Энергетическая утилизация отходов

Энергетическая утилизация отходов

Энергетическая утилизация отходов, или энергия из отходов (англ.  Waste-to-Energy , W2E) — это процесс выработки электрической и тепловой энергии в результате мусоросжигания. В качестве топлива используются твёрдые бытовые отходы, прошедшие предварительную сортировку. Строительство и эксплуатация таких предприятий часто рассматривают как элемент комплексной системы обращения с отходами, способный снизить экологические риски и уменьшить экологический ущерб, связанные с захоронением неперерабатываемых ТБО на полигонах. Современные заводы по переработке отходов в энергию сильно отличаются от мусоросжигательных установок, которые использовали несортированный мусор и крайне ограниченно вырабатывали электроэнергию.

Содержание

История [ править | править код ]

До Промышленной революции XVIII—XIX веков люди использовали в быту предметы природного происхождения, которые можно было сжечь или оставить перегнивать. Бытовая утилизация мусора существует на протяжении всей истории человечества, часто деревянный мусор использовали в качестве дров. Ситуация стала изменяться в период индустриализации, когда в странах Европы и Северной Америки в быту стали распространяться изделия из синтетических материалов, не подверженных естественному разложению, объёмы их производства и потребления росли, и человечество стало производить всё больше мусора [1] [2] .

В 1874 году в Ноттингеме был построен первый в мире мусоросжигательный завод, а затем там же была построена первая паровая установка, где мусор использовался в качестве топлива — так промышленное мусоросжигание впервые нашло энергетическое применение. В 1880 году в Нью-Йорке был построен первый в США мусоросжигательный завод. Однако вплоть до 1960-х годов мусоросжигание в США практиковалось в основном на автономных установках, а специализированные заводы были мало распространены. Кроме того, в конце XIX века в американских городах строились мусоросжигательные установки в многоквартирных домах, которые использовались и для их отопления [1] [2] .

В континентальной Европе первой страной, внедрившей у себя промышленное мусоросжигание, стала Франция. Первый французский мусоросжигательный завод был построен рядом с Парижем в 1893 году, а в 1896 году в Сент-Уэне заработал первый в мире мусоросжигательный завод с измельчающей машиной. В 1930 году в Швейцарии была разработана печь с колосниковой решёткой для слоевого сжигания мусора — это была принципиально новая технология мусоросжигания, которая позволила отказаться от использования мазута и каменного угля в качестве топлива для равномерного распределения температуры в печи, что значительно снизило себестоимость мусоросжигания, а также повысило его эффективность. В 1933 году в Дордрехте в Нидерландах открылась первая в мире тепловая электростанция, работающая на энергии мусоросжигания. В 1970-е годы мусоросжигание получило новый виток развития на волне мирового энергетического кризиса, когда значительно выросли цены на нефть. Мусор в то время стал всё чаще рассматриваться в качестве топлива для производства тепловой и электроэнергии [2] .

Место энергетической утилизации в системе обращения с отходами [ править | править код ]

Международное энергетическое агентство называет энергетическую утилизацию отходов с контролируемым высокотемпературным сжиганием и технологией контроля за загрязнением окружающей среды лучшей альтернативой полигонам ТКО. Отмечается, что часто полигоны для захоронения отходов не отвечают санитарным нормам и становятся местом бесконтрольного сжигания отходов, что негативно влияет на качество воздуха. При этом энергетическая утилизация — это в первую очередь часть системы обращения с отходами, а не энергетическое решение, хотя может способствовать диверсификации энергоснабжения [3] .

Как указывает агентство, энергетическую утилизацию следует внедрять только в рамках более широкой иерархии управления отходами в области предотвращения, подготовки к повторному использованию, рециркуляции, рекуперации и утилизации. Для этого требуется, чтобы муниципальные органы власти осуществляли комплексное планирование управления отходами в целях максимального использования потенциала повторного использования и переработки материалов до рекуперации энергии. Кроме того, необходима достаточная инфраструктура по сбору и разделению источников, с тем чтобы на мусоросжигательные заводы приходило топливо с подходящим содержанием энергии и влаги [3] .

Существуют различные точки зрения на то, можно ли считать мусор возобновляемым источником энергии, а его сжигание — утилизацией. Значимую часть бытовых отходов составляет биомасса, образованная растениями, использующими атмосферный CO₂. Если эти же этот объём растений будет выращен вновь, то равное количество углерода будет вновь выведена из атмосферы. По этим соображениям в ряде стран сжигаемая органика рассматривается как источник возобновляемой энергии, в отличие от сжигаемых продуктов нефтехимии. В России Федеральный закон от 26 марта 2003 № 35-ФЗ «Об электроэнергетике» определяет, что к ВИЭ в том числе относятся «биомасса, включающая в себя специально выращенные для получения энергии растения, в том числе деревья, а также отходы производства и потребления, за исключением отходов, полученных в процессе использования углеводородного сырья и топлива, биогаз, газ, выделяемый отходами производства и потребления на свалках таких отходов, газ, образующийся на угольных разработках». Таким образом, при отнесении к ВИЭ не учитывается класс опасности отходов и выбросы парниковых газов [4] .

Распространённость [ править | править код ]

В середине 2010-х в мире насчитывалось более 2200 W2E-заводов [5] .

