Кожен з нас щодня стикається з банальною ситуацією, - виносом (вивезенням) сміття з квартири або будинку. Викинувши згорток в сміттєвий бак, ми не утрудняємо себе більш турботами про подальший шлях його проходження, хоча бачимо, як спеціальна сміттєзбиральна машина забирає сміття з баків і вивозить його на смітник. Ми не замислюємося, що ж відбувається далі, і вже тим більше не ставимо питання: «Чи можна сміття утилізувати, переробляти і при цьому отримувати енергію?
Утилізація твердих побутових відходів (ТПВ) в нашій країні з гострого питання перетворилася в національну проблему. Методи утилізації, які використовуються в даний час, мають суттєві недоліки: перевантаження полігонів, що не відповідають вимогам зкологіческой безпеки; протести населення на землевідведення під полігони для захоронення сміття; поява навколо сміттєспалювальних заводів отруєних зон, розмір яких постійно збільшуються.
Одна з діючих технологій по переробки ТПВ, це сміттєспалювальні заводи. За даними екологів, сучасний сміттєспалювальний завод в Німеччині при вартості 220 млн. € з перероблених 226 тисяч тонн сміття на рік виробляє 20 тисяч тонн отруйних продуктів згоряння і 60 тисяч тонн шлаку, які вимагають поховання або додаткової переробки.
Переглядаючи базу даних українських патентів на винаходи з переробки ТПВ та консультуючись з фахівцями даних технологій, дізнаюся, що існує безліч технічних рішень по їх утилізації, переробки та отримання цінних відходів з попутним утворенням енергії у вигляді синтез-газу або рідкого палива.
З великої кількості технічних рішень, я зупинився на одному з них, як мені здається, таким, що відповідає сучасним вимогам по екології і з достатньою кількістю отримання обсягу альтернативної енергії і хочу більш детально з ним ознайомити.
Фахівці зі Швейцарії пропонують унікальну технологію переробки сміття, яка має переваги в порівнянні з іншими відомими технологіями.
- безвідходне виробництво не вимагає полігонів для захоронення відходів;
- практична відсутність викидів в навколишнє середовище шкідливих речовин;
- можливість одночасної переробки будь-яких видів відходів (побутових, промислових, отруйних) без попередньої обробки і сортування;
- можливість переробки як твердих, так і рідких відходів;
- немає обмежень ні за формою, ні за матеріалами (фрагменти до 700мм);
- можливість вторинного використання продуктів переробки відходів (мінеральний стеклогранулят, залізо-мідний сплав, сірка, цинковий концентрат);
- отримання в результаті переробки відходів синтез-газу (1000м3 з однієї тонни сміття), який може бути використаний не тільки як енергоносій, але і, при більш глибокої переробки, як сировину для виробництва пропану, бутану, бензину (120 літрів Євро-4 / євро-5 з однієї тонни сміття), азотовмісних добрив, метанолу.
В основі технології лежить піроліз з подальшою газифікацією при високій температурі, що дозволяє без забруднення навколишнього середовища перетворювати відходи в сировину, якої можна використовувати в промисловості.
Сміття попередньо стискається й ущільнюється в пресі, потім піддається сушінню і стабілізації за формою, а потім перетворюється в синтез-газ.
Результатом цього процесу є змішаний гранулянтів, мінеральна частина якого може бути використана як добавка до бетону в будівельній індустрії в піскоструминному очищенню або як сировину для виробництва цементу. Металевий гранулянтів може знайти застосування в металургії, оскільки складається з чистого заліза.
Шляхом дегазації із застосуванням чистого кисню і при досить тривалому знаходженні газу в високотемпературному реакторі (понад 1200 ° С) виходить синтез-газ, який складається приблизно на третину з Н2, СО і СО2. Кількість і точне співвідношення компонентів синтез-газу залежать від калорійності і компонентів використання сміття.
Надалі синтез-газ різкого (шокового) охолодженню до температури 70 град.С. і багатоступінчатому процесу очищення. Отриманий в результаті очищення синте-газ можна використовувати в якості палива для виробництва теплової або електричної енергії, а так само як промислова сировина.
Порівняння традиційного сміттєспалювання з технологією Термоселект
Вид відходів - побутове сміття
Теплотворна здатність - 10 МДж / кг
Продуктивність за годину - 13,3 т
Час роботи - 7500 год на рік (85%)
Загальна продуктивність - 100 000 т
Термічна потужність - 37 МВт
При спалюванні сміття (обпалювальна піч і котел-утилізатор) проводиться 29,6 МВт пара, при цьому виробляється електроенергії - 7,7 МВт. ККД установки до 30%. З усього обсягу отриманої електроенергії майже половину - 3,3 МВт йде на власні потреби сміттєспалювальних установки. В ході спалювання сміття з вказаною продуктивністю викидається в атмосферу 1,9 т пилу в рік.
При тих же рівних умовах технологія Термоселект передбачає виробництво синтез-газу - 13300 нм.куб / ч
Теплотворна здатність синтез-газу - 2,5 кВт. ч / нм. куб
Виробництво пара - 30,6 МВт
Вироблення електроенергії - 8 МВт
ККД установки до 50%
Концентрація пилу на виході складає - 203 кг на рік.
Явною перевагою останньої технології є чистота і однорідність отриманого синтез-газу з високою калорійністю, який можна спалювати не тільки в котлах з виробництвом пара і високим коефіцієнтом корисної дії, але і спалювання його в газових двигунах, при цьому обсяг виробництва електричної енергії може скласти до 12 МВт в година.
Дійсно, переробка сміття в енергію при певному вкладенні інвестицій можна організувати екологічно чистий, прибутковий бізнес.