Выдержки из Технологического регламента, исходных данных и рекомендаций для проектирования завода-модуля по термохимической переработке муниципальных отходов. 1 часть
Технологический регламент разработан в качестве примера для проектирования заводов по термохимической переработке муниципальных отходов. При проектировании разных объектов в связи с непостоянством состава муниципального мусора необходимо уточнять конкретный состав исходных отходов, характерный для данной местности. Технология строится по модульной схеме, что позволяет гибко приспосабливаться к различному объему перерабатываемых отходов и изменениям их состава. Предлагаемый завод является автономной технологической линией (модулем), из которой предполагается строить заводы любой мощности. Модульная схема позволяет развивать мусороперерабатывающее производство поэтапно и использовать оборудование разных компаний для комплектации производства. На начальном этапе запуска технологического процесса используется привозное жидкое топливо, например, мазут, а затем после остановок на ремонт и санитарную обработку - ранее наработанное жидкое топливо.
Регламент является интеллектуальной собственностью автора и не подлежит передаче и использованию без его разрешения третьим лицам. Запрещается копирование или тиражирование документа целиком или частично без ссылки на настоящий Регламент.
Цель настоящей публикации – поиск компаний или частных лиц, способных финансировать строительство завода по предлагаемой технологии. В случае необходимости, автор может выступить в качестве консультанта при проектировании, монтаже оборудования и наладке технологических процессов завода.
Для общего ознакомления с содержанием Регламента ниже приведены краткие выдержки из его нескольких разделов.
Предисловие.
Технологический регламент для проектирования завода-модуля по термохимической переработке муниципальных отходов разработан на основании U.S. Patents No. 8739708 Method and plant for processing contaminated waste (2014), No.7611576 Method and plant for processing waste (2009), No. 6202577 Method and apparatus for treating refuse (2001) и A.с. СССР No. 982757 Установка для получения диоксида углерода из дымовых газов (1982), которые описывают различные варианты технологических схем заводов, разработанные автором в течение 20 лет (1998 - 2018). В настоящем Регламенте используются наиболее оптимальные и экономически целесообразные технические решения из указанных патентов, использованы также многочисленные литературные данные о работе промышленных установок и результаты исследований ряда научно-исследовательских, проектно-конструкторских и пуско-наладочных организаций. Автор благодарен инженеру химику-технологу А. Н. Богуславскому за участие в начальной стадии обсуждения литературных источников и возможного варианта технологического процесса.
Технологический регламент включает разработку технологической схемы производства, расчет материального, теплового, водного и воздушного балансов завода, расчеты отдельных стадий технологического процесса и выбор оборудования для получения жидкого топлива и сопутствующих вторичных продуктов, стадии утилизации вторичного тепла и водный режим завода. Составлена спецификация и указаны заводы-изготовители применяемого оборудования, даны рекомендации по использованию вторичных продуктов, получаемых при переработке отходов. Определены расходы топлива, электроэнергии, воды, сырья, вспомогательных материалов и основные технико–экономические показатели технологического процесса завода, показана экологическая безопасность процесса термохимической переработки муниципальных отходов.
Технологический регламент содержит 447 страниц основного текста, 4 страницы приложения, 5 чертежей, 122 таблицы, спецификацию основного оборудования завода, включающую 145 позиций и список литературы из 649 наименований.
Аннотация.
Впервые в мировой практике предлагается создание предприятия на основе новой высокоэффективной, топливопроизводящей и экологически чистой технологии переработки отходов, включающих твердые муниципальные отходы любого морфологического состава, а также указанные отходы совместно с нефтепромышленными отходами (нефтешламами, кислыми гудронами и т.п.), загрязнённой ядохимикатами и нефтепродуктами землей, электротехническим, электронным и кабельным скрапом, отработанными шинами, всеми видами пластмасс, иловыми осадками предприятий по очистке городских сточных вод, загрязнёнными донными отложениями водоемов, отходами птицеводства, биологически загрязнёнными отходами госпиталей, содержимым скотомогильников, свалок (полигонов отходов) и т.п.
Технология запатентована, основана на термохимической переработке отходов и базируется на хорошо известных и многократно проверенных в промышленности методах, хотя целиком нигде в мировой практике до настоящего времени не осуществлена. По существу разработана новая технологическая цепочка из старых хорошо известных звеньев, что позволяет приступить непосредственно к проектированию и строительству завода и отличается тем, что:
- позволяет эффективно перерабатывать отходы любой влажности, в том числе и смерзшиеся;
- не требует предварительной сортировки отходов на сортировочных комплексах с применением ручного труда, используются только сепараторы для выделения стекла, черных, цветных и благородных металлов;
- технологическая схема цеха подготовки сырья к производству обеспечивает многоступенчатое использование загрязненного воздуха из помещения и из технологического оборудования с последующим нагревом за счет сухого охлаждения шлака и дутьем в топку, что наряду с экономией топлива обеспечивает комфортные условия труда обслуживающему персоналу и охрану окружающей среды от загрязнения (запахов);
- производит топливо, которое в связи с глубокой утилизацией тепла в производственных процессах с избытком обеспечивает собственные нужды завода, что позволяет отказаться от использования топлива от посторонних источников и обеспечивает выход жидкого топлива (пиролизной смолы) на рынок (при принятом в расчете морфологическом составе отходов – 163 кг/т.мусора.В случае увеличения в исходных отходах отработанных шин и пластмасс выход топлива значительно увеличивается). Пиролизная смола, отправляемая на тепловые электростанции, промышленные и районные отопительные котельные в качестве добавок к нефтяному топливу, экономит нефтяное топливо, улучшает состояние окружающей среды. Предусмотрена возможность выработки бензина и печного топлива, которые соответствуют всем требованиям стандарта и могут быть использованы в соответствующем топливосжигающем оборудовании, что особенно важно для стран, испытывающих дефицит в топливе;
- возможна выработка электроэнергии непосредственно на заводе из всего полученного товарного топлива, например, на дизель-генераторной или газо-турбинной установках. При этом полностью обеспечиваются собственные нужды, что позволяет отказаться от использования электроэнергии от посторонних источников и обеспечивается дополнительно отпуск электроэнергии на рынок в районные электрические сети (при принятом в расчете морфологическом составе отходов - 244 квт*ч/т.мусора). При этом себестоимость электроэнергии, выработанной на произведенном на заводе собственном топливе, будет на 60% ниже себестоимости электроэнергии на тепловых электростанциях (ТЭС);
