В настоящее время в мире накопилось и продолжает накапливаться огромное количество отходов жизнедеятельности человека. Эти отходы, а их насчитывается миллиарды тонн, отравляют воздух, землю и воды. Постепенно к людям приходит понимание того, что необходимо принимать активные меры по утилизации этих отходов. В развитых странах стремятся решать экологические проблемы в комплексе, как путем усовершенствования производственных технологий, сбора и переработки вторичных ресурсов, так и путем разработки новых технологий утилизации отходов.

Несколько факторов в пользу строительства мусоросжигающих заводов (МСЗ) по сравнению с другими способами утилизации мусора:

1. Экономия на ГСМ из-за уменьшения допустимого радиуса строительства объекта (строится в черте города в радиусе 10 км). В то время, как для полигонов захоронения отходов радиус транспортировки от городского комплекса составляет ок.30 км.
2. При сжигании одной тонны отходов можно получить 1300‑1700 кВт.ч тепловой энергии или 300‑550 кВт.ч электроэнергии.
3. Существует возможность реализации получаемого в процессе сжигания ТБО шлака и золы и получения дополнительного дохода.
4. На всех мусоросжигательных заводах обеспечивается утилизация тепла и извлечение черного металлолома.

Однако существуют и несколько факторов против мусоросжигания как одного из способов утилизации ТБО.

1. Главный недостаток мусоросжигательных заводов - трудность очистки выходящих в атмосферу газов от вредных примесей, особенно от диоксинов и оксидов азота. На мусоросжигательных заводах используется одноступенчатая схема очистки газов, что не позволяет реализовать их полную очистку и может вызвать загрязнение воздушного бассейна. В настоящее время разрабатываются технологии более глубокой очистки газов.
   В процессе сгорания ТБО на мусоросжигательном заводе наряду с дымовыми газами образуются еще два вида отходов: шлак и зола. Важной задачей при эксплуатации мусоросжигательных заводов является утилизация или захоронение токсичных золы и шлака, масса которых составляет до 30% сухой массы ТБО. Проблема утилизации золы и шлака в настоящее время решена и находится в стадии внедрения. Применяя даже 99-процентную фильтрацию газообразных продуктов сжигания, в воздух все равно попадает часть выбросов, которая при длительной работе будет приводить к накоплению канцерогенов. Кроме того, при сжигании различных видов мусора образуются вещества, которые, вступая друг с другом в реакцию, могут образовать опасные химические соединения.
2. Высокие капиталовложения. Строительство завода может обойтись в 140 — 150 млн евро (1000 долл/ тонну), а тариф принятия ТБО или, другими словами, стоимость услуги по сжиганию мусора составляет 100 евро за кубометр, согласно оценкам зарубежных производителей. Для сравнения: сейчас на мусоропереработку кубометра тратится 2 евро. Отсюда значительное увеличение бюджетных потоков города на утилизацию ТБО. Дотации из бюджета г.Москвы в год составляют около 300 млн. руб. по г. Москве и 319,2 млн руб по Санкт-Петербургу, что не сопоставимо мало в сравнении с общей суммой капиталовложений.
3. Обеспечение гарантированной поставки сырья. По мнению специалистов, объемы сжигания мусора на таком заводе большие, и, чтобы не допускать убыточности подобного проекта, руководству города необходимо поддерживать определенный установленный ввоз мусора на завод.
4. Для наилучшей работы мусоросжигающего завода необходимо соблюдать определенную морфологию, т.е. состав сжигаемых отходов.

Одним из путей решения множества трудностей, связанных со строительством МЗС является комбинирование такого завода с энергетическим оборудованием для получения различных энергоносителей на ТЭЦ.

Информация об утилизации ТБО в странах Западной Европы, США и Японии, а также данные о количестве отходов, используемых в качестве топлива по ряду стран в 2001г. представлена в таблице 3.

Таблица 4 Утилизация отходов в странах Западной Европы

Рис. 2 Доля термической переработки отходов от размера общей суммы утилизации ТБО

Из таблицы и графика видно, что доля промышленной переработки в среднем составляет 40-50% (!). Наибольших успехов в термическом обезвреживании отходов с использованием их для выработки электрической и тепловой энергии добились наименьшие по территории развитые страны, так как здесь резко ограничены возможности для размещения полигонов по захоронению отходов. Это такие страны, как Дания, Бельгия, Нидерланды, Швейцария.

Технологические процессы комбинирования МСЗ и энергетического оборудования.

Возможно несколько вариантов схем комбинирования МСЗ и энергетического оборудования для получения различных энергоносителей. Мусоросжигательные заводы сооружаются как утилизационные котельные (УК), так и ТЭЦ (УТЭЦ):

1. Котельная и МСЗ; конечным продуктом является тепловая энергия.
2. ТЭЦ со сжиганием ТБО; конечным продуктом является тепловая и электрическая энергия (или только электроэнергия)
   • ТЭЦ, сжигающие ТБО на базе ПТУ;
   • ТЭЦ, сжигающие ТБО на базе ГТУ;
   • ТЭЦ на базе ПГУ, сжигающие совместно с ископаемым топливом ТБО (или топливо из ТБО);

УК оснащаются паровыми котлами-утилизаторами с параметрами пара, как правило, давлением 1,4-2,4 МПа температурой до 250 – 300 ⁰С, при слоевом сжигании топлива на специальных решетках различных систем (в том числе «кипящего» слоя), но с глубокой шнуровкой слоя горящих отходов. Иногда котлы-утилизаторы применяются водогрейные.

УТЭЦ оснащены турбогенераторами с турбинами различного назначения:

• теплофикационными для выработки электроэнергии с отбором пара низкого давления и тепла как для собственных нужд МСЗ, так и отдачи внешним потребителям через электрические и тепловые сети городов;
• производственными с отборами пара повышенного давления, обеспечивающие технологические и коммунальные нужды предприятий,
• а также чисто конденсационными, вырабатывающими только э/энергию.

Перспективы

По мере роста объемов производства и роста благосостояния жителей планеты удельная масса отходов на каждого жителя растет и в скором времени может достигнуть массы в 600-700 кг/чел. в год. Справиться с задачей возврата подавляющей части отходов в сферу полезного повторного использования – одна из важнейших задач человечества. Решение этой задачи возможно при круглогодичном сжигании ТБО на предприятиях по их термической переработке.

Достоинства совмещенной (интегральной) компоновки ТЭС для сжигания природного топлива и ТБО:

1. Существенное повышение эффективности применения ТБО как топлива для выработки электроэнергии и достижение удельных показателей, близких к серийно применяемым ТЭС, можно достигнуть за счет частичного замещения энергетического топлива бытовыми отходами. Доля ТБО по количеству тепла может составлять примерно 10% от тепловой мощности котла станции. В этом случае только за счет повышенных параметров пара и увеличенной мощности котлов и турбин эффективность использования бытовых отходов повысится в 2‑3 раза.
   Существенный экономический эффект может быть получен за счет снижения капитальных вложений благодаря использованию существующей на ТЭС инфраструктуры и сокращению расходов на газоочистное оборудование.
2. Энергетическое топливо, в том числе и бурый уголь, имеющий практически равноценные энергетические показатели с твердыми бытовыми отходами, надо покупать, а ТБО, напротив, принимается с денежной доплатой.

Источник:http://max-energy-saving.infо/