По оценкам Международного энергетического агентства в 2014 году по всему миру из ТКО было произведено более 30 млн т нефтяного эквивалента первичной энергии, что составляло около 0,2 % от её производства в целом. Однако доля ТКО в мировом энергетическом балансе в последние десятилетия стабильно росла. Так, в период с 1994 по 2014 годы производство энергии из ТКО увеличилось в 2,6 раза [4] .

W2E-заводы характеризуются более высокими капитальными (в 9 раз выше по сравнению с новыми газовыми ТЭС) и эксплуатационными (в 20 раз выше по сравнению с новыми ТЭС) затратами. Для их финансирования и поддержки в разных странах применяются различные механизмы и комбинации межотраслевого и межтерриториального субсидирования утилизации отходов, а также за счёт промышленных и частных потребителей вырабатываемой электроэнергии. Методов стимулирования сжигания мусора для целей энергетики может быть достаточно много. В отдельных странах действуют «зелёные feed-in тарифы» на электроэнергию, производимую из биомассы (в том числе и муниципальных органических отходов); в некоторых стимулируют сжигание именно ТКО (например, Китай ввёл меры стимулирования на уровне провинций и городов). Другие государства применяют диверсифицированные тарифы на хранение мусора. Например, в Норвегии стимулируют сжигание биоразлагаемых отходов на ТЭС или котельных за счет различных тарифов для захоронения мусора: захоронение 1 т биоразлагаемого мусора на полигоне на 65 % дороже, чем других типов мусора [6] .

В Европейском союзе энергетическая утилизация мусора рассматривается как часть мер по достижению целей, установленных Европейской комиссией в Директиве о захоронении отходов: к 2025 году на захоронение должно уходить не более 25 % ТКО и прекращено захоронение отходов, пригодных для повторного использования (включая пластмассы, бумагу, металлы, стекло и биоотходы) [7] . Европейская конфедерация W2E-заводов (CEWEP) в 2015 году в открытом письме к Еврокомиссии говорила, что энергетическая утилизация мусора может снизить зависимость от импорта природного газа из России (в 2012 году 28 стран Евросоюза импортировали 107 млрд м³, сжигание мусора на тот момент было эквивалентно 19 % этих поставок) [8] . Распространённость мусоросжигания значительно различается между странами, являясь очень высоким в ряде развитых стран (преимущественно в Северной и Западной Европе). По данным CEWEP за 2017 год, европейским лидером в мусоросжигании является Финляндия, отправляющая на энергетическую утилизацию 58 % мусора, следом идут Дания, Швеция и Норвегия с 53 %, а также Швейцария c 47 %. В Германии, Австрии, Франции и Италии этот показатель составляет около 20—40 %. Средний показатель по 28 странам ЕС составлял 28 % [9] .

В России около 97 % ТБО отправляются на полигоны. «РТ-Инвест» планирует ввести в эксплуатацию до конца 2023 года 5 новых заводов установленной мощностью 325 МВт. В мае 2020 года консорциум «Ростеха», «Росатома» и ВЭБ.РФ в мае 2020 заявил о старте проекта по строительству ещё 25 заводов W2E-заводов для создания через 10 лет суммарной утилизации 18 млн тонн неперерабатываемых «хвостов» (15-20 % от массы ТБО) [10] [11] [12] .

В США в 2017 году 12,7 % всех ТБО было сожжено с получением энергии, 52,1 % ТБО оказались на полигонах. В 2018 году 68 американских станций выработали около 14 млрд кВт·ч электроэнергии за счёт сжигания 29,5 млн тонн горючих ТБО. Около 90 % мощностей были построены в период с 1980 по 1995 [13] [14] .

В странах Азии на фоне стремительной урбанизации и ежегодного роста численности населения и количества ТБО правительства продвигают различные программы энергетической утилизации. Государственные цели Китая предполагают обработку в 2020-е половины ТБО на W2E-заводах. В 2018 году Международное энергетическое агентство прогнозировало, что к 2023 году установленная мощность китайских предприятий по энергетической утилизации отходов может достигнуть 13 ГВт, а к 2025 году заводы смогут обрабатывать 260 млн тонн ТБО. Поддержку предприятиям оказывают через предоставление кредитов по низким ставкам и льготное налогообложение. Развёртывание W2E-предприятий в Индии идёт медленно: чуть менее 300 МВт мощности было установлено в конце 2017 года, а крупнейшая в стране станция (24 МВт) была введена в эксплуатацию в Нью-Дели только в 2017 году. Одним из значимых факторов, мешающих развитию индустрии, является низкое качество мусора и его низкая теплотворная способность. В Таиланде в рамках Плана развития альтернативной энергетики поставлена долгосрочная цель — к 2036 году довести установленную мощность мусороперерабатывающих предприятий до 550 МВт. Пакистан, Вьетнам и Индонезия стимулируют создание новых предприятий через гарантированный тариф для электроэнергии [3] .

Экологическая безопасность [ править | править код ]

Степень воздействия мусоросжигательных заводов на окружающую среду зависит в значительной мере от соблюдения правил сжигания ТКО, к которым относятся: сортировка отходов перед сжиганием, с удалением из них негорючих, а также подверженных гниению компонентов; поддержание необходимой температуры в печах в процессе сжигания; обязательная проверка золы на выщелачивание перед её захоронением; вторичное дожигание газов. При этом наличие определённого процента выбросов в атмосферу на мусоросжигательных заводах остаётся неизбежным [15] [1] [16] .