- производит разнообразные товарные экологически чистые вторичные продукты: лом черных и цветных металлов, стеклобой и/или тонкодисперсный порошок стекла, сухой хлористый кальций, жидкую углекислоту, концентрат цветных и благородных металлов из электронного, электротехического и кабельного скрапа, шлак и/или шлакобетонные изделия, очищенные от тяжелых металлов, стекла и серы;
- исключает захоронение активированного угля с сорбированными в нем тяжелыми металлами и, соответственно, высвобождает землю и исключает расходы на содержание специального полигона. Такое решение осуществляется в зависимости от местных условий путем отправки отработанного угля: 1) в качестве товарного продукта на предприятия цветной металлургии, работающие с полиметаллическими рудами, где используется как дорогая добавка к шихте, или 2) в компанию, занимающуюся выпуском активированных углей и сервисным обслуживанием установок для очистки различных сред этими углями, для их регенерации и повторного многократного использования;
- выделенный из отходов электроники концентрат цветных и благородных металлов, очищенный от неметаллической фракции (пластмасса, дерево, текстолит, органические смолы, резина, и т. п.) обеспечивает в процессе последующей плавки на аффинажном заводе минимальное количество загрязняющих выбросов в атмосферу. Неметаллическая фракция подается в печь пиролиза, что обеспечивает дополнительный выход топлива непосредственно на заводе;
- сокращает производственный цикл, повышает физико–механические показатели шлакобетонных изделий, обеспечивает получение морозостойких изделий высокого качества за счет мягкого режима термовлажностной обработки влажными низкотемпературными дымовыми газами после сушилок хлористого кальция;
- расход водного раствора технического моноэтаноламина на восполнение естественных потерь в процессе производства углекислоты снижен на 60-70% по сравнению с действующими установками;
- схема водоснабжения завода предусматривает полную переработку полученного раствора хлористого кальция, что исключает его сброс в пруды-накопители или канализацию, обеспечивает охрану окружающей среды от загрязнения;
- полностью отсутствуют производственные сточные воды и твердые отходы, т.е. не требуется строительство очистных сооружений для жидких и полигона для твердых отходов;
- нет потребления технической воды от посторонних источников и, соответственно, нарушения водного баланса окружающей среды. Вся вода для производственных нужд завода образуется в ходе технологического процесса по переработке муниципальных отходов, что особенно важно для жарких и засушливых районов с дефицитом воды;
- вода питьевого качества из городской водопроводной сети используется только на горячее водоснабжение, душевые, умывальники, туалеты, заводскую прачечную и столовую;
- отходом производства являются только дымовые газы, состав которых полностью соответствует всем требованиям норм экологической безопасности, что достигается непосредственно в ходе технологических процессов переработки отходов и получения товарных продуктов без установки какого-либо дополнительного очистного оборудования. По сравнению с традиционными методами сжигания топлива в промышленных котельных и печах предлагаемая технология:
а) не производит хлорорганические соединения: полихлорированные диоксины, фураны и бифенилы и, соответственно, исключает их выброс в окружающую среду, что гораздо проще, чем связывать молекулярный хлор в дымовых газах, тем более разрушать диоксины;
b) полностью (100%) исключает выброс ртути и на 90% соединений других тяжёлых металлов, в том числе и радиоактивных, в окружающую среду;
c) исключает выброс угарного газа, оксидов серы, фенола, органических легко летучих и дурно пахнущих веществ в окружающую среду;
d) снижает выброс окислов азота на 50%, бенз(а)пирена в 7-10 раз, пыли хлористого кальция на 99,9% и парниковых газов - диоксида углерода на 36,4%, метана на 100% в окружающую среду;
- использует серийное, легко доступное оборудование, все процессы непрерывны и полностью автоматизированы;
- для строительства зданий завода рекомендуется использовать технологию металлокаркасного строительства с применением сэндвич-панелей, которая характеризуется низкими затратами и сокращенными сроками возведения. Площадь, занимаемая заводом-модулем - 5000 м2;
- мощность предприятия может меняться в широких пределах, поскольку производство состоит из отдельных автономных технологических линий (модулей). В зависимости от местных условий возможно строительство заводов малой производительности (мини-заводов), количество и географическое расположение которых для данной местности определяется технико-экономическим расчетом. Это сократит дальниe пeрeвозки отходов грузовиками и тяжeлыми трeйлeрами и, соответственно, снизит расходы и дополнитeльную нагрузку на экологичeскую обстановку, свойствeнную транспортным срeдствам;
- возможна автономная работа завода, например, в отдаленных районах на старых полигонах твердых бытовых отходов, поскольку технология позволяет полностью обеспечить собственные нужды завода в топливе, технической воде и электроэнергии при полном отсутствии производственных сточных вод и твердых отходов, что приведет к прекращению сброса в атмосферу свалочных газов (в первую очередь метана и углекислого газа), а также обеспечит возможность рекультивации и оздоровления значительных территорий.
- обеспечивает переработку мусора средне-статистического населенного пункта США численностью в 112000 человек (в Израиле - 126000, Австралии – 137000, Германии - 142000, Италии - 154500, России - 191000, Японии - 207000, Бразилии - 218000, Казахстане - 266000 и Украине – 283000 человек). При этом мощность предприятия и, соответственно, численность обслуживаемого населения может меняться в широких пределах, поскольку производство состоит из отдельных автономных технологических линий (модулей).
Предлагаемая технология только за счет выпускаемой экологически чистой продукции самоокупаема и даже без оценки предотвращенного экологического ущерба окружающей среде при ожидаемой стоимости завода-модуля производительностью 10 т/час (85000 т/год) $ 5 575 000 обеспечивает чрезвычайно быстрый возврат инвестиций – 7 месяцев, а при бесплатном приеме на переработку муниципальных отходов – 10 месяцев, т. е. менее года. При этом также не учтена экономическая эффективность от возможного использования горячей воды, которую можно дополнительно получить в результате глубокой утилизации тепла не содержащих кислые компоненты уходящих дымовых газов завода для, например, подпочвенного подогрева земли в теплицах и оранжереях, подогрева воды в искусственных водоемах для круглогодичного разведения рыб, горячего водоснабжения жилых районов города или поселка и т. д. Значительный экономический и экологический интерес представляет также строительство станции мойки мусоровозов, обслуживающих завод, с возвратом загрязненной теплой воды обратно в производство. Однако осуществление указанных дополнительных мероприятий зависит от конкретных местных условий и на данном этапе в настоящем Регламенте не рассматриваются, показана только возможность их использования.
Оглавление.
