Министерство образования РФ
Норильскийиндустриальный институт
кафедраэкономики и финансов.
Контрольная Работа
по дисциплине “Экономикаприродопользования”
На тему:ПЕРЕРАБОТКАТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
Разработалстудент Скляренко А.А
Группа 5ЭКС № зачётной книжки 899079
Руководитель: Нотченко Л.А
Датапроверки___________
Датазащиты____________
Оценка______отл___________
Норильск 2004ПЕРЕРАБОТКА ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
План:
1.Вступление……………………………………………………… стр.3
2.Что такое ТБО ?…………………………………………….….стр.5
2.1 Проблемы мусорнойсвалки……………………………..…стр.6
2.2 Мегаватты изотходов………………………………….……стр.7
2.3.Безотходная переработкаотходов………………………… стр.8
2.4 Диоксины ифураны………………………………………….стр.10
2.5 Ситуация вРоссии и Москве………………………………… стр.10
2.6 Дешевыйзавод для крупного города ………………………стр.12
3.ТехнологииПереработки……………………………………….стр.14
3.1 Cжигание и пиролиз ТБО…………………………………….стр.14
3.2 Действующие схемы переработки, и оборудование……….стр.18
3.3 Работа с максимальной пользой!…………………………….стр.20
4.Cписок использованной литературы……………………….…стр.22
1.Вступление.НЕ ПРЕВРАТИТЬ ПЛАНЕТУ В СВАЛКУ?
На городских свалках дажесреднего города ежегодно скапливаются сотни тысяч тонн бытовых отходов.Разлагаясь, они отравляют воздух, почву, подземные воды и превращаются, такимобразом, в серьезную опасность для окружающей среды и человека. Вот почему«героями дня» становятся эффективные, безотходные, а главное — экологически чистые технологии промышленной переработки мусора. К их числупринадлежат современные мусоросжигательные заводы, способные обезвредить иутилизировать бытовые отходы и попутно произвести тепловую и электрическуюэнергию, компенсируя тем самым немалые затраты на саму переработку.
Во всем мирепереработка и утилизация бытовых отходов становятся все более злободневнойпроблемой. Главным образом это касается крупных густонаселенных городов, гдеежегодно скапливаются миллионы кубометров всевозможного мусора. Дымящиесясвалки, кучи выброшенного хлама, переполненные мусорные баки — в России такиекартины знакомы многим городским жителям. Подсчитано, что каждый год в странескапливается только твердых бытовых отходов 140 миллионов кубометров, а к 2005году эта цифра возрастет до 190 миллионов. Проблему уничтожения такой огромноймассы мусора, бесспорно, можно отнести к категории экологических, с другойстороны, она самым тесным образом связана с решением сложных технических иэкономических вопросов.
Среди методов ликвидации отходов внастоящее время первое место принадлежит полигонам твердых бытовых отходов, накоторые вывозят порядка 90-95% отходов (сжигание составляет не выше 10%). Приэтом сложилось устойчивое мнение: будь-то бы, если ТБО складируются, то темсамым они обезвреживаются. Это далеко от истины. Полигоны – мины замедленногодействия, которые будут действовать десятки лет, нанося огромный экологическийи социальный ущерб природной среде и, тем самым, населению.
Порезультатам работ различных авторов, исследовавших все аспекты размещения ТБОна полигонах, отмечается не только сильное поверхностное загрязнение почв набольших территориях, но и подземных вод и грунтов до глубин более 20 м. Приэтом установлено, что воды фильтратов являются также источником загрязненияповерхностных вод по: Fe, Ba, Cr, P, Ti, Ni, нитратам, аммонию, Cl от 2 до 100ПДК. Кроме того, в состав загрязняющих компонентов при многократном превышенииПДК входят: Co, W, Mo, V, Zr, Pb, Bi, Zn, Li, Sr и т. д. Воды эти токсичны дляживых организмов.
Вблизиполигона ТБО располагаются и эксплуатируются артезианские водонапорные скважиныиз горизонтов, испытывающих постоянное загрязнение фильтратами полигона.