W2E-заводы вызывают меньшее загрязнение воздуха, чем тепловые электростанции, работающие на угле, но большее, чем работающие на основе природного газа [17] .

Углеродный след [ править | править код ]

При тепловой утилизации практически весь углерод, содержавшийся в мусоре, переходит в газообразную форму и попадает в атмосферу как двуокись углерода. При этом существуют проекты по сокращению выброса газа и общему сокращению углеродный след. В 2019 году в нидерландском Дёйвене углекислый газ с местного W2E-завода стали поставлять в тепличное хозяйство, что позволило сократить выбросы CO₂ на 15 % [18] .

В том случае, если этот же объём мусора окажется на полигоне, в атмосферу попадёт не только часть углекислого газа, но и в результате анаэробного разложения органики выделится около 62 м³ метана. Метан является в 28 раз более активным парниковым газом, и в таком объёме обладает более чем вдвое большим парниковым эффектом, чем углекислый газ. В случае полигонов полумерой является частичное улавливание свалочного газа и его дожигание. Однако по некоторым оценкам, в США в 1999 году метан со свалок внёс на 32 % больший вклад в парниковый эффект, чем углекислый газ, выделившийся при сжигании мусора [17] [3] .

Системы сжигания твердых бытовых отходов

Система сжигания твердых бытовых отходов (ТБО/ТКО) включает в себя следующий набор оборудования, каждый элемент в котором разрабатывается нашими специалистами под индивидуальные требования заказчика:

1) Камера сжигания инсинератора, которая может быть горизонтальной, вертикальной, барабанной, вращающейся и включать в себя различные виды колосниковых решеток.

2) Камера дожигания отходящих газов для сжигания отходов (разбатывается индивидуально под морфологический состав отходов)

3) Система загрузки отходов (ручная, автоматизированная, автоматическая, потоковая. )

4) Система выгрузки золы из камеры сжигания, дожигания, из устройств пылегазоочистки

5) Система подачи воздуха

6) Система охлаждения отходящих газов и рекуперации тепла

7) Система пылегазоочистки, которая может включать в себя искрогаситель, циклон, скрубер, рукавный фильтр, электростатический фильтр

8) Автоматический щит управления

Инсинераторы ABONO обеспечивают эффективное средство сокращения объема ТБО, а так же обеспечения важного источника энергии. Произведенный пар можно использовать с целью обогрева или производства электроэнергии.

В Директиве ЕС 2000/76/EC заявлено, что если сжигаются опасные отходы с содержанием более 1% галогенированных органических веществ, выраженных в виде хлора, то температура дожигания отходящих газов должна быть повышена до 1100°С и удерживаться в камере дожигания отходящих газов как минимум на 2 секунды. Установки для сжигания отходов ABONO Ⓡ разработаны так, чтобы газы, образуемые во время сжигания отходов в камере сгорания повторно дожигались при температуре от 1100-1200°C в течение 2 секунд в камере дожигания. Проектирование камер дожигания отходящих газов производится после предоставления данных по морфологическому и элементному составу сжигаемых отходов.

Для полного соответствия применяемым Стандартам на выбросы, Системы сжигания ABONO включают установки очистки топочного газа. Очистка топочного газа в этих системах — многопрофильный подход к контролю за загрязнением, чтобы устранить опасное содержание продуктов сгорания, возникающих при сжигании отходов.

Основная камера и камера дожига

Инсинераторы ABONO имеют две камеры, основную и камеру дожига. В основной камере отходы сгорают под воздействием пламени горелок и уникальной системе подачи воздуха в топку. Во второй камере происходит дожигание отходящих дымовых газов.

Тепло в инсинераторах ABONO хорошо удерживается из-за использования усиленной жаропрочной футеровки из огнеупорного бетона или из огнеупорных кирпичей (в зависимости от пожеланий заказчика). Данная футеровка, а так же теплоизоляция и мощный стальной корпус инсинератора помогает удержать тепло внутри камеры сжигания и дожигания, что в совокупности с другими особенностями конструкции крематора позволяет достичь максимальной производительности по сжиганию отходов при минимальном потреблении топлива.

Футеровка из огнеупорного бетона

Футеровка из огнеупорных кирпичей

Футеровка во время работы инсинератора

Каркас крематора выполнен из стали толщиной от 5 до 10мм. И усилен дополнительными ребрами жёсткости , для прочности конструкции. Для улучшения теплосъема и предотвращения деформации корпуса на инсинераторы ABONO для сжигания ТБО/ТКО отходов, устанавливаются специализированные ребра жесткости. Усиленная конструкция запорных замков (петлей и механизмов) крышки обеспечивает плотное прилегание крышки, отсутствие дыма и предотвращает деформации в процессе эксплуатации.

Все инсинераторы ABONO оснащены автоматической системой управления со степенью защиты IP 54, которая следит за поддержанием температуры внутри инсинератора. За счет автоматического включения и выключения горелок возможна существенная экономия топлива до 30%. Встроенный таймер сводит к минимуму необходимость контроля человека за установкой.

