Реферати українською » Экология » Альтернативне розв'язання проблеми твердих відходів у Україні


Реферат Альтернативне розв'язання проблеми твердих відходів у Україні

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Парфенюк О.С., Антонюк С.І., Топоров А.А.

Україна має величезні запаси чорноземів — кращої у світі грунту, які становлять за деякими оцінками 40 % світових. Проте, нинішня ситуація роботи з землею, споживче ставлення до природи загалом, стихійне забруднення великих територій різноманітними промисловими і побутовими, твердими і рідкими відходами припав на нашій країні загрозливих масштабів. У зв'язку з цим необхідна за недалекому майбутньому створити спеціальну техніку масової очищення земельних угідь, полів, лісозахисних смуг річок і посадок, узбіч доріг, пляжів, місць відпочинку від несанкціонованих звалищ різного сміття. Це дозволить протистояти тенденціям небезпечного накопичення сміття, його стихійного спалювання, самозаймання, влучення величезних кількостей які виникають токсичних речовин, у атмосферу, річки й водойми.

Загальні обсяги щорічного накопичення твердих промислово-побутових відходів у Україні перевищують сумарні показники країн. Західної Європи пов'язано з населенням близько 400 млн чол. в 3.0-3.5 разу. За законодавством Німеччини, складування на звалищах твердих відходів, мають пальну складову понад п'ять %, буде цілком заборонено з 2005 р.

Особливо важкою проблемою є тверді побутові відходи (ТПВ), які представляють вкрай нестабільну і неконтрольовану суміш папери, картону, харчових залишків, пластмаси, гуми, скла, будівельного сміття, металів, батарейок та інших. Попередня сортування ТПВ міським громадянами та комунальними службами за видами України мало проводиться. Механічна сортування ТПВ технічно складна й доки знаходить широко він. Пряма переробка чи спалювання величезних кількостей відходів технічно дуже проблематична, екологічно небезпечна й економічно неефективна. Тому знадобиться невідкладна розв'язання проблеми ТПВ забезпечивши найбільш економічно та екологічно ефективного їх використання коштів і переробки із отриманням корисною продукції.

Не можна забувати, що тверді углеродистые промышленно-бытовые відходи, що становлять близько половина всіх твердих відходів у Україні, — це що й вторинну сировину, запаси якої дуже великі й мають великим энергохимическим потенціалом, та її важливо використовувати у можливій повноті і з економічної вигодою [6].Опыт, накопичений у світі протягом останніх 30 років, у реалізації високотехнологічної й ефективної переробки побутових відходів із отриманням корисною продукції і на енергії найкраще представлено Німеччини, що є одній з передових країн з розробки й впровадженню отходоперерабатывающих технологій. Основні з відомих методів можна розділити на великі групи: механико-биологические і термічні [1, 7, 8].

До механико-биологическим методам ставляться: компостування відходів після попередньої сортування; механізована сортування, сушіння і ущільнення відходів для екологічно безпечного і економічного їх поховання на спеціальних полігонах (депонування); сортування відходів, вироблена переважно населенням, і розподіл їх (скла, металу, полімерів, папери) на підприємствах переробки вторинних матеріалів [9].

Термические методи включають: спалювання відходів, переважно їхні бумажно-полимерных компонентів, яке виробляється у установках з колосниковыми гратами чи топках з бурхливим шаром (у тому, менш розповсюдженому разі, потрібно понад ретельна підготовка сировини, і спалювання відбувається за температурах до 900 'З); піроліз, що становить высокотемпературное розкладання відходів (вище 600 'З) без доступу кисню у обертових трубчастих печах із отриманням напівкоксу і пального газу; газифікація відходів, що дозволяє перетворювати їх органічну частину - у синтез-газ, який застосовують для хімічного синтезу, наприклад, для метанолу або заради отримання енергії в газогенераторах; плазмолиз, являє собою процес розкладання, зазвичай, токсичних твердих відходів у дисперсном стані при високих температур (зазвичай температура плазми становить 5000—6000 'З); комбіновані термічні методи, поєднують полукоксование з наступним спалюванням (метод Siemens) чи піроліз із наступною газифікацію (метод Thermoselect).

Аналіз цих технологій це не дає впевненості, що є підстави ефективно реалізовані найближчими роками у сформованих України умовах з багатьох причин, серед яких можна виділити такі: щодо мала продуктивність таких отходоперерабатывающих підприємств, несопоставимая з наростанням обсягів твердих вуглецевих промислово-побутових відходів та з вже нагромадженими їх покладами; необхідність величезних матеріальних й фінансових ресурсів спорудження десятків таких підприємств, які забезпечують необхідні масштаби переробки; відсутність підготовлених кадрів і освоєння і експлуатації підприємств із новими Україні технологіями; високу вартість і складність систем очищення димових газів з урахуванням високих сучасних вимог техногенної безпеки; проблематичність одержання економічного прибутку через високу вартість переробки (це у Німеччини витрати покривають високої платою населення — 50-200 євро за 1 т відходів; відсутність діючої системи роздільного збирання й видалення ТПВ як наслідок, додаткові матеріально-технічні видатки попередню підготовку сировини.

