 |  | ||||||||||||||||||||||||||
 УДК 620.91 Комплексная переработка твердых коммунальных отходов методом сжигания
Валуев Н.Р., магистрант, Сердюк А.И., профессор Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Россия
Проведен сравнительный анализ методов сжигания ТКО и выявлены их особенности, включая капитальные затраты, эффективность и экологичность. Методы, такие как пиролиз и плазменное сжигание, подходят для экологически ориентированных проектов, тогда как колосниковая решетка — для массового применения.
Комплексная переработка твердых коммунальных отходов (ТКО) методом сжигания является одной из технологий утилизации, которая позволяет уменьшить объем отходов, получить энергию и минимизировать негативное воздействие на окружающую среду. Сжигание ТКО представляет собой термическую обработку отходов при высокой температуре (850–1200 °C) в специальных установках — мусоросжигательных заводах. В результате отходы преобразуются в тепло, газообразные продукты и остаточный шлак. 1) Цели и задачи: - уменьшение объема отходов (до 90%); - генерация энергии (тепловой и электрической); - сокращение объема полигонов и продление их срока службы; - снижение воздействия на окружающую среду. 2) Основные этапы переработки - сортировка отходов: перед сжиганием из отходов извлекаются полезные компоненты (металлы, стекло), которые могут быть отправлены на переработку; - подготовка отходов: измельчение и подсушивание для улучшения горения; - сжигание: происходит в специальных печах (например, вращающихся, кипящих слоях или решеточных); - очистка газов: дымовые газы, образующиеся при сжигании, проходят через системы фильтрации для удаления вредных веществ (диоксинов, оксидов азота, серы, тяжелых металлов); - утилизация остаточных продуктов: зола и шлак могут быть использованы в строительстве или утилизированы на полигонах; 3) Энергетический потенциал: - ТКО имеют калорийность, схожую с низкокачественным углем, что позволяет использовать их как топливо; - генерируемая энергия может быть использована для отопления, подачи горячей воды или генерации электроэнергии [1]. 1. Колосниковая решетка Это наиболее распространенный метод сжигания ТКО. Отходы загружаются на движущуюся решетку, где они горят под воздействием воздуха, подаваемого снизу. Плюсы: - простота конструкции и эксплуатации; - способность сжигать несортированные отходы (с минимальной подготовкой); - высокая надежность и длительный срок службы (20–30 лет); - широкая применимость — используется более чем на 70% мусоросжигательных заводов в мире. Минусы: - низкий КПД (по сравнению с другими методами) — часть энергии теряется из-за недостаточного контроля горения; - большое количество зольных остатков (до 10–20% от массы отходов); - необходимость значительных затрат на фильтрацию дымовых газов. 2. Кипящий слой Отходы подаются в камеру, где поток воздуха превращает слой инертного материала (песка или золы) в "кипящий" поток, обеспечивая интенсивное смешивание и равномерное горение. Плюсы: - высокий КПД горения благодаря равномерному распределению температуры; - возможность утилизации влажных или мелкофракционных отходов; - меньше выбросов вредных газов, так как процесс горения более контролируемый. Минусы: - более высокая стоимость установки и эксплуатации по сравнению с решеточной системой; - необходимость предварительного измельчения отходов; - ограничения на крупногабаритные и несортированные отходы. 3. Пиролиз Термическое разложение органической части отходов происходит в условиях низкого или полного отсутствия кислорода. Образуется пиролизный газ, жидкие масла и твердый остаток. Плюсы: - многофункциональность: побочные продукты (газы и масла) могут быть использованы как топливо или сырье для химической промышленности; - меньшие объемы выбросов по сравнению с традиционным сжиганием; - возможность переработки отходов с высокой влажностью. Минусы: - относительно низкая выработка энергии на тонну отходов; - высокая стоимость установки и сложность эксплуатации; - требуется высокая степень сортировки отходов для повышения эффективности. 4. Плазменное сжигание Используется высокотемпературная плазма (до 5000 – 10000 °C) для разложения отходов на элементарные компоненты. Образуется стекловидный шлак и синтез-газ. Плюсы: - полное уничтожение токсичных веществ, включая тяжелые металлы и диоксины; - минимальное количество остаточных материалов (менее 1% от массы отходов); - полученный синтез-газ может быть использован для выработки энергии. Минусы: - самый дорогой метод: высокая стоимость установки и энергозатраты; - ограниченное применение из-за финансовых и технических барьеров; - сложность в эксплуатации и необходимости высококвалифицированного персонала [2].
Таблица 1 – Сравнительная характеристика методов сжигания ТКО
Методы с более низкими капитальными затратами, такие как колосниковая решетка, подходят для массового внедрения в условиях ограниченного финансирования. Более дорогие методы, такие как пиролиз и плазменное сжигание, оправданы для высокотехнологичных проектов с акцентом на экологичность и минимизацию отходов.
Библиографический список
| |||||||||||||||||||||||||||
 |  |