Электропитание от стандартной сети 220В/20А/50Гц

Керамические или металлические термопары

Датчики температуры работают в агрессивной среде. За счет высокой температуры горения (800-1250°С) внутри инсинератора происходит практически полное уничтожение отходов, и после завершения рабочего цикла остается безопасная зола весом до 5% от загрузки.

Дизельные или газовые горелки LAMBOGHINI или Ecoflam

На инсинератор установлены производительные дизельные или газовые горелки

итальянского изготовителя Lamboghini или ECOFLAM с автовоспламенением.

Инсинераторы ABONO оснащены цельнометаллическим топливопроводом вместе с фильтром грубой очистки дизельного топлива. Использование топливопровода обеспечит удобное подключение и стабильную работу горелок.

Наличие дополнительной тормоизолирующей прокладки между стальным каркасом и термобетоом толщиной около двух сантиметров, что позволяет сохранить тепло внутри установки, что увеличивает длительность самопроизвольного горения отходов и экономит топливо, одновременно снижая себестоимость утилизации.

Загрузка отходов — ручная, механизированная или автоматическая

Открытие люка основной камеры происходит с помощью лебёдки или гидропривода. Конструкция системы загрузки отходов равномерно распределяет нагрузку и позволяет прилагать минимальные усилия для загрузки отходов.

Зольники (зольные дверцы)
Наличие зольных люков основной и дополнительной камер возможно без изменения стоимости.

Фланцевое соединение футерованной части к дымоходу делает данную поверхность безопасной во время эксплуатации и облегчают проведение ремонтных и сервисных работ по обслуживанию дымохода во время эксплуатации. Длина трубы дымохода от 2 метров. Возможно увеличение длины дымохода по дополнительной договорённости.

Наличие колосниковых решеток в камере сжигания позволяет повысить энергоэффективность и снизить себестоимость сжигания отходов, т.к. при наличии колосниковой решетки поток воздуха необходимый в процессе горения подается не только в камеру над отходами, но и под ними, что улучает термодинамические процессы происходящие внутри инсинераторной установки и как следствие позволяют достичь меньшее потребление топлива и лучшее догорание углерода, что влияет на отсутствие черного дыма (недогоревший углерод). А так же, зольный остаток, который образуется в следствие сгорания отходов, просыпается в подколосниковую зону и может без проблем удаляться с помощью скребкового устройства, в том числе и во время процесса сжигания.

Комплект оборудования для потоковой загрузки отходов (без остановки печи) через боковой загрузочный шлюз в инсинераторную установку ABONO

Потоковая загрузка позволяет производить непрерывную подачу отходов (в том числе спрессованных в кипы) без необходимости открывания загрузочной дверцы. Такой способ загрузки позволяет избежать тепловых потерь, а также предотвратить выход недожженных и неочищенных газов в окружающую среду. Данный комплекс позволяет осуществлять механизированную боковую загрузку отходов состоит из предварительного загрузочного бункера, гильотинного шлюза, бокового толкателя. – Данный комплект позволяет избежать выбросов дыма при дозагрузке отходов в процессе сжигания, а также позволяет не остужать крематор до следующей загрузки отходов. Данный тип загрузки крайне желателен, для контроля за выбросом отходящих газов, не прошедших через систему пылегазоочистки.

Комплект оборудования для порционной загрузки крупногабаритных отходов через верхнюю загрузочную дверцу в инсинераторную установку ABONO

Данный комплект позволяет осуществлять единоразовую (на цикл сжигания) порционную механизированную верхнюю загрузку крупногабаритных отходов в инсинераторную установку. Комплект включает в себя загрузочный бункер, лебедку, раму лебедки, пульт управления лебедкой.

Ассортимент инсинераторов ABONO для сжигания отходов отличается высокой производительностью, лучшими и наиболее надежными компонентами, улучшенной термодинамикой и меньшими эксплуатационными затратами.

Системы сжигания ABONO идеально подходят для сжигания отходов свинокомплексов, КРС ферм, птицефабрик, мясокомбинатов и ветеринарных лечебниц, клиник, «хвостов» ТКО (ТБО)

Система менеджемнта компании ООО «АБОНО» соответствует международным стандартам ISO 9001

Система экологиеского менеджмента соответствует международным стандартам ISO 14001

Вся производимая техника сертифицирована.

Сообщите Ваш номер телефона и контактные данные и наши специалисты бесплатно проконсультируют Вас по телефону.

Печь для сжигания мусора

Твердые бытовые отходы (ТБО) — результат деятельности многих организаций: промышленных предприятий, производств, медицинских учреждений и многое другое. Весь тот мусор, который продуцируют многочисленные предприятия, несет потенциальную угрозу для окружающей среды и экологии в целом. Поэтому утилизация твердых бытовых отходов — вопрос наивысшей актуальности. Более того, этот процесс регламентируется на законодательном уровне.

Термическая технология утилизации твердых бытовых отходов. Ее особенности и преимущества

Промышленные печи для сжигания мусора — крематоры и инсинераторы — высокоэффективное оборудование для утилизации ТБО. С их помощью можно быстро, качественно и в большом объеме сжечь непригодные отходы. Купить печь для сжигания мусора в Москве, Санкт-Петербурге, а также многих других городах РФ можно на нашем сайте.