Помимоэтого на природную среду оказывает влияние выделение биогаза – метана,кислорода, углекислого газа, содержание которых может составлять десяткипроцентов. Эти величины превышают санитарные нормы и могут вызвать удушьечеловека. Биохимическое разложение и химическое окисление материала свалкиможет сопровождаться образованием очагов выделения тепла с повышениемтемператур до 75°С, т. е. возможно самовозгорание отходов. Гниение материалаТБО сопровождается распространением запаха на расстояние более 1 км.
Вторымнаправлением утилизации ТБО является переработка в органическое удобрение(компост). Из известных методов переработки (с продувкой воздуха в штабелях, всетчатых камерах, на жалюзийных полках, в вертикальных башнях) наиболееэффективным и гигиеничным на сегодняшний день является метод биопереработки вовращающихся цилиндрических барабанах (диаметром до 4 метров и длиной до 30-60метров). Процесс происходит в полной изоляции от человека.
Трудностьосуществления данного метода состоит в необходимости сложной сортировки ипредварительной переработки ТБО, т. к. в России отсутствует система целевогосбора отсортированного и незагрязненного вторичного сырья у населения, чтовлечет за собой необходимость строительства дополнительного завода посортировке мусора для разделения и сбора вторичного сырья: пленка, бумага,черные и цветные металлы, стекло.
Ксожалению, из-за низкой экологической культуры населения в бытовые отходыпопадают краски, батарейки, люминисцентные лампы и многое другое, что можетпривести к перенасыщению компоста тяжелыми металлами и вредными компонентами.
В связис этим в работе предлагается метод безотходной утилизации ТБО. Сутьпредлагаемого решения сводится к проведению ряда технологических стадийпереработки органических отходов в зависимости от агрегатного состояния.Твердые органические отходы в смеси с окисью кальция переводятся в карбидкальция. Жидкие и газообразные отходы превращаются в синтетическиенефтепродукты путем пропускания их через карбид кальция в сверхкритических дляацетилена условиях T>=500°C и P>=0,2 МПа и последующей конденсациейи сепарацией полученных продуктов.
Новизнаэтого решения состоит в осуществлении последовательных вышеназванныххимико-технологических стадий превращения отходов в ценное энергетическое сырье(сначала в карбид кальция, затем в углеводороды нефтяного ряда) При этомглубина утилизации достигает 90% и более.
Ожидаемыенаучные результаты сводятся к существенной корректировке наших знаний огидролизе ионных карбидов. Принято считать, что при взаимодействии карбидакальция с водой образуется ацетилен. Ацетилен является неустойчивым газом, такнагретый до 500°C ацетилен взрывается (без кислорода или другого окислителя)при P=500°Cи P>=0,2 МПа, то в этих условиях ацетилен существовать, а следовательно,образовываться не может.
Но и карбид кальция в присутствииводы существовать не может. Условий выше критического для ацетилена бесконечномного. Схематично этот процесс можно записать в следующем виде:
CaC2 + H2O >CaO + CH4 (газ)
CaC2 + H2O > CaO + CH3 (газоконденсат)
CaC2 + H2O > CaO + CH2 (нефть)
CaC2 + H2O > CaO + CH (графит)2.Что такое ТБО?
Экологическуюобстановку в городах с высокой плотностью населения независимо от того, есть вних вредные производства или нет, во многом определяет состояние системысанитарной очистки от непромышленных отходов. К ним относятся главным образомтвердые бытовые отходы, или ТБО, как называют их специалисты. Так обозначают весьмусор, который ежедневно скапливается в наших домах и квартирах и проделываетпуть от мусоропровода до дворового контейнера и дальше до городской свалки.Сюда же относятся отходы, сопровождающие деятельность коммерческих ипроизводственных фирм, пользующихся услугами коммунальных служб, садовый иуличный мусор, листва и некоторые другие.