Принциповий висновок внаслідок такого аналізу у тому, що перевірені й ефективні у країнах технології сміттєпереробки і сміттєспалювання що неспроможні за умов швидко і ефективно дозволити таку масштабну і запущену проблему. Слід шукати альтернативні і максимально ефективні можливості переробки відходів, які найкраще враховуватимуть сформовану України ситуацію.

На думку авторів, проблема твердих вуглецевих відходів то, можливо ефективно вирішена з урахуванням дуже розвиненою України коксохімічною промисловості. Майже половину населення і більше 2/З запасів і вибір джерел вуглецевих відходів є територією, де сконцентровано близько десятка коксохімічних підприємств. Ці підприємства, надто за умов поступового скорочення коксу, можуть бути хорошою базою у розвиток нової мусороперерабатывающей промисловості з урахуванням коксохімічної галузі. Основні засади такий підхід до проблеми твердих вуглецевих відходів у Україні викладені у [10-13]. Найважливіші їх зводяться ось до чого:

— основа запропонованої технології — термолиз органічної частини відходів, протекающий в герметичних камерних похилих термолизных печах. При нагріванні вихідного сировини відбувається його термічна деструкція із заснуванням твердого термолизного палива й суміші летючих речовин. Процес відрізняється гнучкістю і керованістю з допомогою можливості спільного використання кількох управляючих чинників;

— технологія забезпечує комплексний характер переробки широкого спектра сумішей вуглецевих промислових і побутових відходів. Тверді і рідкі компоненти відходів у різних пропорціях залежно від своїх властивостей та хімічного складу змішують на стадії підготовки сировини щоб одержати вихідних компаунд-смесей необхідного якості;

— на стадії проектування промислового комплексу передбачається вищого рівня вимог до гарантування безпеки технологічних агрегатів тоді як відомих у коксохімічної промисловості. Улавливание та хімічна переробка всіх летючих продуктів термолиза багато в чому забезпечує екологічні переваги технології;

— використання відходів у ролі дешевого органічного сировини із отриманням корисною продукції за умови залучення інфраструктури кадрів коксохімзаводів поруч із екологічних проблем роблять технологію економічно вигідною та творчої соціальний ефект.

Технологія має таку послідовність основних операцій: сортування вихідного сировини з витяганням великих включень, металів, скла, кераміки і лише частково полімерів; здрібнення, дозування і змішання компонентів із отриманням композицій необхідного складу і властивостей; завантаження суміші в термолизный агрегат, її пресування і в обогреваемую частина агрегату; термолиз суміші із отриманням твердого термолизного палива й летючих хімічних продуктів, які переробляються методами, аналогічними для коксохімічних підприємств; спалювання твердого термолизного палива на топках з бурхливим шаром з утилізацією тепла димових газів у казанах та придбанням електроенергії; подача золошлаковых залишків спалювання палива на виробництво будівельних матеріалів.

Завантаження суміші, її пресування, термолиз і спалювання отриманого твердого термолизного палива відбуваються у єдиному термолизном агрегаті, показаний малюнку. Процес термолиза відбувається у замкненому просторі герметичною камери похилій термолизной печі (НТП) з двостороннім обігрівом [14]. Печи компонуються в батареї, аналогічні традиційним коксовым батарей із гарними теплотехническими характеристиками і можливість використання перевірених в коксовом виробництві й енергетиці ефективних і надійних елементів та вузлів конструкцій і систем.

Основна стадія процесу переробки- термолиз сумішей промислово-побутових відходів, який протікає при слоевом нагріванні спресованого сировини до оптимальних температур. Можливості управління процесом значно ширше, аніж за традиційному коксовании, оскільки управляючими чинниками, крім температурного режиму, є тиск ущільнення, склад перероблюваних сумішей промислово

- побутових відходів, об'ємна щільність сировини й величинаразовой порції завантаження, швидкість просування спресована маси, гідравлічний режим в камері, і температура летючих продуктів термолиза. Чинник складу сировини багато в чому сприяє гнучкості і універсальності технології завдяки створенню компаунд-смесей промислово-побутових відходів із наперед заданими властивостями з різнорідних твердих і рідких вихідних складових. Цей процес аналогічний відомому коксохімії шихтованию для одержання якісного коксу, однак має деякі технологічні відмінності. У цілому нині широкий набір управляючих чинників забезпечує даному процесу такі можливості, яких немає жодного з відомих процесів і агрегатів для термічної переробки твердих відходів [15-17].

У цьому процесі спалюється лише твердий вуглеродний залишок термолиза вихідного сировини — тверде термолизное паливо (ТТТ), що містить переважно золу і вуглець, а котрі виділяються леткі речовини надходять на уловлювання і хімічну переробку. Властивості отриманого ТТТ аналогічні полукоксу коксу з низькосортних, високозольного вугілля [15]. Це паливо вирізняється високою пористість, переважанням дрібних класів крупности і має незначне залишкове кількість летючих речовин. Спалювання в киплячому шарі такого облагородженого і бездимного палива на нагрітому до 900-950 'З стані створює сприятливі умови для стійкого ведення процесу горіння за мінімальної (проти іншими процесами спалювання твердих промислово-побутових відходів) освіті оксидів азоту NO та оксидів сірки. Теплофизические властивості ТТТ визначаються складом вихідного сировини й режимом термолиза,: проте діапазон, у якому ці якості змінюються, дозволяє слід його цілком придатним енергетичним паливом [15]. За необхідності ТТТ можна використовувати й у побутових цілей.