Предисловие………………………………………………………… .…………… ...........................3
Оглавление……………………………………………………………………...................................4
Перечень чертежей............................................................................8 Условные обозначения...........................................................................8 Аннотация …………………………………………………………………………. ..........................9
1.Некоторые предпосылки к разработке процесса пиролиза муниципальныотходов..............14 1.1.Особенности пиролиза муниципальных отходов...................................................14 1.2. Пиролиз целлюлозы…………………………….…………….....…………….........................15
1.3.Пиролиз резины…………………………………………….………………...…......................16
1.4.Пиролиз полимеров…………………………………….……………………….......................16
1.5.Пиролиз кожи и пищевых отходов…………………………………………….....................16
1.6. Характеристика известкового камня……………………………………….........................17
1.7.Диоксин..........................................................17
1.8.Тяжелые металлы..............................................................19
Список литературы…………………………………………...........................................21
2. Технология термохимической переработки муниципальных отходов………........................22
2.1. Организация раздельного сбора и стоимость утилизации твердых
бытовых отходов (опыт США).......................... 22
2.2. Выбор оптимального варианта технологии пиролиза для переработки твердых
бытовых отходов..............................................................26
2.3.Краткое описание технологии………………………………………………….......................33
2.4. Переработка отходов пластмасс.......................................................34
2.5.Очередность строительства завода..........................................................36
2.6.Режим работы завода...........................................................37
2.7.Продукты, полученные при переработке муниципальных отходов,
и рекомендации по их использованию...............38
Список литературы…………………………………………….....................................41 2.8.Технологическая схема завода по переработке муниципальных отходов.........................45
2.8.1.Технологическая схема цеха подготовки сырья к производству завода по
переработке муниципальных отходов......................................................45
2.8.2.Технологическая схема основного производства завода по переработке
муниципальных отходов.......................................................51
3.Материальный баланс стадии пиролиза муниципальных отходов………….........................70
Список литературы…………………………………………………….….......................82
4.Описание, расчет и выбор оборудования отдельных стадий
технологического процесса........................85
4.1.Подготовка сырья к производству.....................85
Список литературы.......................................117
4.2.Предварительная сушка перерабатываемых отходов и конденсация
выпара сушилки.....................120
Список литературы......................................135
4.3.Пиролиз перерабатываемых отходов.…………………………..136
4.3.1.Тепловой баланс стадии пиролиза.....................145
4.3.2. Основное оборудование стадии пиролиза....................146
4.3.2.1.Техническая характеристика печи пиролиза (вариант с неоребренной
наружной поверхностью вращающегося барабана).............................151
4.3.2.2.Техническая характеристика печи пиролиза (вариант с оребренной
наружной поверхностью вращающегося барабана).............................152
Список литературы.................................156
4.4.Стадия очистки и конденсации газов пиролиза..............................................157
4.5.Cтадия отдувки органических продуктов из жидкостей, образующихся в
процессе производства....................................181
Список литературы................................................185
4.6.Cтадия промывки и центрифугирования твёрдых продуктов пиролиза............................187
4.6.1.Исходные данные для разработки и согласования технического задания
на изготовление наклонного двухшнекового экстрактора...................................193
4.6.2.Рекомендуемые режимные параметры процесса очистки твёрдых остатков
пиролиза от тяжёлых металлов и хлористого кальция.......................................195
4.6.3.Параметры потоков на входе и выходе из экстрактора и центрифуги...........................198
4.6.4.Основное оборудование стадии промывки и центрифугирования
твёрдых продуктов пиролиза..........................................201
4.7.Стадия выделения тяжёлых металлов.........................209
Список литературы...........................................223
4.8.Топка...................................................228
4.8.1.Тепловой баланс топки........................................................229
4.8.2.Основное оборудование топки...........................241
Список литературы...........................................253
4.9.Стадия охлаждения шлака..............................256
Список литературы...........................................264
4.10.Утилизация тепла уходящих дымовых газов завода....................266
Список литературы..........................................280
5.Стадия получения вторичных продуктов производства........................................283
5.1. Производство сухого хлористого кальция..............................283
5.1.1.Тепловой баланс процесса сушки хлористого кальция..............................286
5.1.2.Основное оборудование стадии производства сухого хлористого кальция...................287
Список литературы...........................................298
5.2.Производство жидкой углекислоты.........................301
5.2.1.Основное оборудование стадии производства жидкой углекислоты.............................303
Список литературы...........................................311
5.3.Производство шлакобетонных изделий..................................313
5.3.1.Основное оборудование стадии производства шлакобетонных изделий....................319
Список литературы............................................337
5.4.Система оборотного водоснабжения градирни.................................340
Список литературы............................................345
5.5.Переработка электронных, электротехнических и кабельных отходов.............346
Список литературы........................................360
6.Дымовая труба..........................................362
Список литературы.......................................366
7.Тепловой баланс завода................................367
Список литературы.......................................368
8.Спецификация основного оборудования завода - модуля по переработке
муниципальных отходов.......................371
9.Электрическая мощность, потребляемая заводом. Основное оборудование
электроснабжения потребителей завода.............402
Список литературы........................................413
10.Экологическая оценка безопасности процесса термохимической
переработки муниципальных отходов.................415
Список литературы........................................429
11.Выход выпускаемой товарной продукции. Расход сырья и
вспомогательных материалов......................433
12. Основные технико–экономические показатели технологического процесса
завода по термохимической переработке муниципальных отходов..........436
12.1.Стоимость выполняемых услуг и произведенных товарных продуктов.........................437
12.2.Основные показатели эксплуатационных расходов завода..........................438
13.Заключение…...................................443
Список литературы...............................445
14. Приложение.................................448
2.1. Организация раздельного сбора и стоимость утилизации твердых бытовых отходов (опыт США).