Существуютрассчитанные на год нормы накопления бытовых отходов на одного человека, наодно место в гостинице, на квадратный метр торговой площади магазина и т. д. Вкрупных городах на нормы накопления мусора, как правило, влияют уровеньразвития легкой и пищевой промышленности, индустрии упаковочных материалов,климатическая зона и, конечно же, менталитет и благосостояние населения. Впромышленных городах центральной части России норма отходов на душу населенияоценивается сейчас в 225-250 килограммов в год. Для сравнения: в развитыхевропейских странах, таких, как Бельгия, Великобритания, Германия, Дания,Италия, Нидерланды, Швеция, Швейцария, Япония, этот показатель уже в 1995-1996годах достиг 340-440 килограммов, в Австрии и Финляндии — свыше 620, а в СШАпревысил 720 килограммов на одного человека в год.
Постоянныекомпоненты бытовых отходов, обычно попадающие в дворовые контейнеры, — бумага,картон, пищевые остатки, текстиль, древесина, листва, черный и цветной металл,кости, стекло, кожа, резина, камни, керамика, полимерные материалы. Зачастуютуда же выбрасываются крупногабаритные отходы: строительный мусор, отслужившаясвой век мебель, бытовая техника и другие. Многие отходы токсичны. Только одна«пальчиковая» батарейка заражает солями тяжелых металлов и химикатами20 кубометров мусора, а с разбитыми термометрами и ртутьсодержащими приборамина свалки ежегодно попадает большое количество ртути, во Франции эта цифра подсчитана- 5 тонн.
Доля полимерных материалов в бытовых отходах за последние 30 лет резко возросла во всех развитых странах. В Японии и Италии она составляет сейчас 10-15%, в Москве — 6%.
Последние 20-25 лет при более или менеепостоянном составе всех прочих компонентов в общей массе отходов растет доляполимерных материалов. В промышленно развитых странах, таких, как Япония игосударства Европейского Союза, она наибольшая — 10-15%, в Москве — всего 6%,но рост налицо: в 1960 году доля полимеров в бытовых отходах столицы составляла0,7%. Это, очевидно, связано со все большим применением полимерной упаковки,которая в 1960-х годах была большой редкостью.2.1 Проблемы мусорной свалки
Самыйраспространенный до последнего времени способ борьбы с бытовыми отходами вгородах — вывоз их на свалки — не решает проблему, а, прямо скажем, усугубляетее. Свалки — это не только эпидемиологическая опасность, они неизбежностановятся мощным источником биологического загрязнения. Происходит это из-затого, что анаэробное (без доступа воздуха) разложение органических отходовсопровождается образованием взрывоопасного биогаза, который может представлятьугрозу для человека, вредно воздействует на растительность, отравляет воду ивоздух. Более того, главный компонент биогаза — метан — признан одним извиновников возникновения парникового эффекта, разрушения озонового слояатмосферы и прочих бед глобального характера. В общей сложности из отходов вокружающую среду попадает более ста токсичных веществ. Нередко свалки горят,выбрасывая в атмосферу ядовитый дым.
Подполигоны для мусора на десятки лет отчуждаются громадные территории, их,безусловно, можно было бы использовать с большей пользой. И, наконец, чтобыобустроить полигон и содержать его на уровне современных экологическихтребований, нужны большие средства. Очень дорого обходится рекультивациязакрытых (уже не действующих) полигонов. Это целый комплекс мер, цель которых — остановить вредное воздействие свалок на окружающую среду, в том числе на почвуи подземные воды. Рекультивация всего лишь одного гектара мусорного полигонаобходится сегодня в 6 миллионов рублей. Велики и транспортные расходы наперевозку отходов, поскольку свалки, как правило, располагаются далеко отгорода.2.2 Мегаватты из отходов
Вэкономически развитых странах все меньше бытовых отходов вывозится на свалки ивсе больше перерабатывается промышленными способами. Самый эффективный из них — термический. Он позволяет почти в 10 раз снизить объем отходов, вывозимых насвалки, причем несгоревший остаток уже не содержит органических веществ,вызывающих гниение, самопроизвольное возгорание и опасность эпидемий.