Спалювання ТТТ в низькотемпературному киплячому шарі представляється найефективнішим для такого низкокалорийного, пористого та порівняно низкоплотного палива, ніж спалювання на колосникової решітці, насамперед через вищої інтенсивності такого процесу. У золошлаковых відходах при стабільному процесі спалювання ТТТ виявляються пов'язаними важкі метали, а які утворюються димові гази значно менш токсичні їх обсяг значно менше, аніж за прямому спалюванні еквівалентних кількостей твердих побутових й управління промислових відходів.

Евакуація парогазових летючих продуктів у процесі теомолиза складає гарячу бік, тобто верстви нагрітого сировини до греющим стінок НТП. У цьому відбувається додаткове розкладання смолистих речовин і які у летючих вуглеводнів з відкладенням пироуглерода, що утворюється при високих температурах вище 500 — 650 'З, лежить на поверхні шару ТТТ. Оскільки нагреваемое сировину перебуває у спрессованном стані, воно водночас є фильтрующим шаром, зводять до мінімуму віднесення навіть найбільш дрібних пылевидных фракцій летючими продуктами термолиза за умов швидкісного нагріву. Внаслідок цього термолизный газ містить значно менше пылевидных фракцій проти газом від прямого спалювання відходів. Це сприятливо б'є по роботі газоотводящей і що уловлює апаратури.

Прямі газові викиди з камер термолиза у повітря за мінімального завантаження і розвантаження агрегату цілком виключене. У процесі роботи завантаження агрегатів здійснюється порціями сирої робочої суміші з герметичного бункера в герметичні камери пресування. Спрессованные порції постійно перебувають у камері пресування та створюють додатковий гідравлічний затвор, предотвращающий рух газів термолиза з камери агрегату в бункер і до прессующе-проталкивающему влаштуванню.

Велика різнорідність й соціальна нестабільність вихідного сировини, що надходить на переробку, вимагає оперативного аналізу відновлення всього комплексу його основних характеристик і прогнозування якості одержуваних хімічних продуктів і твердого термолизного палива. Для цього призначена систему управління, куди входять у собі комплекс приладів та методик експрес-аналізу сировини й прогнозування оптимальних параметрів ведення процесу, комп'ютерний центр із програмною забезпеченням і видачею необхідних рекомендацій.

Найважливіші відмінності запропонованої технології всіх відомих зводяться до чого.

1. Процес термолиза ввозяться батареях, які з кількох (більш 72) термолизных печей. Така компонування на 30—40 % знижує удільні капітальні витрати й підвищує термічний ККД установок [14, 15].

2. Переробці піддаються суміші, до складу яких входять ТПВ, промислові відходи вуглевидобутку і вуглезбагачення, коксохімічного виробництва, інші рідкі органічні відходи, що дає змогу отримувати необхідний усереднений склад парламенту й, отже, потрібне якість вихідної суміші [16].

3. Нова технологія забезпечує істотне зменшення обсягів шкідливих газових викидів у повітря під час спалювання твердого термолизного палива завдяки видалення летючих продуктів термолиза на химпереработку. З іншого боку, відбувається зниження токсичності димових газів, спрощення схеми їх очищення, значно покращує екологічність процесу. Особливості процесу такі, що освіта речовин групи діоксинів є мінімальним проти подібними процесами термічної переробки промислових і побутових відходів, реалізація нових технічних рішень забезпечує повна руйнація цих супертоксикантов. Важливим технічним гідністю даної альтернативної технології є можливість переробки старих звалищ ТПВ з рекультивацією звільнених площ.

З аналіз нову технологію слід, що вимоги техногенної безпеки, які пред'являються технологічного комплексу, цілком може бути досягнуті завдяки технологічним особливостям цій технології, конструкційним і компоновочным рішенням основних вузлів агрегатів, які передбачають, їхню цілковиту герметичність, замкнуті контури за продуктами термолиза, зручність контролю стану ущільнень рухливих робочих елементів при порівняно малих теплових втрати. Це цю альтернативну технологію переробки твердих вуглецевих промислово-побутових відходів, має, очевидні переваги економічного та високого соціального характеру, найперспективнішої Україні, передусім на Донецького і Придніпровського регіонів.

Список літератури

1. Економіка природокористування і охорони довкілля // Зб. наук. праць міжнар.наук.-практ. цук. по управлінню відходами "Техноресурс - 2000". — Київ: РВПС Укр. НАН України, 2000.— 200 з.

2. Програму використання відходів виробництва і споживання в Донецькій області на період до 2005 року: Рішення Донецької обласної Заради від 24.03.2000 № 23/12 — 275.

3. Державна Програму використання відходів

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація