камеру подаётся воздух, нагретый в рекуператоре до 4000С. На конечном этапе обработки оставшиеся несгоревшие отходы, а также компактизированная пыль из фильтров улавливания поступают в шлаковую ванну электропечи, в которой при температуре до 15000С минеральная часть отходов и металлы переходят в расплав, а органические отходы дожигаются. Термохимическое обезвреживание дымовых газов проходит в трёхступенчатом реакторе при температурах от 1200 до 10500С с введением необходимых добавок.
Использование высоких температур позволяет перерабатывать и обезвреживать любые виды отходов и резко сократить объём подаваемого воздуха с последующим уменьшением объёма очищаемого газового выброса. Результатом переработки являются электроэнергия, тепло и два вида экологически чистого вторичного сырья (металл и базальтового типа шлак), а также отходящие газы, очищенные до нормативных требований зарубежных и отечественных норм.
Мусороперерабатывающие заводы с использованием высоких температур в технологическом цикле являются безотходными, то есть не имеют остатков переработки, требующих захоронения. Надобность в устройстве полигонов в этом случае отпадает. Заводы, использующие предлагаемую технологию, можно рассматривать как производства по выработке тепла и электроэнергии из постоянно возобновляемого источника (отходов), попутно утилизирующие отходы.
Предлагаемая технология успешно прошла проверку при двухлетней промышленной эксплуатации комплекса «Пироксел» мощностью 25 тыс. тонн в год, размещённого на территории института ВНИИЭТО (Москва). Технология опробована на твёрдых бытовых, медицинских и некоторых типах малотоксичных промышленных отходов. 
Результаты промышленной эксплуатации подтверждены положительными заключениями государственной экологической экспертизы Государственного комитета Российской Федерации по охране окружающей среды № 420 от 14.06.1998 и Главной Государственной экспертизы № 7-1/10-673 от 12.12.1998. Технология также защищена патентом Российской Федерации на изобретение «Способ термической переработки отходов». Перспективность технологии подкреплена Решением Комитета по промышленности, строительству, транспорту и энергетике Государственной Думы РФ № 109 от 22.10.1998.
Высокотемпературная обработка продуктов сжигания, остатков органики вместе с минеральной составляющей и металлами осуществляется в шлаке, содержащем ионы кальция, при температуре до 15000С, поддерживаемой в шлаке за счёт погружения в него графитированных электродов. Ионы кальция прочно соединяются с S, P, Cl, F кислотами, остатками солей тяжёлых металлов и сплавляются с оксидами кремния и алюминия, содержащимися в керамической составляющей отходов. Этот шлаковый расплав по свойствам близок к природному базальту, имеет токсикологический и медицинский сертификаты и может широко применяться в любых строительных конструкциях и изделиях.
Соли тяжёлых металлов при температурах выше 1200-13000С диссоциируются на оксиды металла и кислотный остаток. Кислотный остаток соединяется с ионами кальция и остаётся в шлаке. Оксид тяжёлых металлов при температуре 1350-14500С восстанавливается углеродом отходов с получением оксида углерода и металла, из которого на подине электропечи формируется слой низкоуглеродистого чугуна, легированного Cr, Ni, Mn, Cu
и т. д.
Летучие металлы (Zn, Cd, Pb, Sn, As) переходят в газовую фазу и уходят с дымовыми газами в блок термохимической очистки.
Для предотвращения рекомбинации диоксинов из остатков хлора и фтора требуются три условия: температура газов должна быть не менее 12000С, время пребывания при этой температуре — не менее 2 секунд и быстрое охлаждение (закалка) газов. В технологии «Пироксел» все эти условия соблюдены.

ОБРАБОТКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ 
Дымовые газы из сушильного барабана, пиролизной камеры и электропечи поступают на обработку через футерованный газоход в блок термохимической очистки, где последовательно в присутствии добавок проходят дожигание, нейтрализацию и восстановление азота. Из блока очистки дымовые газы выходят, имея температуру 10500С, и поступают в блок выработки электроэнергии и тепла. Из блока выработки электроэнергии дымовые газы, охлаждённые до температуры 200-2500С, поступают для очистки от пыли на электро- и тканевый рукавный фильтры. Результат очистки – 99,5%.  
Из дымовой трубы в атмосферу выбрасываются водяной пар, углекислый газ и азот, содержание остальных примесей находится в пределах европейских стандартов. В технологии «Пироксел» удалось без применения сорбентов достичь содержания диоксинов и фуранов в пределах менее 0,1 нанограмма на кубометр выбрасываемого газа.

УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ПЕРЕРАБОТКИ 
Управление процессом переработки отходов автоматизировано. Система управления контролирует около двухсот параметров, обеспечивая работу технологического оборудования в заданном режиме и поддержание экологических показателей на необходимом уровне.
Комплектность и блочное исполнение элементов оборудования, производственные здания, выполненные из лёгких конструкций ангарного типа – всё это обеспечивает простоту и скорость строительства. Всё оборудование установки может быть изготовлено на отечественных предприятиях. Модульный принцип, заложенный в технологии «Пироксел», позволяет создавать заводы производительностью от 5 тыс. до 500 тыс. тонн.
В мире практикуется также плазменный способ переработки отходов. К примеру, предложенная академиком РАН Ф. Г. Рутбергом установка имеет в рабочей зоне температуру 1200-18000С, что практически совпадает с температурой, используемой в технологии «Пироксел». Но при этом в плазменной установке переработке подвергается лишь органическая часть отходов, что обязательно требует полигонов для захоронения минерального остатка. К тому же переработка отходов в плазменной установке более затратна, чем в предлагаемой технологии.

УДЕЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Удельные показатели технологии «Пироксел» в ценах 2011 года (на одну тонну перерабатываемых отходов):
- капитальные вложения 15 тыс. руб., эксплуатационные затраты 2,5 тыс. руб.;
- производство вторичного сырья: металл 27 кг, базальтовый шлак 170 кг;
- поставка энергии сторонним потребителям: электроэнергия до 850 кВт час, тепло 0,2 Гкал и более;
- расход электроэнергии на технологические нужды составляет не более 150 кВт час.
Основным преимуществом технологии «Пироксел» является самая высокая в мировой практике эффективность переработки отходов.
Эффективность переработки определяется следующими направлениями.
• Отказ от полигонов
• Отказ от селективного сбора отходов
• Отказ от сортировки отходов
• Выработка электроэнергии и тепла для внешних потребителей из постоянно возобновляемого источника (отходов)
• Переработка отходов за один передел в установке единого технологического цикла и соответствующее сокращение инфраструктуры, обслуживающей переработку
• Возможность размещения производств переработки отходов в промышленных зонах городов
• Сокращение транспортных затрат
• Возможность использования технологии для утилизации других видов отходов – например, медицинских.
Заводы, построенные по технологии «Пироксел», являются высокорентабельными предприятиями. Капитальные вложения и себестоимость переработки в 2-3 раза меньше, чем в существующей практике, сроки окупаемости составляют 5 лет и менее.
В. С. Морозов, Ленинградская организация проектных организаций; 
В. Я. Ходырев, Научно-промышленная ассоциация «Тетраполис»; 
А. Д. Анисимов, ЗАО «Лидесм»; 
Е. П. Веселов, ПНПФ «РАПС».

Дата публикации: 1 апреля 2013
Опубликовано в "Лесной Регион" №06(130)
Теги: Экология




Другие новости по теме:




Сообщить о ошибке


Комментарии (0)
Оставить комментарий