д.з. — действующие заводы; с.з. — строящиеся заводы; п.з. — планируемые заводы. 1- Берлин; 2 — Гамбург; 3 — Киль; 4 — Бремен; 5 — Эссен; 6 — Дюссельдорф; 7 — Бонн; 8 — Аахен; 9 — Франкфурт; 10 — Гейдельберг; 11 — Штутгарт; 12 — Нюрнберг; 13 — Мюнхен. Все действующие мусоросжигательные заводы Германии расположены на территории бывшей ФРГ. В ГДР, как и в других странах социалистического лагеря, мусор в основном вывозили на свалки.
Сейчасзарубежные специалисты делают ставку на мусоросжигательные установки, которыене только сжигают отходы, но и перерабатывают выделяемое при этом тепло вэнергию. Тем не менее в большинстве стран выработка и утилизация тепловой иэлектрической энергии рассматриваются всего лишь как дополнение кобезвреживанию отходов. В этой связи особое внимание привлекает концепция«энергетического баланса», предложенная рабочей группой Всемирногоэнергетического совета: полученная энергия должна покрывать энергетическиезатраты на саму переработку мусора. Поэтому выбор технологии чаще всегоопределяется балансом производимой и потребляемой энергии. Наибольший эффектдают комплексные технологии (утилизация материалов и сжигание) илинепосредственное сжигание неподготовленных отходов, а наименьший — компостирование отходов с захоронением неорганических остатков.
Специалистысчитают, что уже в ближайшее время сжигание с выработкой электрической итепловой энергии будет основным способом переработки отходов. В будущеммусоросжигательные энергетические установки, скорее всего, войдут винтегрированную систему управления отходами вместе с предприятиями поутилизации и вторичному использованию некоторых материалов (стекла, металла, бумагии т. д.). В этой области первыми добиваются успехов те страны, где остроощущается «дефицит территории» и введены ограничения на захоронениеопределенных видов отходов. Еще в 1990 году в Японии сжигалось 74% отходов, вШвейцарии — 77%, в Дании — 54%. В прошлом году в Германии работало 57мусоросжигательных заводов, в Великобритании — 23, а к концу века планируетсяввести в строй еще 22. В США количество отходов, сжигаемых в установках свыработкой энергии, должно увеличиться с 30 миллионов тонн в 1990 году до 70миллионов тонн в 2000-м.2.3.Безотходная переработка отходов
Сейчасв мировой практике применяется больше десятка технологий сжигания бытовыхотходов. По оценке Всероссийского теплотехнического института (ВТИ),вырабатываемая при их реализации тепловая энергия наиболее эффективноиспользуется в трех случаях: при сжигании твердых отходов на колосниковыхрешетках, в топке с псевдоожиженным (кипящим) слоем и по технологии, называемой«Пиролиз — высокотемпературное сжигание».
Сжиганиена колосниках в слоевой топке считается самой распространенной технологией. Поэтому методу работают большинство зарубежных мусоросжигательных заводов и все,построенные до настоящего времени в России. Сжигание отходов в топках спсевдоожиженным слоем широко распространено в Японии. В Европе таких заводовтолько два — в Испании и Германии, строительство еще двух ведется во Франции ив России (Москва). В США работает завод по сжиганию отходов в циркулирующемпсевдоожиженном слое. К сожалению, обе эти технологии не решают проблемуутилизации и обезвреживания твердых остатков — шлака и особенно летучей золы,которая улавливается системой газоочистки. Но если шлак можно использовать,например на засыпке оврагов или в строительстве (см. «Наука и жизнь»№ 5, 1996 г.), то золу приходится захоранивать на специально оборудованныхполигонах, поскольку она адсорбирует тяжелые металлы и другие токсичныевещества. Есть и другие пути переработки твердых остатков, но все они требуютдополнительных материальных затрат.