На сегодняшний день самым действенным, эффективным и безопасным методом утилизации мусора является термическая технология воздействия. В некоторых случаях сжигание непригодного материала или биомассы и вовсе является единственно правильным решением для утиля. А чтобы выполнить весь процесс правильно, необходимо использовать для этих целей специальное оборудование — печь для утилизации мусора.

Наша компания представляет высокоэффективные и производительные промышленные печи для сжигания ТБО — крематоры и инсинераторы. Оборудование, которые мы предлагаем, обеспечит надежную, быструю и качественную утилизацию опасных отходов термическим методом. Обезвреживание мусора происходит под воздействием высоких температур (от 700 до 1500 градусов Цельсия). Благодаря таким высоким температурам, опасные органические соединения и промышленные отходы превращаются в стерильный пепел.

Бездымная печь для сжигания мусора — главные функции оборудования

Основная функция установки для утилизации отходов — эффективное обезвреживание мусора путем сжигания органических соединений и выпаривания воды, благодаря воздействию высоких температур. Это позволяет добиться максимального уменьшения изначальных объемов отходов — по завершению процесса утилизации остается не больше 5-7% от общей закладки мусора.

Также работа печи для сжигания бытового мусора не несет никакого вреда окружающей среде и экологии в целом. Продукты горения, выделяемые газы, проходят многоступенчатую очистку и на выходе не несут никакой опасности атмосфере.

Промышленные печи для сжигания мусора: особенности технологического процесса утилизации

Оборудование может отличаться своей мощностью и производительностью, сферой применения и габаритами. Но будь то мобильная печь или стационарная большая печь для сжигания мусора, работа оборудования основывается на таком принципе:

• В камерах сгорания и дожигания отходов происходит процесс утилизации мусора.
• В системе газоочистки опасные выхлопы очищаются от кислотных остатков, твердых частиц, вторичных диоксинов и других опасных веществ.
• Регенерация тепла. Эта опция устанавливается на промышленных печах для сжигания ТБО. С ее помощью в процессе утилизации отходов можно продуцировать горячую воду, пар или электрическую энергию для потребностей производства.

Купить печь для сжигания мусора. Цена и главные преимущества оборудования

Использование оборудования для термической утилизации твердых бытовых отходов имеет ряд неоспоримых преимуществ перед другими видами уничтожения мусора. В первую очередь работа с такими установками не требует особых умений и навыков, а также специального обучения работников предприятия. Процесс утилизации происходит автоматически, от сотрудников требуется всего лишь загружать в камеру утилизатора отходы и выгружать из нее стерильный пепел по завершению обработки мусора.

Стоимость оборудования — доступна каждому покупателю. Более того, данное приобретение еще и очень рентабельное: обслуживание, уход и последующая его эксплуатация не требует больших ресурсных, временных и материальных затрат.

Наша компания занимается разработкой и производством высокотехнического оборудования для утилизации твердых бытовых отходов, а также отходов других видов. Купить печь для сжигания мусора в СПБ и Москве а также любом другом городе России вы сможете на нашем сайте. Обратившись к нам по указанным телефонам, вы получите квалифицированную консультацию и полное содействие в выборе и приобретение нужной установки для вашего производства.

В Германии засомневались в экологичности сжигания мусора

Сжигание мусора может оказаться не столь безобидным методом утилизации отходов, как думали до сих пор. В ФРГ новые данные стали поводом для возобновления дискуссии.

Среднестатистический немец в год выбрасывает около 600 кг бытового мусора — таковы официальные цифры. И хотя согласно европейскому статистическому ведомству Eurostat, Германия является одним из лидеров континента по переработке отходов, а население страны педантично выбрасывает ценное вторсырье в специальные контейнеры, ФРГ продолжает в огромных объемах сжигать мусор — причем, год от года все больше и больше.

Как объяснить это противоречие? Несмотря на то, что 70% бытового мусора в Германии отправляется на пункты переработки, «это вовсе не означает, что его действительно перерабатывают», поясняет Михаэль Йедельхаузер (Michael Jedelhauser) из Немецкого союза охраны природы (NABU). Например, как выясняется, перерабатывают только 16% из доставленных в пункт сбора пластиковых отходов. А остальное, как показывают последние цифры маркетингового института Conversio, отправляют либо за границу, либо на один из мусоросжигательных заводов в Германии. Их в ФРГ — 66, и за весь 2018 год на них было утилизовано путем сжигания более 26 млн тонн отходов. И хотя этот процесс используется в ФРГ для получения тепловой или электрической энергии, эксперты в последнее время начинают сомневаться в экологичности такой модели. Ведь сжигаемый мусор не исчезает полностью.

Шлаки и канцерогены

«Очень часто приходится слышать мнение о том, что сжигание мусора представляет собой экологичную технологию, не оставляющую после своего применения побочных отходов, — рассказывает в интервью DW Томас Фишер (Thomas Fischer) из экологической организации Deutsche Umwelthilfe (DUH). — Но это не так!»

Сжигание отходов — не опасно с точки зрения выбросов в атмосферу?

В результате горения выделяются канцерогенные вещества — диоксины и фураны, а по итогам процесса утилизации остаются токсичные для окружающей среды и человека шлаки. Ряд экспертов видят в этих веществах один из факторов, вызывающих у людей онкологические заболевания, заболевания дыхательных путей, нервной системы, а также наследственные заболевания.