Анализ опыта последних десятилетий XX и начала XXI века в области сбора и утилизации твёрдых бытовых отходов США показал, что перед переработкой отходы должны быть собраны, рассортированы и направлены на заводы по переработке во вторичные материалы, которые наряду с естественными природными ресурсами должны вновь поступать в производственный цикл. Цель раздельного сбора ТБО заключается в том, чтобы уменьшить количество бытовых отходов, которые могут быть сброшены на свалку или сожжены на мусоросжигательных заводах, а также уменьшить вредное воздействие отходов на окружающую среду. При этом, однако, сжигание оставшейся части отходов на мусоросжигательных заводах с целью получения вторичной электроэнергии, экономии существенных объёмов традиционного топлива и быстрого уничтожения отходов требует высоких капитальных затрат, оснащения сложной и дорогостоящей (до 50 %-ной стоимости завода) системой очистки выбросов, нейтрализации и утилизации токсичных золы и шлака (1). Мусоросжигательные заводы начали строить в 1970-х годах, когда еще не было известно какой экологический ущерб они могут причинить: недостаточная конверсия сырья, образование значительных объемов дымовых газов, содержащих «букет» канцерогенов (диоксины, фураны, бензапирены и т.п. кислородсодержащие конденсированные молекулы), а также высокие удельные затраты на переработку, ограничили возможность дальнейшего распространения этого метода (17). После резкого роста онкологической заболеваемости и проведения исследований, доказавших связь между раком и выбросами МСЗ, процент сжигания начали снижать: в США из 150 МСЗ сегодня осталось около 70 (2). Более того, в ряде стран применение мусоросжигания было в конце прошлого столетия запрещено законодательно (17). В то же время опыт США показывает, что раздельный сбор отходов целесообразно организовывать только для тех материалов, для которых уже решены вопросы использования их в качестве вторичного сырья, т.е. имеется рынок сбыта. Так, многие виды твёрдых бытовых отходов во второй половине 90-х годов уже перестали быть «мусором», они стали ценными товарами, представляющими важный сегмент сегодняшнего американского рынка товаров. Переработка этих материалов приносит США как экономический эффект, заключающийся в создании дополнительных рабочих мест и добавленной стоимости, образующихся в отраслях, производящих продукцию из вторичных материалов, так и экологической составляющей, в основном, в сохранении природных ресурсов страны (1). Однако, в настоящее время отрасль сталкивается с двойной угрозой: стоимость восстановленных отходов за последние пять лет резко упала, а объем усилий, необходимых для извлечение их возрос (3). В исследовании Роб Тейлора, проведенном в рамках программы государственной переработки в Департаменте по качеству окружающей среды Северной Каролины, было установлено, что средняя рыночная стоимость тонны смешанных материалов, подлежащих вторичной переработке, прибывающих на объект восстановления в штате, упала с чуть более 180 долл. США в начале 2011 года до менее чем $ 80 в конце 2015 года. Эта ценность с тех пор немного восстановилась, по словам Тейлора, чуть более 100 долларов, но она все еще оставляет отрасль изо всех сил пытаться извлечь прибыль из миллионов тонн перерабатываемого материала, который американцы выбрасывают каждый год. "Существует множество причин для снижения цен на рынке переработки, начиная от глобальной торговой политики и заканчивая сокращением читателей газет", сказал Дэвид Бидерман, исполнительный директор и генеральный директор Ассоциации твердых отходов Северной Америки. Большая часть американских отходов отправлялась за границу, но Китай установил новые ограничения на импортные отходы в 2013 году. Решение китайского правительства запретить импорт смешанного пластикового и смешанного бумажного вторсырья отправило рынки переработки в штопор (4). В других странах также «наблюдается снижение спроса на этот материал, поскольку темпы роста в зарубежных странах выровнялись», - сказал Бидерман. Низкие цены на нефть сделали ее более дешевым сырьем для производства новых пластиковых бутылок, поэтому у производителей нет большой потребности в регенерированном пластике. Кроме того, производители упаковки научились делать бутылки и банки более тонкими, поэтому им не нужно столько сырья. По мере того, как циркуляция для печатных газет резко упала, индустрия рециркуляции потеряла как огромного покупателя для регенерированного бумажного волокна, так и огромный источник поступающих материалов, пригодных для вторичной переработки. По сравнению с перерабатывающей промышленностью «то, что когда-то было ценным товаром пять лет назад, сейчас менее ценно», - сказал Дэвид Бидерман. Это изменение, пожалуй, наиболее драматично для стекла. В большинстве американских городов стеклянная бутылка, которая выбрасывается в корзину, для переработки бесполезна, а если она сломается, осколки могут сделать бумагу или другой материал в смешанной корзине бесполезными для вторичной переработки. «Мы упорно работаем, чтобы держать стекло в системе», сказал Киф Харрисон, генеральный директор Recycling Partnership, некоммерческого предприятия, выражающего приверженность к идее повышения эффективности программ утилизации по всей стране. Но «оно имеет самую минимальную рыночную стоимость, потому что должно конкурировать с песком, из которого производится сырьевое стекло». Некоторые муниципалитеты просто перестали собирать стеклобой в своих программах по рециркуляции. Так, например, Санта-Фе (Калифорния) пересмотрел свою программу утилизации и сообщил, что больше не будет собирать стекло из домашних хозяйств.
Когда города начали осуществлять программы утилизации муниципальных отходов (1980 - 1990 годы), предполагалось, что выручка от восстановленных материалов должна компенсировать затраты на сбор и разделение отходов, но этого не случилось. Кевин Миллер, менеджер по переработке в городе Напа, штат Калифорния, сказал: «мы возвращаем только около 20% расходов на сбор, сортировку и доставку материалов. Но и это не все плохие новости в отрасли. Рост интернет - покупок вызвал взрывной рост объема картонных упаковок, поступающих в поток рециркуляции. В системе больше гофрокартона, чем когда-либо прежде. Гофрокартон является ценным и легко утилизируемым продуктом, но только при условии, если он не загрязнен в мусорном ведре». При этом Кевин Миллер и защитники окружающей среды отмечают, что рециркуляция имеет другие экономические выгоды, такие как сокращение использования и стоимости полигонов, сокращение потребности в захоронении первичных материалов. Однако, бремя оплаты за это приходится на города или жителей, которые платят за “мусорное” обслуживание, потому что США не пошли по пути многих европейских стран, не требуя от производителей взять на себя ответственность за удаление или восстановление их продуктов и упаковки (3). Кроме того, непреднамеренно помогли создать этот беспорядок законодатели штатов, представители природоохранных органов и сторонники рециклинга, которые поддерживали нереалистичные цели переработки, не принимая во внимание необходимость конечных рынков, риск колебаний цен на сырьевые товары и реальность того, что нужно для изменения поведения человека. Слишком много законодателей штатов проголосовали за законы, требующие быстрого осуществления целей рециркуляции без предварительного выяснения того, были ли эти цели достижимыми (4).
Большие надежды возлагались на создание биоразлагаемых пакетов и одноразовой посуды, однако они оказались гораздо вреднее, чем неразлагаемые. Так называемые “биоразлагаемые полимеры” состоят из кукурузного крахмала, полистирола и добавки, которая все это превращает в порошок. Посуду и пакеты из обычного полистирола когда-то можно будет изъять со свалок и переработать. Полистирольную пыль, в которую превращаются "биоразлагаемые" не только невозможно изъять из общей массы мусора, но из-за своих размеров "микропластик способен мигрировать по пищевой цепи и в итоге оказаться в наших тарелках". Кроме того, современные технологии переработки не обладают способностью выделять биоразлагаемые полимеры из общего потока пластика, поступающего на переработку. Это снижает качество вторсырья и может привести к тому, что загрязнённая биоразлагаемыми полимерами партия пластика не сможет быть переработана. При этом экологически чистое сжигание биоразлагаемых материалов также невозможно, поскольку приводит к выделению диоксина (22, 23).