На диаграмме показана энергетическая эффективность одиннадцати применяемых в США технологий переработки бытовых отходов. Наибольшим энергетическим эффектом обладают комбинированные методы с применением установок по утилизации материалов и сжиганию или непосредственное сжигание неподготовленных отходов с выработкой тепловой и электрической энергии, а наименьшим — компостирование с захоронением неорганических остатков: 1 — утилизация плюс сжигание; 2 — сжигание неподготовленных отходов; 3 — утилизация материалов с раздельным сбором плюс сжигание; 4 -непосредственное сжигание топлива, полученного из отходов; 5 — утилизация материалов с раздельным сбором плюс сжигание топлива, полученного из отходов; 6 — утилизация отходов с раздельным сбором плюс сжигание плюс компостирование; 7 — утилизация материалов с раздельным сбором плюс захоронение; 8 — захоронение со сбором газа; 9 — подготовка топлива, полученного из отходов, плюс компостирование; 10 — утилизация материалов с раздельным сбором плюс захоронение плюс компостирование; 11 — компостирование отходов плюс захоронение.
Обезвредить золу и шлак позволяюткомбинированные технологии сжиганияотходов при высокой температуре. К ним относится, например, практическибезвредная комбинированная технология немецкой фирмы «Сименс» подназванием «Пиролиз — высокотемпературное сжигание». С ее внедрениемпереработка ТБО стала почти полностью безотходной.
Первыйкрупномасштабный завод, работающий по данной технологии, построен в городеВюрте (Германия). Новый метод сочетает в себе низкотемпературный пиролиз(обработку отходов без доступа кислорода) и последующее их сжигание при высокойтемпературе. Сейчас на заводе идут промышленные испытания. После началаэксплуатации он сможет принимать 100000 тонн бытовых отходов в год.
Комбинированнаятехнология фирмы «Сименс» выгодно отличается от прочих тем, что,во-первых, из бытовых отходов получают материалы, пригодные для использованияпрактически без дальнейшей обработки. Во-вторых, выходящие из установки газы постепени очистки отвечают самым строгим требованиям, более того, зачастуюсодержание в них вредных веществ гораздо ниже установленных пределов. Наконец,метод дает возможность использовать выделяемое при сжигании отходов тепло дляпроизводства электроэнергии и централизованного теплоснабжения или направлятьего на технологические нужды.2.4Диоксины и фураны
Сжиганиеполимерных материалов, содержащих хлор, неизбежно сопровождается появлением вдымовых газах хлорсодержащих токсичных компонентов — диоксинов и фуранов. Такназывают большую группу веществ, основу молекул которых составляют двашестичленных углеродных кольца. В органической химии известно 210 подобныхсоединений. Если в них нет атомов хлора, то эти вещества токсичны не больше,чем, например, бензин, однако при замещении в кольцах атомов водорода на атомыхлора образуются опасные для природы и человека диоксины и фураны — всего около20 соединений разной степени токсичности. Они привлекают внимание экологов испециалистов на протяжении двух последних десятилетий, особенно после взрыва нахимическом предприятии в городе Севезо в Италии. Тогда облако, содержащее вбольших концентрациях диоксин, распространилось на территории 16 квадратныхкилометров и вызвало массовое отравление людей и домашних животных.