Экологичное сжигание мусора?

Но эти опасения разделяют далеко не все специалисты. «Сжигание отходов при наличии современного оборудования не представляет опасности с точки зрения выбросов в атмосферу, — говорит Хеннинг Фриге (Henning Friege), эксперт по экологии и химик по образованию. — Технический прогресс к середине 1990-х годов полностью решил проблему воздействия сжигания мусора на здоровье человека».

Действительно, современные технологии фильтрации позволяют до минимума снизить вредные выбросы. Как указывает объединение мусоросжигающих предприятий Германии (ITAD), сжигание отходов является сегодня «безопасным, чистым и экологичным». В качестве основного аргумента в профильном объединении указывают на использование горения для производства электроэнергии или теплоснабжения: например, в 2018 году таким способом был произведен объем электроэнергии, сравнимый с мощностью угольной электростанции средних размеров. Более того: согласно исследованиям государственного Агентства по охране окружающей среды США, по объемам выброса в атмосферу углекислого газа получение электричества путем сжигания мусора более экологично, чем использование для этой цели угля или нефти — и уступает оно только газовым электростанциям.

Сжигание мусора: не только дым

Но это не успокаивает противников сжигания мусора. Помимо выбросов в атмосферу, они указывают и на прочие побочные продукты процесса. Так, ежегодно только в Германии из фильтровальных установок мусоросжигательных заводов приходится изымать около 350 тысяч тонн ядовитой пыли, растворять в солевом растворе и с соблюдением строжайших мер безопасности траспортировать в одну из шахт в Тюрингии для захоронения.

Шлакоблоки используются в Германии при строительстве дорог вместо щебня

Кроме того, по окончании процесса сжигания в Германии каждый год остается около 5 млн тонн шлаков, часть которых идет на производство шлакоблоков, используемых для строительства дорог и шумоподавляющих заграждений. В ФРГ это практикуется — в отличие, например, от Швейцарии, где подобное применение шлака категорически запрещено. На этот факт указывает в интервью DW Райнер Бунге (Rainer Bunge), эксперт по возобновляемым источникам энергии и охране окружающей среды из Технического института швейцарского города Рапперсвиль.

Что делать со шлаками?

По словам эксперта, хотя в процессе обработки основную часть вредных веществ из шлаков удается удалить, определенная их часть — например, тяжелые металлы — остается. И есть риск — «пусть и небольшой», по словам Бунге — что рано или поздно эти металлы окажутся в окружающей среде. Поэтому в Швейцарии, где тоже сжигают мусор, шлак хранят на особых свалках — при том, что доля предварительно извлекаемых из шлака металлов примерно на треть превышает действующие в Германии стандарты. «Такое хранение шлака обходится нам недешево, но экологическая целесообразность налицо — особенно по сравнению с неконтролируемым использованием шлака в дорожном строительстве», — говорит эксперт.

В ФРГ использование шлаков запрещено лишь в водоохранных зонах. И в целом большинство экспертов в стране на данный момент уверено в безопасности сжигания мусора для окружающей среды — при условии использования современного оборудования, конечно. Так, согласно планам германского министерства охраны окружающей среды, хотя к 2022 году доля перерабатываемых пластиковых отходов должна вырасти в ФРГ до 63%, сжигание мусора и использование шлакоблоков также продолжится.

Как отказаться от пластика в быту

Найти альтернативу пластику

Пластиковый мусор — бич нашего времени. Он захламил и сушу, и мировой океан. Все это заставляет людей искать альтернативы пластику. Многие компании постепенно выводят из обращения изделия из него. В планах Европейского союза — запрет пластиковых одноразовых тарелок, вилок, ножей, соломинок для напитков. Подборка DW – о том, какую лепту в решение глобальной проблемы может внести каждый из нас.

Как отказаться от пластика в быту

Для тех, кому лень готовить

Услуга «еда навынос» появилась в 1970-х годы в США и быстро обрела популярность во всем мире. Как это удобно: зашел после работы в закусочную быстрого питания, купил горячее блюдо в герметичной пластиковой упаковке и дома, уютно устроившись перед телевизором, насладился его вкусом и ароматом. Или заказал еду на дом. Совет DW: если вам лень готовить, лучше сходите с друзьями в кафе.

Как отказаться от пластика в быту

Беда спортивной одежды

Один из источников загрязнения мирового океана — стирка. Микроскопические частицы пластика, выделяемые во время нее, попадают через канализационные трубы в экосистему. Серьезный загрязнитель окружающей среды – спортивная одежда, которую, как правило, делают из полиэстера, нейлона, других искусственных тканей. Совет DW: покупайте одежду из экологичных натуральных материалов.

Как отказаться от пластика в быту

Экологичная стирка

Есть и альтернатива. Для стирки вещей из нежных тканей часто используется специальный мешок. Одна берлинская фирма разработала мешок, не только предохраняющий такую одежду от повреждений, но и отфильтровывающий частицы пластика из синтетических тканей. Как утверждает производитель, они остаются в мешке, и после стирки их можно утилизировать. Совет DW: присмотритесь к подобного рода изделиям!