В январе 2018 года Китай запретил импорт отходов и поставки были перенаправлены в Юго-Восточную Азию, которая вскоре была перегружена, что вынудило правительства принять меры. Малайзия объявила о запрете в октябре 2018 года. При этом уточнили, что мусор все еще попадает в страну с ложно задекларированными грузами, но правительство надеется полностью прекратить торговлю к концу 2019 года. Таиланд прекратил выдачу импортных лицензий в 2019 году и введет запрет в 2020 году. Филиппины заявили, что отправляют 69 контейнеров мусора обратно в Канаду. Индонезия ужесточит правила импорта отходов после обнаружения поставок, содержащих токсичные отходы. Индия и Вьетнам также объявили об ограничениях. Поскольку Юго-Восточная Азия перестает принимать материал, компании будут искать что-то еще. Согласно сообщению (60) в настоящее время мусор вывозится в такие страны Африки и Азии как Кения, Сенегал, Гана, Лаос, Турция, Камбоджа и т. д.
Кризис в системах переработки вероятнее всего охватит все высоко развитые странаы мира. Так, например, на складах Мельбурна (Австралия) накопились “горы никому не нужного вторсырья”, которое отправляется на свалки. Компания SKM обанкротилась. Министр охраны окружающей среды заявила: "Отправка вторичного сырья на свалку всегда является крайним средством, но в некоторых случаях это может быть более безопасным вариантом, чем позволять оставлять материалы. Безопасность общества должна быть на первом месте". Однако, абсолютно очевидно, что "завтра от приема мусора откажутся правительства всех стран третьего мира и сортировочные станции захлестнет такой поток вторсырья, который не будут успевать перерабатывать никакие экологические стартапы" (43). Таким образом, это не способ решения проблемы, это перенаправление всей ответственности и всех проблем последующим поколениям. Это временное решение, которое совершенно не согласуется с "долгосрочным посланием для наций: разберитесь с собственным мусором. Но как это сделать? " (42).
Выход из сложившейся ситуации и, соответственно, эффективное решение возникшей проблемы, как мне представляется, возможен только следующим образом. На местах образования и/или на существующих сортировочных комплексах необходимо отбирать только то количество незагрязненного материала, которое необходимо для стабильной работы отрасли переработки вторсырья, включая эффективный сбыт произведенных товаров. Оставшиеся несортированные муниципальные отходы подаются на заводы, технология и аппаратурное оформление которых представлены в настоящем Регламенте для получения жидкого топлива и других сопутствующих товарных экологически чистых вторичных продуктов, сбыт которых всегда обеспечен независмо от ситуации на рынке.
По данным Solid Waste & Landfill Facts (5), чтобы отправить мусор на уничтожение на полигон необходимо уплатить в среднем по стране 50 долларов за тонну, чтобы сжечь - от 65 до 75 долларов. Для обеспечения конкурентоспособности настоящего проекта по сравнению даже с полигоном в расчете основных технико–экономических показателей технологического процесса завода стоимость приемки твердых бытовых отходов на переработку на заводе принята 35 долларов за тонну. При бесплатном приеме муниципальных отходов на переработку проектируемый завод также оказался экономически высоко эффективным.
2.2. Выбор оптимального варианта технологии пиролиза для переработки твердых бытовых отходов.
Ежегодно на планете увеличивается количество бытовых отходов жизнедеятельности человека, до 70% из которых имеет органическую природу. Ужесточаются экологические требования, инициируются различные программы утилизации отходов, но проблемы переработки остаются нерешёнными. Применяемые в настоящее время технологии создают значительные сложности в охране окружающей среды:
1). Введение новых, очень жестких норм на выбросы мусоросжигательных заводов (МСЗ) является ключевым моментом в политике снижения выбросов вредных веществ в окружающую среду. Современные установки по очистке уходящих дымовых газов котельных агрегатов, которые применяются в проектах МСЗ, без сомнения соответствуют этим нормам по всем показателям. Однако, нормы предельно допустимых концентраций (ПДК) не применимымы к таким выбросам как тяжелые металлы и диоксины. Токсичные металлы выбрасываются в форме солей или окислов, то есть в устойчивом виде и могут лежать неопределенное число лет, накапливаясь постепенно и с пылью попадая в организм человека. Диоксины не исчезают из окружающей среды десятилетиями (36). Таким образом, указанные вредные вещества, обладающие эффектом суммации, будут накапливаться и наносить непоправимый ущерб природе и здоровью людей.
2). В настоящее время предпринимаются самые разнообразные попытки использовать шлаки и золу MCЗ. Но шлаки и зола довольно токсичны, их токсичность складывается в основном из токсичности тяжелых металлов. Концентрация оксидов тяжелых металлов в шлаке и золе на 2-3 порядка (а иногда и более) выше, чем в сжигаемых отходах (36). Кроме того, золошлаковые материалы из-за механического недожога отходов содержат до 20 – 30% не сгоревшего топлива. Для иснользования, например, в строительной индустрии такие материалы не годятся. Согласно европейским нормам потери при прокаливании не должны превышать 5% по массе. Таким образом, в своем большинстве зола и шлак перед использованием должны быть очищены от тяжелых металлов и отсортированы от излишка не сгоревшего топлива до его содержания не более 5% по массе (45). Все современные действующие и предлагаемые технологии не предусматривают предварительную очистку шлака и золы от вредных веществ, а только "капсулирует" их (в том числе тяжелые металлы) в массе формируемых изделий, не пропускающей, по мнению авторов, экотоксиканты в окружающую среду (34,35). Однако, как указывают в этих жe публикациях авторы, это возможно только "при рационально подобранных компонeнтах систeмы, когда суммируются потeнциальныe химичeскиe свойства составляющих систeмы и их мeханичeскиe характeристики". В промышлeнных масштабах такоe условиe нe можeт быть выполнeно, поскольку состав муниципального мусора и, соотвeтствeнно, шлака нe постоянeн.
Кроме того, ряд веществ, например, сера, может вызвать деградацию кирпичей, что приводит к проникновению загрязнителей в окружающую среду. Водорастворимые соли токсичных металлов в определенных условиях также могут вымываться дождями, например, при изменении кислотности дождевой воды "по метеоусловиям". Поскольку указанные вредные вещества относятся к весьма устойчивым токсикантам, вероятнее всего изделия будут токсичными многие десятилетия (36). Сточные воды после охлаждения шлака и из скрубберов мокрой очистки летучей золы также сильно загрязнены солями и токсичными металлами. Эта вода всегда либо сильно щелочная, либо сильно кислая. И то и другое плохо, так как требуется специальная обработка с последующим сбросом на очистные сооружения и потребление значительного количества свежей воды от посторонних источников (36). Таким образом, проблема рационального, экологически чистого использования шлака и золы МСЗ на настоящий момент не имеет удовлетворительного решения.