Источникидиоксинов и фуранов — не только аварийные ситуации на предприятиях химическойпромышленности. Эти ядовитые вещества образуются в обычных условиях присжигании древесины, отходов, дизельного топлива, при выплавке меди,производстве целлюлозы, в цементных печах и других (особенно химических)производствах. Все это — контролируемые выбросы диоксинов, но существуют иболее мощные неконтролируемые источники, главным образом горящие свалки,костры, в которых сжигают мусор и растительные отходы, в том числе и на садовыхучастках. Температура их горения относительно низкая — до 600оС. При такомрежиме образуется в десятки раз больше диоксинов и фуранов, чем намусоросжигательных заводах, где используется высокотемпературный процесс (свыше1000оС). Если заводская технология строго соблюдается,концентрация хлорсодержащих токсичных компонентов в дымовых газах опускается досамых низких нормативных значений, принятых в европейских странах, а сейчас и вМоскве. Иначе говоря, в отличие от захоронения на свалках при сжигании отходовна заводе можно не только контролировать их количество и воздействие наокружающую среду, но и, что очень важно, управлять этим процессом.2.5 Ситуация в России и Москве
Посравнению с Западной Европой утилизация отходов в России имеет рядособенностей. Главные из них — суровый климат и сбор всех отходов в общийконтейнер без предварительной сортировки. Из-за большой доли несгораемыхвеществ и высокой влажности бытовых отходов их калорийность невысока — всего1000-1500 ккал/кг. Это почти в два раза ниже, чем в большинстве городов Европы,США и Японии. Объемы промышленной переработки и утилизации мусора в стране досих пор ничтожно малы. Сейчас действуют всего лишь 7 заводов по термическойпереработке отходов, причем два из них реконструируются, а остальные работаютне на полную мощность. На всех этих предприятиях, вместе взятых,обезвреживается меньше 1% бытовых отходов.
Для строительствановых заводов нужны большие материальные средства, а переработка отходов натех, что есть, экономически невыгодна из-за устаревшей технологии. Первоеобстоятельство связано с тем, что нет отечественного оборудования, а закупатьего за рубежом очень дорого, второе — с неэффективным использованием тепловойэнергии и невысокой теплотворной способностью самих отходов, хотя ихприравнивают к низкокалорийным топливам, таким, как сланцы или торф.
Проблемаизбавления от мусора стоит наиболее остро в крупных городах, особенно в Москве.Население столицы приближается к 9 миллионам человек, а вместе с приезжимипревышает 10 миллионов. Каждый год Москва выбрасывает около 10 миллионовкубометров мусора (бытовых отходов, осадков водопроводной, канализационной сетии ливневоочистных сооружений). Большая их часть добавляется к накопившимся замногие годы горам отходов на столичных свалках. Вокруг Москвы их свыше двухсот.Самые большие по площади — Тимохово, Хметьево, Саларьево, Щербинка. Кромесанкционированных часто образуется множество так называемых самовольных свалок.Кучи мусора можно встретить в поймах рек, в лесах и вокруг дачных участков. ВМосковской области свалки занимают свыше 800 гектаров.
Переработкабытовых отходов в столице многократно усложняется из-за высокой плотностинаселения — более 3 тысяч человек на квадратный километр. По решениюправительства Москвы эту задачу в целом решают городские власти, а сбор и вывозмусора возложены на административные округа. В ближайшем будущем в Москве будутпостроены 6 мусоропрессовочных станций, несколько мусоросжигательных заводов,намечено реконструировать существующие предприятия и рекультивировать закрытыеполигоны. На юго-востоке столицы, например, всего в нескольких километрах откольцевой дороги, на промышленной площадке «Руднево» строится новыйзавод с тремя технологическими линиями, каждая производительностью 13,5 тонны вчас. Отходы здесь будут сжигаться в псевдоожиженном вихревом слое. Завод начнетработать в конце 1998 — начале 1999 года. Примерно в это же время будетзавершена реконструкция мусоросжигательного завода № 2 — его производительностьподнимется до 150 тысяч тонн отходов в год. Оба завода оснащаютсяразветвленными многоступенчатыми системами газоочистки, они будут отвечатьпринятым в Германии, кстати, самым строгим в Европе, ограничениям по содержаниювредных веществ в дымовых газах.
2.6 Дешевый завод для крупного города
Длябольшинства промышленных городов России — Челябинска, Магнитогорска,Екатеринбурга и многих других — очень важно, чтобы строительствомусоросжигательного завода было под силу городскому бюджету. Для того чтобыснизить капитальные затраты, нужно оснастить завод отечественным оборудованием.Но не менее важно выбрать рациональную технологическую схему, которая позволилабы совместить работу завода с ТЭЦ или котельной и тем самым повыситьэкономичность переработки отходов. Специалисты подсчитали, что для городов снаселением 500-600 тысяч человек оптимальным будет завод производительностью120-150 тысяч тонн бытовых отходов в год, а наиболее экономичным способомиспользования энергии — отпуск тепла. С учетом этого во Всероссийскомтеплотехническом институте сейчас разрабатывается отечественная технологиясжигания твердых бытовых отходов, созданная под оборудование российскогопроизводства.