Как отказаться от пластика в быту

Правильная зубная щетка

Зубная щетка — кладезь микробов и бактерий. Стоматологи рекомендуют каждые три месяца ее менять. Так-то оно так, но следуя этому совету, мы вносим существенный вклад в общий объем пластикового мусора, ведь зубные щетки обычно делают из пластмассы. Совет DW: при покупке зубной щетки отдавайте предпочтение изделиям с деревянным или бамбуковым корпусом и натуральной щетиной.

Как отказаться от пластика в быту

Для чистки ушных раковин

Срок службы ватных палочек с пластмассовым стержнем, используемых для чистки ушных раковин, значительно короче, чем у зубных щеток: они предназначены для одноразового использования. Надо ли говорить о том, что такая продукция только увеличивает объем пластикового мусора на Земле. Совет DW: замените пластиковые палочки на бумажные или бамбуковые.

Как отказаться от пластика в быту

Выбирая косметику

Микрочастицы пластика содержатся во многих средствах по уходу за лицом и телом — кремах, шампунях, зубных пастах, гелях для душа. Вместе с водопроводной водой они попадают в реки, моря и океаны, где от отравляют рыб и животных. Совет DW: при выборе косметики обращайте внимание на ее состав и следите, чтобы в него не входили полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), полиэтилентерефталат (ПЭТФ).

Как отказаться от пластика в быту

Еще одна причина отказаться от автомобиля

Ни один автомобиль не может обойтись без покрышек. Это знает каждый. Но не все задумываются о том, как загрязняет экологию токсичная резина. В Германии, например, где автомобилестроение занимает одно из ведущих мест в экономике, изношенные автошины — главный источник микропластика. В ФРГ на свалку отправляют около 120 тысяч автопокрышек в год. Совет DW: больше ходите пешком!

Как отказаться от пластика в быту

Альтернатива пластиковой посуде

Одноразовая пластиковая посуда широко используется и на семейных пикниках, и на массовых праздниках. Понятно, что в целях безопасности стеклянная посуда, скажем, на рок-фестивалях запрещена. Но альтернативу пластику найти можно. Совет DW: покупайте посуду из прессованного картона или используйте деревянную. И хотя бы во время домашних выездов на природу используйте не одноразовую.

Как отказаться от пластика в быту

Эксперимент с форматом «кофе с собой»

В Германии постепенно выводят из обращения пластиковые стаканчики, заменяя их на плотные бумажные. В некоторых кофейнях в качестве теста даже предлагают «кофе с собой» в керамических чашках многократного использования за минимальный залог. Тем не менее, немцы, по данным защитников природы, пока еще каждый час покупают около 320 тысяч пластиковых стаканчиков с кофе.

Как отказаться от пластика в быту

Съедобные шарики вместо пластиковой бутылки

Принципиально новая альтернатива пластиковым бутылкам для воды – разработанная в Лондоне емкость в виде съедобной разлагаемой шарообразной капсулы. Внешняя мембрана био-упаковки Ooho сделана из экстракта морских водорослей. Ее создатели надеются, что благодаря появлению на рынке этого продукта объем загрязнения окружающей среды заметно снизится.

Плазменная переработка мусора: плюсы и минусы

Развитие технологий во всем мире и в том числе в России, оказывает значительное влияние на улучшение качества жизни человека. Но, одновременно с этим, приходит новая степень ответственности, а конкретно – разумная утилизация отходов, которых с каждым годом становится все больше. Ежегодный прирост твердых отходов во всем мире составляет примерно 3%, что, по мнению ученых, составляет приблизительно 60 млн.тонн в год.

Такой привычный всем способ как захоронение ТКО и отходов производств на мусорных полигонах, уже давно изжил себя. Кроме этого, не стоит забывать про неэкологичность данного способа и вредное влияние на грунт, воду и атмосферу.

Учитывая катастрофический рост объемов отходов, необходимо искать новые пути как утилизировать мусор с минимальным вредом для окружающей среды. И сегодня этот путь – плазменная переработка мусора, об особенностях которой мы поговорим далее в нашем материале.

Плазменная газификация — экскурс в историю

Прежде чем мир увидел возможность утилизировать ТКО при помощи плазменной газификации, на территории многих европейский стран, США и России использовался метод инсинерации или попросту — сжигания мусора.

Как показала многолетняя практика, инсинерация далеко не такой безобидный способ избавления от мусорных завалов, как может показаться на первый взгляд. Несмотря на всевозможные системы фильтрации мусоросжигающих заводов, в атмосферу продолжают поступать опасные для жизни и здоровья человека соединения, такие как диоксины, фураны и другие. Кроме этого, шлак и зольный остаток, получаемые в ходе сжигания, также токсичны и требуют дальнейшей утилизации.

Появление новых проблем требует поиска новых решений, поэтому в ходе совместной работы российских, украинских и израильских ученых, был создан метод плазменной газификации.

Родилась идея в стенах Института атомной энергии имени Курчатова, но первая установка по плазменной переработке была открыта в 2010 году, на территории Израиля, неподалеку от города Кармиэль.

Сегодня установки плазменной переработки мусора успешно работают во многих странах мира, позволяя практически безопасно утилизировать все категории твердых отходов.

Принцип работы плазменной установки

Принцип работы плазменной установки заключается в воздействии на отходы экстремально высоких температур не ниже 1200°С, при изолировании кислорода, создании оптимального давления и обработки массы отходов потоком низкотемпературной плазмы.

