Сжигание представляет собой один из широко применяемых методов управления отходами. Среди основных преимуществ этого подхода можно отметить высокую эффективность в обезвреживании отходов, уменьшение их объема до десяти раз, а также возможность использования энергетического потенциала органических материалов.
На протяжении многих лет мусоросжигательные заводы по всему миру выполняли одну основную задачу – утилизацию отходов. Однако в середине 1970-х годов, во время мирового энергетического кризиса, твердые бытовые отходы начали рассматриваться не только как проблема, но и как потенциальный источник энергии. Это изменение восприятия способствовало активному развитию технологий термического уничтожения бытовых отходов на специализированных установках. Тем не менее, изучение работы таких заводов выявило ряд недостатков, одним из самых значительных из которых является недостаточный уровень экологической безопасности.
Например, в выхлопных газах мусоросжигательных заводов были выявлены диоксин – группа связанных химических соединений, относящихся к стойким органическим загрязнителям, а также другие экотоксиканты, способные нарушать нормальное функционирование экологических систем при концентрациях, превышающих допустимые нормы. Эта ситуация обострила необходимость предварительной подготовки отходов перед их сжиганием.
Альтернативное топливо RDF (refuse derived fuel), или твердое вторичное топливо, представляет собой изделие, получаемое путем дробления и сушки твердых отходов, возникающих в результате бытовой, промышленной или коммерческой деятельности. В состав RDF входят высококалорийные компоненты, такие как пластик, бумага, картон, текстиль, резина, кожа, дерево и другие материалы. При производстве данного топлива строго контролируется содержание опасных компонентов, чтобы оно не превышало допустимых норм, что позволяет использовать RDF в качестве более экологически чистой альтернативы традиционным видам топлива.
RDF можно применять как основное или дополнительное топливо в таких установках, как печи цементных заводов, теплоэлектрические станции (ТЭЦ) и металлургические печи. Проведенные исследования и расчеты подтвердили целесообразность замещения традиционного природного газа твердым вторичным топливом при производстве цемента. Это решение не только способствует более эффективному использованию ресурсов, но и снижает экологическую нагрузку, поскольку позволяет утилизировать отходы, которые в противном случае могли бы оказаться на свалках.
Производство цемента требует значительных энергетических затрат из-за высоких температур, необходимых в цементных печах, которые превышают 2000°С. На каждую тонну производимого цемента обычно требуется от 60 до 130 кг мазута или его эквивалент в виде природного газа, а также около 105 кВт-ч электроэнергии. В среднем расходы на энергию, включая топливо и электроэнергию, составляют до 40% общего бюджета на изготовление цемента. В связи с этим использование альтернативного топлива, получаемого из отходов, становится целесообразным для сокращения применения традиционных видов топлива и сырья. На действующих цементных печах возможно замещение от 30 до 60% природного газа, что приводит к снижению себестоимости производства цемента и способствует более эффективному использованию ресурсов.
Сжигание RDF оказывает значительно меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с сжиганием твердых бытовых отходов (ТБО). Это связано с тем, что в оборудовании цементных предприятий, где технологические процессы происходят при температуре около 1700°C, достигается более эффективное сжигание и сокращение формирования вредных веществ в отходящих газах. Высокие температуры способствуют разрушению токсичных соединений, что позволяет минимизировать выбросы загрязняющих веществ. В этом отношении процесс сжигания RDF в цементных печах более экологически безопасен, чем использование менее нагретых топок мусороперерабатывающих заводов или другого производственного оборудования.
Из-за неоднородности твердых бытовых отходов (ТБО), поступающих на сортировку, важна предварительная обработка для получения относительно однородной массы отходов, которая будет использоваться для производства RDF. Для улучшения процесса сортировки предлагается дооснастить мусоросортировочные комплексы системами автоматической сортировки, включая технологии, такие как оптические сортировщики, магнитные сепараторы и другие современные решения.
Автоматическая сортировка твердых бытовых отходов (ТБО), основанная на применении оптического сканирования материалов, значительно повышает степень отбора фракций вторичного сырья по сравнению с ручной сортировкой. Это, в свою очередь, приводит к улучшению качества отбираемого сырья, которое подходит для производства топлива RDF. Кроме того, система автоматической сортировки эффективно выявляет и исключает из потока альтернативного топлива компоненты, сжигание которых может быть опасно, например, хлорсодержащие материалы.
Таким образом, применение автоматизированных систем сортировки является важным шагом к более устойчивому использованию отходов и производству качественного топлива.
Ознакомиться с литературой можно в Информационном центре по устойчивому развитию (к. 609) по будням с 9.00 до 17.30, тел. +375 17 226 65 07.