Примеромможет служить строящийся мусоросжигательный завод в Тракторозаводском районеЧелябинска, который будет работать в единой системе с городской ТЭЦ-2. Еготехнологическая схема достаточно проста: вода с ТЭЦ поступает на завод, где вкотлоагрегатах вырабатывается пар. оттуда одна его часть через общий коллекторс ТЭЦ подается потребителям, другая — на технологические нуждымусоросжигательного завода.Себестоимостьпереработки отходов в этом случае значительно ниже, чем при автономной схеме.
Отходыпоступают на переработку без какой-либо предварительной подготовки. Подъехавшиемусоровозы проходят через автовесовую и сразу направляются по эстакаде вприемное отделение на разгрузку. Приемный бункер, рассчитанный на трехсуточныйзапас отходов, обслуживается двумя мостовыми грейферными кранамигрузоподъемностью по 10 тонн. С помощью многочелюстных захватов — грейферов ТБОперемешиваются и из них удаляются крупногабаритные предметы. Затем отходыпопадают в топку мусоросжигательного котла. Для его растопки и стабилизациигорения влажных отходов используются четыре газовые горелки. Одновременно сотходами в топку подают негашеную известь-пыленку. Она связывает вредныепримеси (HCl, HF и SO2) в дымовых газах. На подвижной решетке начинается процессподсушивания отходов горячим воздухом и потоком тепла из топки. Продвигаясьдальше, отходы воспламеняются и интенсивно горят. Вращающиеся валки подколосниковой решеткой помогают интенсивной шуровке (ворошению) отходов иодновременно перемещают их из одной температурной зоны в другую, включая зонумаксимальных температур (950-1000оС). В конце топочной камерыостатки отходов догорают и остывает шлак, который потом сбрасывается вустройство выгрузки. Далее на входе в котел-утилизатор, в так называемой зонедожигания, поток газов интенсивно перемешивается с воздухом, в результатедожигается токсичный оксид углерода. Процесс горения отходов регулируется иконтролируется с центрального диспетчерского пульта, оснащенного компьютером.
Котел-утилизатори расположенная под ним топка скомпонованы как одно целое. С котлом соединяетсяпервый подъемный газоход. Газы проходят по нему при температуре 850-1000оС в течение 2секунд. За это время успевают разложиться почти все наиболее токсичные вещества(диоксины и фураны). Далее дымовые газы попадают в циклоны (сепараторы), затемв полусухой абсорбер и роторный фильтр, а оттуда зола и продукты газоочисткипоступают в систему золоудаления. Такая многоступенчатая система очисткидымовых газов дает хорошие результаты — концентрация вредных веществ на выходеиз дымовой трубы не превышает нормативов зарубежных установок.
Шлак,зола и продукты газоочистки направляются в бункеры-накопители, нопредварительно шлак очищается на магнитном сепараторе от металла. Отделенныйметалл пакетируется на прессе и идет во «Вторчермет», а зола ипродукты газоочистки специальным транспортом направляются на переработку. Шлакгрузится на самосвалы и вывозится на предприятия строительной индустрии. Там изнего делают шлакоблоки или используют на строительстве дорог.
Чтобы достичь запланированнойпроизводительности — 150 тысяч тонн твердых бытовых отходов в год, заводу нужныдве технологические линии производительностью по 10 тонн в час прикруглосуточном режиме работы. Все оборудование, включая газоочистное, на заводпоставляют отечественные производители. Лишь один важный элементмусоросжигательного агрегата — механическая решетка приобретается у фирмыЧКД-Дукла (Чехия). Стоимость такого мусоросжигательного завода, какЧелябинский, в несколько раз ниже стоимости аналогичных заводов, поставляемыхзарубежными фирмами. Специалисты ВТИ считают, что опыт его строительствапослужит примером для других городов России.
