Сжигание мусора можно разделить на два вида: непосредственное, при котором мы имеем только тепло и энергию, и пиролиз (газификацию), когда получают жидкое и газообразное топливо. Первые установки для выработки энергии путем сжигания ТБО (в сочетании с котлами для производства горячей воды и пара) появились в Великобритании в 1896 г. Позднее во многих городах мира на мусоре стали работать муниципальные электростанции и теплоцентрали. Дармовая энергия пропадает даром В России рациональному сжиганию подвергают пока лишь около 2% бытовых отходов. Даже в самом прогрессивном с этой точки зрения регионе – г. Москве, где не только действуют, но и модернизируются мусоросжигательные заводы (см. «Новые технологии», ЭиПР, № 6 2006. – Прим. ред.), – количество эффективно сжигаемых отходов не превышает 10%. Для повышения экологической безопасности необходимым условием при сжигании мусора является соблюдение ряда принципов. Основными из них являются: температура, которая зависит от вида утилизируемых веществ; продолжительность высокотемпературного процесса, зависящая также от вида отходов; создание воздушных турбулентных потоков для полноты сжигания. «Ахиллесова пята» переработки Первый мусоросжигательный завод в нашей стране появился в Москве в 1970 х. Сейчас подобные предприятия действуют во Владивостоке, Владимире, Мурманске и других крупных городах. Работают они преимущественно на импортном оборудовании. В последнее время промышленное применение находит метод совместного сжигания твердых бытовых отходов и шламов сточных вод. При этом процессе нет неприятного запаха, и тепло от сжигания используется для осушки водосточных осадков. Однако надо отметить, что технология сжигания бытовых отходов развивалась в период, когда не было жестких норм выброса в атмосферу газовой составляющей. Поэтому позднее, с введением норм газоочистки, стоимость переработки ТБО на мусоросжигательных заводах резко возросла. Предприятия стали убыточны. В связи с этим актуальным стал поиск таких способов переработки мусора, при которых можно было бы утилизировать и вторично использовать ценные компоненты, содержащиеся в этом виде топлива. Принцип газификации Именно такой способ нашли ученые Института проблем химической физики в Черноголовке РАН. Они разработали эффективный метод термической переработки горючих отходов, основанный на использовании нового физического явления – фильтрационного горения в сверхадиабатических режимах (адиабатический – протекающий в системе без теплообмена с окружающей средой). При таких режимах температура в зоне реакции существенно превышает адиабатическую температуру горения. Использование их в процессах газификации открыло широкие возможности для утилизации разного рода горючих отходов. При этом обеспечиваются высокая энергетическая эффективность, экологическая чистота и относительно невысокие затраты. Предлагаемая технология термической переработки основана на двустадийной схеме. На первой стадии перерабатываемый материал подвергается паровоздушной газификации в сверхадиабатическом режиме горения. Получаемый при этом энергетический продукт-газ, содержащий водород Н2, окись углерода СО и в ряде случаев углеводороды или другие органические соединения, сжигается на второй стадии в обычных устройствах (например, паровых или водогрейных котлах) с получением тепловой и электрической энергии. Процесс газификации (высокотемпературного пиролиза) топлива в установке осуществляется в реакторе-газификаторе (пат. РФ № 2079051) шахтного типа при реализации сверхадиабатических разогревов в «плотном» слое. Специфическая особенность данного процесса в том, что выделяющееся при горении тепло не выводится из реактора, а концентрируется в зоне газификации и используется на получение водорода из воды и частично окиси углерода из углеродосодержащих соединений. |