Строгое соблюдение температурных режимов позволяет избегать появления в процессе утилизации в синтез-газе жидкой фракции, смолы, которая образовывается при обработке отходов на температурах ниже.

Кроме этого, применение экстремально высоких температур позволяет достигать показателей полного разрушения токсичных или сложноразлагаемых составляющих отходов, а также исключать синтез особо токсичных веществ.

Плазменная установка состоит из таких узлов:

• шахты загрузки,
• реактора-газификатора,
• генератора плазмы, к которому подключены системы питания,
• дожигателя,
• системы охлаждения,
• системы очистки газа.

Принцип работы завода плазменной газификации можно описать следующим образом:

1. В шахту загрузки помещаются отходы. Подача производится через герметичный шлюз накопления, скорость и объем поступления отходов регулируются.
2. В реакторе происходит подача воздуха и водяного пара, после чего смесь подлежит обработке потоком низкотемпературной плазмы.
3. Поступление сигаза с нижней части камеры реактора, осуществляется непрерывно.
4. Полученный синтез-газ, далее может быть отправлен на сжигание в газовую котельную установки, либо в квенчер и после подвергнуться очистке и фильтрации.
5. После очистки, синтез-газ отправляется в компрессор, далее происходит отделение влаги, фильтрация и поступление в газовую турбину.
6. Зольный остаток и некоторые несгораемые элементы поступают на дно резервуара с водой, где происходит остывание шлака и последующее его извлечение.

Для непрерывной работы завода плазменной газификации необходимо постоянное поддержание струи плазмы, а также периодическое поступление воздушно-паровой смеси и контроль уровня отходов в реакторе, по мере преобразования их в синтез-газ.

Преимущества и недостатки плазменной газификации

Сравнивая метод плазменной газификации с другими технологиями переработки отходов, стоит выделить основные преимущества первой, к ним относятся:

• Процесс переработки осуществляется при экстремально высоких температурах — более 1200°С, в связи с чем происходит разложение органических и неорганических отходов, без выделения в атмосферу токсичных опасных диоксинов и фуранов. Выделение опасных веществ минимально, благодаря воздействию плазменных потоков и специальной конструкции реакторов.
• Плазменная газификация на данный момент единственная технология, при помощи которой становится возможным максимально утилизировать отходы с примесей, а также отходы, которые относятся к категории опасных (ртуть, кадмий, свинец, ксенон, циан).
• Метод плазменной газификации, в отличи от других, не требует тщательной сортировки мусора с разделением на фракции перед утилизацией. Единственный процесс который отходы должны пройти, это предварительное выделение из общей массы камней, кирпичей и металлических составляющих.
• В процессе утилизации не происходит выщелачивание, благодаря тому что отходы прежде чем попасть в реактор, сушатся и измельчаются.
• Плазменная переработка представляет собой закрытый процесс, без необходимости складирования отходов. Поступающий мусор сразу отправляется на утилизацию, а не хранится дожидаясь своего времени.
• Плазменная переработка мусора — это двойная выгода, так как происходит безопасное уничтожение отходов, а полученную энергию возможно использовать не только для работы станции, но также для нужд населения.
• В результате утилизации, из отходов получают твердый остаток. Объем полученного шлака составляет примерно десятую часть от изначального количества мусора. Данный материал возможно использовать в строительстве, так как он экологически безопасен и обладает необходимой прочностью.
• Для работы предприятия нет необходимости набирать большой штат сотрудников.
• Благодаря тому, что в данном методе нет необходимости обработки и выщелачивания отходов, мусор не хранится в ожидании своего часа, есть возможность значительно сократить площадь земли, которая занимает оборудование по переработке, по сравнению с другими технологиями.
• Несмотря на сложность метода, плазменная установка не занимает много места.

Кроме массы преимуществ, технология газификации имеет несколько недостатков, о которых также стоит упомянуть.

• Работа плазменного генератора требует достаточно много затрат на электроэнергию. Но, учитывая что установка может обеспечивать этой энергией себя самостоятельно, данный пункт сложно признать недостатком.
• С целью лучшей газификации можно измельчать отходы до размеров менее 100 мм до того как они поступят в распределитель. Данная рекомендация не является обязательным условием работы установки.
• Применение данного метода предполагает полное уничтожение той категории мусора, которую возможно использовать в качестве вторичного сырья. Ситуацию можно решить, при организации на территории страны раздельного сбора ТКО на бытовом уровне. Это позволит максимально использовать полезные вторичные ресурсы для переработки, и полностью утилизировать опасные или неперерабатываемые отходы, производя из них энергию.
• Затраты на приобретение оборудования и его работу выше, чем при остальных методах утилизации мусора, поэтому и срок, когда оно окупится, будет дольше. Опыт работы таких установок позволяет прогнозировать примерный срок, через сколько окупится их приобретение и он составляет примерно 4 года.

Как видно, преимуществ у данного метода существенно больше, чем недостатков. Хочется верить, что на территории Российской Федерации плазменная переработка отходов вскоре станет привычным и обыденным делом, позволяющим не только эффективно и безопасно избавляться от гор мусора, но также производить из ТКО энергию, топливный газ и полезный в строительстве зольный остаток.

01 ноября 2021 Как происходит переработка мусора