3). При анаэробном сбраживании биоразлагаемых отходов получаемый компост при любых режимах работы завода насыщeн тяжeлыми мeталлами и другими врeдными компонeнтами, содeржащимися в мусорe, имеет высокую токсичность и фактически пригодeн только для рeкультивации и пeрeкрытия свалок. Поэтому в мировой практике предпринимаются различные попытки очищать загрязненные компосты. Наиболее дешевым и эффективным способом очистки загрязнённых компостов является метод «фитогенеза» - фотосинтеза растений-очистителей, высаженных на очищаемом компосте (46). Для подготовки почв, пригодных для выращивания этих растений, требуется смешивать компосты с "балластными" почвами, торфом или опилками. В перспективе в качестве "балластных" почв возможно использовать почво-грунты городских территорий с техногенными загрязнениями с целью их совместной очистки для формирования территорий под застройку. Последние обстоятельства могут стать доминирующими в структуре доходов предприятия. Получаемая в процессе фотосинтеза биомасса растений с техногенными загрязнениями подлежит сжиганию, а зола - связыванию и захоронению. Все эти мероприятия требуют значительных материальных затрат и длительного времени на их осуществление. Использование компоста как удобрения напрямую из био-реакторов по переработке органических отходов, учитывая эффект суммации тяжелых металлов, в перспективе приведет к глубокому загрязнению тяжeлыми мeталлами сельскохозяйственных угодий, частичной, а в ряде случаев полной утрате почвенного плодородия (47). Рекультивация этих угодий станет национальной проблемой страны.
4). Одновременно с производством компоста получают биогаз, который транспортируется в емкость хранения через фильтры, убирающие избыток влаги и следы естественно формируемого сероводорода. Cледует, однако, отметить, что кроме основных компонентов (метан, диоксид углерода, азот, кислород, водород) биогаз из мусора содержит так называемые микропримеси, к которым относятся: толуол, аммиак, ксилол, оксид углерода, оксид азота, формальдегид, сернистый ангидрид, этилбензол, сероводород, фенол, цианистый водород. Здесь же обнаружен и целый ряд других нормируемых компонентов выбросов в атмосферу 2-го класса токсичности, таких как галогенированные углеводороды: дихлорметан, трихлорметан, хлорэтан, трихлорэтан, а также трихлорэтилен и его гомологи. При этом суммарное содержание хлора в микропримесях составляет 25-40 мг/м3, что в 250-400 раз превышает ПДК. Эти данные не только подтверждают опасность биогаза из ТБО, но и указывают на необходимость специальных дорогостоящих систем газоочистки при сжигании биогаза в любых целях для любых применений. Кроме того, вышеприведенные данные с высокой степенью вероятности указывают на наличие в продуктах сгорания биогаза любых гомологов диоксинового ряда, ибо для образования в продуктах сгорания этих опасных соединений есть все условия (48). Таким образом, рыночное использование в качестве энергетического топлива биогаза из ТБО в определенной мере ограничивается высокой стоимостью природоохранных устройств на энергогенерирующих установках. Опыт Германии показал, что только биометан (очищенный до требований стандарта биогаз) может быть использован потребителями, для чего нужны дополнительные капиталовложения и энергозатраты.
В настоящий момент правительства и общественность многих стран мира занялись разработкой и внедрением новых технологий, позволяющих эффективно утилизировать органическое сырьё с получением в результате переработки новых материалов и энергии.
Одной из наиболее перспективных технологий переработки органических отходов является пиролиз - термическое разложение нормальной структуры вещества посредством высокой температуры без доступа кислорода. Различают два вида пиролиза.
Медленный пиролиз (МП) — термическая деструкция исходного вещества без доступа кислорода, где скорость нагрева указанного вещества составляет градусы в мин., в час. МП условно подобен процессу доведения воды до состояния закипания. При этом следует отметить, что наличие в уничтожаемом мусоре повсеместно распространённого поливинилхлорида и других полимеров, различных соединений хлора способствует образованию в дымовых газах диоксинов (37).
Быстрый пиролиз (БП) — термическая деструкция исходного вещества без доступа кислорода, где скорость нагрева исходного вещества составляет сотни, тысячи градусов в доли, в единицы секунды. БП условно подобен процессу попадания капли воды в раскаленное масло. Его можно еще обозначить как «взрывное вскипание». При этом происходит разрушение на молекулярном уровне измельченных и предварительно подсушенных частиц любых органических веществ. Подвод тепловой энергии к исходному веществу производится с высокой скоростью и без доступа кислорода. Подвергнутое БП вещество мгновенно переходит в первобытную стадию своего существования, которая делится на два состояния - твердое и газообразное, испытывая при этом энтропийный взрыв (разрыв межмолекулярных и внутримолекулярных связей), сопровождающийся экзотермией (выделением большого количества тепловой энергии). Освободившиеся атомы движутся и объединяются по цепочкам углерод-углерод и углерод-водород в молекулы новых синтетических веществ, отличных по своим свойствам от свойств исходного сырья. Недостатком процесса БП является требование тщательной подготовки сырья: необходимы измельчение частиц исходного вещества до как можно меньшей фракции и предварительная сушка исходного вещества до относительной влажности 0-5% (24).
Так, например, условия непрерывного низкотемпературного скоростного (быстрого) пиролиза древесины лиственных пород в псевдоожиженном слое для получения жидкого топлива и угля следующие: температура 425 … 650оС, атмосферное давление, размер частиц древесины 0,1 … 0,25 мм, продолжительность контакта 0,4 … 1,0 с. Выход жидких продуктов при оптимальной температуре 500оС достигает 65 %, смолы – до 56 %, что является огромным преимущесвом быстрого пиролиза, поскольку такой высокий выход продуктов при медленном пиролизе не возможен (25, стр.75). Однако, получение практически абсолютно сухих, измельченных до размера частиц менее 0,5мм несорированных ТБО, особенно в промышленном масштабе, нереально, причем, не столько из-за огромной энергоемкости процесcа, сколько из-за многокомпонентности и непостоянства состава отходов. По данным (26, Раздел “Вопрос переработки бытовых отходов с использованием технологии быстрого пиролиза требует определенных пояснений”) возникает “строгая необходимость сортировки отходов на родовые виды (древесные, бумажные, металлические, стекло и т.д., до "месива" — смеси пищевых и других отходов жизнедеятельности человека в быту. Что касается таких видов отходов как: древесные, бумажные, целлофановые, пластиковые и т.п., то возможно (в принципе) построение самоокупаемых производств. Металл и стекло легко отделяются от общей массы мусора и не участвуют в пиролизе. По утверждению авторов "месиво", состоящее из неопределенного состава веществ, "не может никогда служить источником построения окупаемого производства. Его можно подвергнуть технологической переработке на установках быстрого пиролиза с целью утилизации, однако, из-за своего неопределенного состава оно не может служить источником построения какой-либо окупаемой производственной системы. Утилизация его является социальной задачей — всегда дотационной. Результатом такой переработки является снижение, на порядок и выше, конечных объемов захоронения отходов жизнедеятельности человека! Это мировая проблема”. При этом, однако, следует отметить, что при медленном пиролизе пищевые отходы могут служить полноценным сырьем, тем более совместно с другими отходами (см. 1.5. Пиролиз кожи и пищевых отходов).
