Плазменная переработка мусора и отходов

В XXI веке проблема свалок грозит перерасти в глобальную катастрофу. Мусоросжигающие заводы прошлого столетия не решили её, а усугубили. Из-за них в воздух было выброшено большое количество высокотоксичных соединений. Диоксины и фураны, выпадающие в виде осадков, загрязнили почву и теперь вместе с растительной и животной пищей попадают в организм человека. Новое решение — плазменная переработка мусора позволила на 99% сократить выброс вредоносных веществ в атмосферу при утилизации отходов человеческой жизнедеятельности.

Плазменная переработка мусора и отходов

Что представляет собой плазменная утилизация?

До XX века мусор аккумулировался на многочисленных свалках мира. Проблема его утилизации не была острой из-за сравнительно небольшого количества отходов и наличия у человечества обширных площадей для организации мусорных свалок. В прошлом столетии учёные обнаружили, что многие виды выбрасываемых веществ способны навредить окружающей среде. Под воздействием солнца и влаги они разлагаются и загрязняют воздух, воду и почву планеты. Первый опыт сжигания мусора оказался не менее опасным, чем бездействие.

Методика плазмохимического разложения органических веществ позволяет обезвредить опасные соединения. С её помощью сложные полимеры расщепляются до оксида углерода и газообразных углеродов. В результате плазменной утилизации отходов на выходе получают сырьё для дальнейшего органического синтеза и безопасное топливо.

Плазменная переработка мусора и отходов

Суть процесса

Ранее плазменную технологию применяли для газификации дерева, гудрона, сланца, кокса и других видов твёрдого топлива. Термолиз, так называется технология, одинаково применим как для переработки бытового мусора, так и для утилизации токсичных промышленных отходов.

Суть плазменного воздействия в том, что происходит термическое разложение отходов с неполным окислением. Изменение подвергаемых термолизу веществ происходит под воздействием:

  • давления;
  • кислорода;
  • водяного пара.
Читайте также:  Переработка куриного помета

Плазменная газификация начинается при температуре от 1000°C и выше. Не даёт сгореть обрабатываемому мусору кислород.

Результаты плазменной переработки

В описываемом процессе переработки отходов получают сигаз, включающий:

  • монооксид углерода;
  • водород;
  • другие горючие газы.

Субстанция является хорошим топливом для вырабатывающих электричество станций, а также сырьём для получения таких продуктов производства:

  • горючее;
  • синтетическое моторное масло;
  • азотные удобрения;
  • аммиак;
  • высшие спирты;
  • менатол.

История создания

Плазменная переработка мусора и отходов

Описываемый метод был разработан в 20-е гг. прошлого столетия в Германии. На тот момент он рассматривался как альтернатива промышленности, основанной на добыче нефти.

Так как для разложения искусственных органических веществ из ТБО (твёрдых бытовых отходов) возможно при наличии стабильной низкотемпературной плазмы и жёстких условий в реакторе, в 90-х гг. XX века учёные из РФ, Израиля и Украины создали плазмотрон —  плазменную установку, способную газифицировать любые вещества, включая и химическое оружие.

Учёные Института электрофизики и электроэнергетики РАН построили плазмотрон, обладающий целым рядом важных преимуществ:

  • энергоэффективнность;
  • компактность;
  • температура может достигать1000000°K.

Массовое производство установки не может быть запущенно по причине скудного финансирования научной сферы РФ.

Параллельно с российскими разработчиками учёные корпорации Westinghouse создали плазматроны, в которых температура достигает 6273°K. Устройства уже прошли проверку и готовы перерабатывать большие объёмы отходов.

Способы

На сегодняшний день отходы уничтожают несколькими путями:

  • сжигание мусора в плазме;
  • газификация обычного типа;
  • сжигание.

Только первый способ позволяет достичь максимальной эффективности и абсолютно безвреден для окружающей среды.

Технология

Плазменная переработка мусора и отходов

Переработка ТБО по описываемой технологии состоит из нескольких этапов:

  1. Сырьё готовится к обработке – измельчается, обезвоживается, доизмельчается и подаётся в реактор.
  2. Запускается электрический плазмотрон, обеспечивающий поддержание в реакторе требуемого температурного режима.
  3. Под воздействием высоких температур органика газифицируется и делится на отдельные молекулы. Неорганические вещества образуют шлак.
  4. Синтез-газ очищается от примесей, охлаждается и направляется на газопоршневую электростанцию для выработки электроэнергии. Её часть используется для обеспечения работы плазменной печи.
  5. Полученный шлак используют для производства плит для теплоизоляции, а также газобетона.
Читайте также:  Можно ли переработать лампы накаливания?

Сравнительный анализ применяемых методик утилизации отходов

Для того чтобы было понятно превосходство описываемого метода, приведём таблицу:

п/п

СжиганиеОбычная газификацияПлазменная газификация
1.Разрушение (650С) Разрушение 70% (800 С)Разрушение 90% полное
2.Выделяются диоксины, смолы и фураны в большом количествеПрисутствуют диоксины, смолы и фураныВредные вещества отсутствуют.
3.Токсическая зола 30%Зола 10%стеклованный компаунд в неорганической части – 5 %
4.Не все отходыНе все отходыЛюбой мусор
5.Нужна сортировкаНужна сортировкаНет необходимости в сортировке
6.Крупные объёмыНебольшие объёмыКрупные объёмы
7.Высокий процент выброса газов и летучей золы в атмосферуСредний процент выброса газов и летучей золы в атмосферуВыбросы отсутствуют
8.Чувствительность к влажностиЧувствительность к влажностиЧувствительность к влажности отсутствует

Преимущества плазменной переработки

Плазменная переработка мусора и отходов

Описываемый метод имеет свои плюсы и минусы. Лидером утилизации отходов он стал благодаря таким преимуществам:

  1. Самодостаточность системы переработки – замкнутый цикл производства. Получаемые газы не загрязняют воздух, а отправляются на электростанции.
  2. Полученный на выходе продукт в 300 раз меньше переработанного мусора.
  3. Отходы не нужно готовить к утилизации.
  4. В 3 раза меньше расходы на организацию утилизационных процессов.

В России технология только начинает развиваться. В таких странах как Индия, США, Китай, Англия и Япония она успешно применяется. Учёные уверены, что она положительно скажется на экологии планеты.

Заключение

Власти Москвы планируют построить вокруг столицы 8 заводов, работающих по технологии плазменной газификации мусора. Новый проект остановил ход старого проекта, в котором предполагалось, что в главном городе страны будут возведены диоксиновые мусоросжигательные предприятия. Это хорошая новость для россиян и всей России, так как проблема мусора препятствует развитию государства и грозит превратить его в огромную свалку.

Читайте также:  Переработка и утилизация полимерных отходов
Ольга Борищук
Оцените автора
Добавить комментарий

двадцать − четырнадцать =