Добыча энергии из отходов на мусоросжигательных заводах

Трудность обращения с отходами производства и потребления преследует людей на протяжении всего пути к цельному обществу. Когда оседлый стиль жизни стал стандартом, все доверили природе – мусор хоронили или отдавали домашнему скоту. Цикл пришлось изменить с началом урбанизации. Люди никак не могли решить проблему: более 10 веков города оставались помойками. Дожди смывали сточные воды в русла рек, откуда черпалась вода для питья.

Каждый век нес в себе эпидемии чумы, холеры и других опасных заболеваний. Постепенно люди начали приспосабливаться: обзавелись источниками воды, обустроили стоки, организовали сбор и устранение отходов. В наше время часть продуктов, остающихся после человеческой жизнедеятельности, отправляется на мусоросжигательные заводы.

Что такое «Мусоросжигательный завод»

Это организационная структура, применяющая технологии устранения типовых отходов путем тепловой обработки (сжигания) в обустроенных печах или котлах. На территории России уже работает 10 подобных заводов по сжиганию мусора, а со временем предполагается запуск новых миссий по возведению еще нескольких организаций. Исполнитель – компания Ростех.

Метод сжигания отходов помогает понизить объем для закапывания в 10 раз, а также поставляет свободную энергию, получаемую в процессе, для производства электричества и передачи тепла. Однако коэффициент эффективности (КПД) гораздо ниже, чем во время подачи газа. При этом процесс оставляет вопросы касательно загрязнения окружающей среды, поскольку термическое разложение хлорсодержащих полимерных веществ приводит к выделению токсинов и других опасных элементов.

Технологии

Мусоросжигательный завод вводит вариативность методов переработки. Чаще их распределяют по классу печи, в которой инициируют горение. Таким образом, существует:

Пиролиз и газификация

Процесс происходит путем нагрева мусора под давлением в безкислотной среде. В итоге, выделяются жидкости и газы со значительной удельной теплотой возгорания, которые задействуют в форме топлива.

Пиролиз пригоден также для термической утилизации опасных веществ. Считается одним из перспективнейших методов.

Дожигатели диоксинов

Уничтожение решетки возможно при нагреве более 1250 °C, который поддерживается в течение минимум 2-3 секунд. После, летучие газы, выбрасываемые в процессе, пропускаются через прибор. Их заново пережигают, чтобы уменьшить содержание диоксинов до минимального порога.

Слоевое сжигание

Для технологии характерна отправка разогретых потоков воздуха на отходы, возложенные на решетку из металлических прутьев — колосников. Бывает несколько типов сжигания по слоям: с зафиксированной решеткой, с устойчивым слоем мусора, а также с подвижной/неподвижной цепной решеткой.

Получение энергии на заводах

Мусор может являться топливом, при разложении которого высвобождается энергия. Это полезный ресурс, который логично считать нескончаемым в российских реалиях: с каждым годом поток отходов увеличивается. По статистическим данным, в 2014 году было захоронено около 5 млрд тонн.

Об эффективности переработки мусора в энергию свидетельствует опыт других стран: Швеция утилизирует до 98.6% отходов, а на хранение отправляются остальные 1.4%. Большая доля отправляется в повторное использование или эксплуатируется как топливо.

Интересно! Тонна обработанных пластиковых бутылок позволяет получить столько энергии, сколько хватает для потребностей одного домохозяйства. А объем в 4 раза больше поставляет эквивалент одной тонны нефти. Благодаря современным технологиям, энергия из мусора эффективна: порядка половины электричества в Швеции получают из отходов. Это отличный показатель, на который стоит равняться и России.

Энергетики утверждают, что если начать активно развивать отрасль выработки энергии из альтернативных источников в РФ, то страна способна встать в один ряд с европейскими государствами, являющимися лидерами в этих направлениях. И это не только энергия из отходов, но и об эксплуатации солнца, ветра и прочих нестандартных видов.

Вредные выбросы

Горение мусора, насыщенного хлорированным пластиком, к примеру, поливинилхлорида, приводит к выделению опасных веществ – полихлордибензофуранов и полихлордибензодиоксинов. По информации АОС Соединенных Штатов, при сжигании 1 кг отходов, включающих данный элемент (он являются частью пакетов, ПЭТ емкостей и иных товаров) выбрасывается порядка 40 мкг диоксинов.

Также при горении 1 тонны твердых бытовых отходов (ТБО) выделяется аналогичный объем (около 1 тонны) углекислого газа.

В работе высвобождаются и иные элементы: на одну тонну мусора приходится около 4-8 м³ выделений газового типа, в состав которых входят тяжелые металлы, дисперсионная пыль и другие опасные вещества.

Современные системы очистки и фильтрации

Очистка летучих газов – это тяжелый и дорогой процесс. Тут выбросы проходят фильтрацию, перед тем как попасть в воздушную среду.

На предприятиях используются приспособления:

• Электростатический фильтр.
• Пульверизатор жидкости (подавление испарений отравленной воды).
• Скруббер для впитывания кислых залов.
• Скруббер с щелочным раствором.
• Переработка вод после скрубберов.
• Фильтры от пыли.
• Реактор с вспомогательным вбросом угля.

В РФ применяют метод сухого скруббера.

Какие страны производят больше всего отходов?

Весь мир и не собирается прекращать генерировать отходы: население растет, а отрасли экономики прогрессируют. Городские жители, согласно оценке за 2016 год, удвоили выработку мусора с 0.6 до 1.2 кг на душу населения.

Страны:

1. Кувейт – 5.7 кг твердых отходов в сутки.
2. Антигуа и Барбуда – 5.5 кг.
3. Сент-Китс и Невис – 5.45 кг.
4. Гайана – 5.43 кг.
5. Шри-Ланка – 5 кг в день.

В каких странах успешно реализованы мусоросжигательные заводы

Зависимость проста: больше отходов выбрасывается в слаборазвитых странах, меньше – в государствах со стабильной экономикой. Например, мусороперерабатывающие предприятия обустроены в:

• Сингапуре.
• Швеции.
• Южной Корее.
• Австрии.
• Англии.
• Индии.
• Бельгии и др.

Экологическая безопасность 

Это допустимый уровень опасного влияния природных и человеческих факторов на окружающую среду и здоровье человечества. Для контроля безопасности используется система мер, контролирующая допустимое негативное воздействие.

Чем жестче осуществляется экологическая безопасность, тем меньше остается опасных веществ, способных нанести вред среде.

Плюсы и минусы заводов по сжиганию мусора

Технология термического разложения отходов обладает как преимуществами, так и слабыми сторонами.

Плюсы:

• Возможность решить мусорную проблему.
• Получение энергии для тепло и электроснабжения.

Недостатки:

• При несоблюдении правил в среду все равно попадает большое количество опасных выбросов.
• Необходимость сортировки мусора.
• Повышенные счета за сбор отходов.

При воплощении плана по обустройству заводов страна должна решить целый ряд проблем, чтобы минимизировать возможные недостатки и добиться максимальной эффективности заводов.

Для решения проблемы накопления отходов нужен комплексный подход. Все страны должны сплотиться в борьбе с отходами, иначе, при таком темпе развития человечества, окружающая среда станет непригодной для жизни. Один из вариантов – мусоросжигающие заводы.