Кроме того, по данным (26, Раздел “Несколько слов о возможности применения технологии быстрого пиролиза к автомобильным покрышкам и резине”) в ТБО “присутствуют тяжелые металлы и накопленная радиоактивность, что неминуемо скажется на выходных данных продукта пиролиза. Эта проблема мало изучена и поэтому вызывает опасения. Требуются детальные исследования в данной области — это социальная проблема!” Более поздние исследования показали, что “цельные масла быстрого пиролиза обладают мутагенным действием - способностью вызывать повреждения наследственного аппарата клеток (генов, хромосом) различных тканей, проявляющаяся в изменении генотипа их потомства. При этом пиролизное масло, полученное при медленном пиролизе, не содержит полициклические ароматические соединения и, по-видимому, не является канцерогенным. Практика дистилляции дерева для извлечения пиролизных жидкостей существовала более 100 лет, но токсикологического ущерба или опасности для здоровья не наблюдалось” (27, Раздел 4.7 “Health and safety”).
В течение последних лет успешно функционирует мировая пиролизная сеть - Pyrolysis Network (PyNe), входящая в единую организацию ThennalNet, созданную на средства Европейских комиссий и специализирующуюся на накоплении и обобщении знаний о термических процессах переработки биомассы. PyNe объединяет исследователей процесса быстрого пиролиза в разных странах. В настоящее время в PyNe входят 15 европейских стран, а также США и Канада. Сетью PyNe создана единая база знаний в области развития технологий быстрого пиролиза, также издается собственный журнал. Сейчас ведутся активные исследовательские работы в области совершенствования конструкций реакторов и оптимизации условий проведения пиролиза (28). Однако разрабатываемые технологии все еще остаются на ранней стадии развития практической реализации и недостаточно развиты, чтобы конкурировать с использованием в энергетике традиционных ископаемых топлив, поскольку испытывают сложности как технического, так и экономического планов (29). Тем не менее страны, особенно остро нуждающиеся в топливе, пришли к выводу о необходимости создания новой биоэнергетики, предусматривающей использование в качестве сырья ”энергетических” лесных плантаций быстро растущих деревьев и кустов, стеблей кукурузы или подсолнуха, отходов деревообрабатывающей промышленности и т.д. Для этого необходимо задействовать значительные площади сельскохозяйственных земель. Поскольку быстрый пиролиз позволяет полезно использовать всю биомассу, а медленный – только ее часть, Институт технической теплофизики НАН Украины предложил получать из указанного сырья горючий газ и древесный уголь путем быстрого пиролиза. Такое решение не только энергетически и экологически оправданно, но и экономически обосновано, поскольку позволит сохранить значительное количество пахотных земель для выращивания пищевых продуктов (39). Однако, как было показано выше, технология быстрого пиролиза может успешно использоваться для переработки биомассы и совершенно не примененима для несортированных ТБО, во всяком случае на современном этапе развития техники.
Научно-инжинеринговая компания (30) «РусЭкоЭнерго» (Москва-Сколково, Россия) предлагает пиролизно-плазменную технологию и установку производительностью 100 кг/час для переработки любого органического сырья и отходов, включающие следующие этапы:
• Прием сырья в виде твердо-бытовых отходов (как вновь образуемых, так и свалочного хранения), древесных и прочих отходов.
• Сепарация твердого сырья (выделение неорганической составляющей), первичное дробление и последующее измельчение фракций до 5-10 мм.
• Насыщение сырьевой пульпы катализаторами и нейтрализаторами, сушка отходящими газами двигателей внутреннего сгорания (ДВС) при 120°С.
• Пиролиз подготовленного сырья для получения метансодержащего топливного газа в верхней зоне плазменного реактора при температуре 450-500°С.
• Высокотемпературная конверсия (разложение) коксо-зольного остатка в 2-х уровнях при температурах 1200-1400°С и 1600°С.
• Минерализация (остекловывание) зольной фракции в составе оксидов, карбидов, солей и др.
• Закалка парогазовой смеси, последующая очистка всех газовых потоков (редуцируемого топливного газа и сбросных газов энергоблоков).
• Выработка теплоэнергоресурсов в адаптированных газопоршневых энергоагрегатах.
• Реагентно-фильтрационная обработка водных стоков для их сброса на рельеф или очистные сооружения с частичным возвратом воды в технологию.
• Производство строительных или дорожных материалов.
Получаемое газовое топливо используется в адаптированных газо-поршневых энергоагрегатах для выработки теплоэнергоресурсов. Также будут применяться установки по очистке газов и стоков, система управления комплексом и оборудование для производства экологически чистой строительной и дорожной продукции, в т.ч. – газобетонов (30).
Одновременно разработан проект мобильного отходо-перерабатывающего комплекса - Мини - ТЭЦ отпускной электрической мощностью 4 МВт на основе плазменно-водородной газификации. Годовой объем переработки составит 50 тыс. тонн любых видов подготовленных отходов. Общий объем инвестиций около 12 млн. долл. США. При этом разработана оптимальная конструкция реактора, представлящего собой вертикальную шахтную печь с верхней боковой загрузкой подсушенных отходов через шлюзованный канал, 2-х ярусное расположение плазменных нагревателей (плазмотронов) в нижней камере с отводом газообразных продуктов переработки из верхней части реактора и выводом расплавленного шлака (плавкой матрицы) из подовой части через запорный узел с дальнейшим охлаждением и остекловыванием. Данная высокотемпературная плазменная технология переработки углеродсодержащих отходов базируется на использовании в качестве окислителя небольшой части воздуха и активных паров воды в условиях температуры в реакционной зоне более 1600оС (31).