График иллюстрирует, какизменялось соотношение способов переработки бытовых отходов в США за последние30-35 лет: если до середины 80-х годов объем захоронения отходов на свалкахпостоянно увеличивался, то в последнее десятилетие он пошел на спад; долясжигания отходов с утилизацией тепла неуклонно растет, а без утилизации — резкопадает практически до нулевого уровня.
Так чтоже такое мусоросжигательный завод? Дополнительный источник энергии и помощник врешении проблемы санитарной очистки городов от бытовых отходов, как считаютэнергетики и коммунальщики, или генератор диоксинов, как утверждают оппоненты?А что такое автомобиль? Средство передвижения или главный источник загрязненияатмосферы оксидом углерода и другими вредными веществами? Все зависит от того,в какие руки попадет автомобиль или мусоросжигательный завод, каков уровенькомпетентности их создателей и обслуживающего персонала и какова серьезностьподхода к строительству и эксплуатации объекта. Пока же из двух «зол»между вывозом мусора на свалки и сжиганием его на мусоросжигательных заводахнужно безоговорочно выбирать наименьшее — сжигание.
3.Технологии Переработки
3.1 Cжигание и пиролиз ТБО
Опытпоказывает, что для крупных городов с населением более 0,5 млн. жителейцелесообразнее всего использовать термические методы обезвреживания ТБО.
Термическиеметоды переработки и утилизации ТБО можно подразделить на три способа:
· слоевоесжигание исходных (неподготовленных) отходов в мусоросжигательныхкотлоагрегатах (МСК);
· слоевоеили камерное сжигание специально подготовленных отходов (освобожденных отбалластных фракций) в энергетических котлах совместно с природным топливом илив цементных печах;
· пиролизотходов, прошедших предварительную подготовку или без нее.
Несмотряна разнородность состава твердых бытовых отходов, их можно рассматривать какнизкосортное топливо (тонна отходов дает при сжигании 1000—1200 Гкалтепла). Термическая переработка ТБО не только их обезвреживает, но и позволяетполучать тепловую и электрическую энергию, а также извлекать имеющийся в нихчерный металлолом. При сжигании отходов процесс можно полностьюавтоматизировать, а следовательно, и резко сократить обслуживающий персонал,сведя его обязанности до чисто управленческих функций. Это особенно важно, еслиучесть, что персоналу приходится иметь дело с таким антисанитарным материалом,как ТБО.
Слоевое сжигание ТБО в котлоагрегатах.При данномспособе обезвреживания сжигаются все поступающие на завод отходы без какой-либопредварительной подготовки или обработки. Метод слоевого сжигания исходныхотходов наиболее распространен и изучен. Однако при сжигании выделяется большоеколичество загрязняющих веществ, поэтому все современные мусоросжигательныезаводы оборудованы высокоэффективными устройствами для улавливания твердых игазообразных загрязняющих веществ, стоимость их достигает 30% кап. затрат настроительство МСЗ.
Перваямусоросжигательная установка общей производительностью 9 т/ч введена вэксплуатацию в Москве в 1972 году. Она предназначалась для сжигания остатковпосле компостирования на мусороперерабатывающем заводе. Мусоросжигательный цехнаходился в одном здании с остальными цехами завода, который в связи снесовершенством технологического процесса и получаемого компоста, а также из-заотсутствия потребителя на этот продукт в 1985 году был закрыт.
Первыйотечественный мусоросжигательный завод был построен в Москве (спецзавод№ 2). Режим работы завода — круглосуточный, без выходных дней. Тепло,получаемое от сжигания отходов, используется в городской системетеплоснабжения.
Институт«Гипрокоммунэнерго» спроектировал для Владивостока МСЗ, оборудованный МСКБрненского машиностроительного завода (ЧС