Существенным преимуществом плазменного метода в сравнении с огневыми высокотемпературными методами сжигания ТБО является экологическая чистота технологии: исключается появление вредных выбросов типа диоксинов или фуранов. Уровень температур выше 1300°С позволяет разложить все сложные вещества на простейшие, последующая быстрая закалка химических реакций не допускает обратных соединений. Другое преимущество — плазменная технология не требует сортировки ТБО: все виды органических отходов уничтожаются в одной плазменно-шахтной печи (32). Полученный жидкий (в виде плавкой матрицы) шлак при охлаждении остекловывается и, по мнению авторов, также не содержит вредные вещества (в основном тяжелые металлы), нейтрален по отношению к почве, к воде, к окружающей среде и может быть использован в строительстве дорог, домов и др. (30, 31). Этого же мнения придерживаются специалисты ВНИИстромкомпозит (г.Красноярск, Россия), которые считают, что “остеклованные шлаки пиролиза ТБО нерастворимы в воде и достаточно стойки в щелочах и слабых кислотах, причем, в кристаллических решетках (матрицах) всех установленных минералов как примеси обнаружены микроэлементы тяжелых металлов и диоксины” (32, стр.59,62; см. 1.8.Тяжелые металлы). В настоящее время разработан усовершенствованный метод экобетонирования – интегральная минерально-матричная технология (ИММ-технология), которая обеспечиает экологическую безопасность получаемого материала благодаря “рациональному подбору компонентов взаимодействующих систем и химическому связыванию загрязнителей (например, тяжелых металлов и диоксинов) вплоть до их включения в кристаллическую решетку цементирующих новообразований, либо блокировки загрязнителей коллоидно-дисперсными и золь-гелиевыми фазами в массе формирующего материала”. Однако, как указывают в этих же публикациях авторы, это возможно только “при рационально подобранных компонентах системы, когда суммируются потенциальные химические свойства составляющих системы и их механические характеристики” (33, 34). В промышленных масштабах такое условие практически не может быть выполнено, поскольку состав муниципального мусора и, соответственно, шлака не постоянен. Следовательно, своеобразное “капсулирование” токсичных веществ в остеклованных шлаках ТБО не всегда возможно и, соответственно, токсичные металлы в определенных условиях (например, если требуется в процессе дальнейшего использования механическая обработка – дробление, размол и т.п.) могут выделяться из размолотого шлака, особенно при вымывании дождями (36, Раздел VI. Токсичность шлаков и летучей золы). Кроме того, три металла: кадмий, ртуть и цинк при температуре до 1000°С переходят в газообразное состояние, входят в состав летучих, а далее в продукты сгорания и окружающую среду (если, конечно, не предусмотрена дорогостоющая очистка дымовых газов от тяжелых металлов) (33).
Работа газопоршневого электроагрегата на низкокалорийном газе сопровождается снижением (по сравнению с работой на природном газе) мощности на 20...45%, что происходит вследствие низкого объемного энергосодержания газо-воздушной смеси и особенностей сгорания СО и водорода, являющихся ее основными горючими компонентами. Уменьшение количества азота в синтезгазе увеличивает объем вырабатываемых ресурсов на энерго-агрегате. Однако стоимость азотно-кислородной установки, необходимой для получения обогащенного кислородом воздуха, вместе со значительным ее энергопотреблением не позволяют применять этот процесс (31). Кроме того, газообразное топливо в отличие от жидкого плохо поддается транспортировке и поэтому, как правило, используется прямо на месте его добычи для производства тепловой и электрической энергии, что не всегда экономически целесообразно (38).
На сегодняшний день плазменные технологии переработки твердых бытовых отходов так и не нашли широкого применения, что обусловлено отсутствием надежных дуговых плазмотронов с достаточным ресурсом непрерывной работы. Среди других недостатков плазменной технологии необходимо отметить высокий расход электроэнергии (переработка одной тонны ТБО требует 500 кВт*ч электроэнергии), высокие эксплуатационные затраты на обслуживание плазмотронов и ремонт реактора. Кроме того, при работе плазмотрона выявлен негативный фактор — высокий уровень шума (до 120-130 дБ). Их использование предъявляет особые требования к организации обеспечения безопасности труда. В мире еще нет отлаженного производства крупных установок на основе плазменного метода. Завод по переработке бытовых отходов в Канаде находится в «наладочной» стадии. Единственной промышленно-внедренной разработкой по плазменной газификации отходов является вариант института им. Курчатова (г. Москва, Россия), реализованный в виде установки на 500 кг ТБО в час в г. Хайфе (Израиль). Однако ее стоимость при столь малой производительности составила около 20 млн. долл. США, поэтому дальнейшего развития данный проект не получил. Продвижение на рынок электроплазменных инновационных технологий нуждается в научном сопровождении опытно-промышленного производства и их коммерциализации. В соответствии с выше сказанным на стадии освоения проектной мощности следует отработать эффективные механизмы государственной поддержки инвесторов (32).
Некоторые компании переходят от простого сжигания отходов на двухступенчатый процесс, включающий стадию пиролиза с последующим сжиганием. Такой процесс оказывается энергетически более выгодным, чем простое сжигание и к тому же пригоден и для переработки компостируемых отходов. В результате пиролиза получают газ и твёрдый остаток пиролиза. Затем тот и другой продукты сразу же, без какой-либо дополнительной обработки, направляют в топку на сжигание для поддержания процесса. Часть газов пиролиза после конденсации может быть выведена из системы и использована в качестве жидкого топлива другими потребителями. При этом, однако, наблюдаются те же недостатки, что и при прямом сжигании отходов. В тех же случаях, когда газ пиролиза подвергается очистке от хлористого водорода, соединений серы, тяжёлых металлов т.п., процесс становится таким же дорогостоящим, как и при прямом сжигании. Поэтому сейчас в промышленном масштабе эта технология более не продвигается и в сравнении со сжиганием составляют лишь незначителную часть от общего объема переработки твердых бытовых отходов.
Таким образом, даже самые современные технологии не обеспечивают экономически эффективную, самоокупаемую, экологически чистую переработку муниципальных отходов. И ни одна из существующих технологий не обеспечивает очистку этих отходов от тяжелых металлов в процессе переработки, тем более без загрязнения тяжелыми металлами окружающей среды. В этой связи настоящим Технологическим регламентом предлагается использовать термохимическую переработку муниципальных отходов, включающую низкотемпературный (500оС) медленный пиролиз с одновременной нейтрализацией и выводом из процесса загрязняющих и опасных компонентов исходных твердых бытовых отходов (ТБО). Продолжение тут >>
Recycling plastics waste
добавить ресурс
.gif){kind=small}
Переработка мусора:
ТБО и другие проблемы современности:
© Дизайн Студии РОМАрт, 2004.