Сжигание отходов неизбежно, ведь не всё можно переработать. Человечество старается создать метод, безопасный для окружающей среды, и самый прогрессивный на сегодня — плазменная переработка.
Сегодня у мусоросжигательных заводов плохая репутация: уже доказано, что обычное сжигание отходов в печах, с добавлением мазута или каменного угля, приводит к выбросу ядовитых веществ. Такие установки, которые появились в 80-90-е годы XX века, производят фураны и диоксины — высокотоксичные соединения. А дым, который выделяется при сжигании мусора, настолько едкий, что их приходится строить вдалеке от жилья, что увеличивает расходы на логистику.
Поэтому человечество продолжает искать новые технологии уничтожения отходов, и одной из самых прогрессивных является плазменный метод сжигания мусора.
Почему сжигание мусора неизбежно
На первый взгляд, отправлять отходы в печь нерационально; гораздо дальновиднее строить предприятия по переработке. Но не все виды мусора можно использовать повторно, потому что у этого процесса есть ограничения:
- стекло перерабатывается бесконечное количество раз;
- металл — тоже бесконечно;
- бумага — примерно 6 раз;
- пластик — 2-6 раз, в зависимости от вида.
Загрязненное вторсырье (например, полиэтилен или одноразовая посуда с остатками пищи) не принимается в переработку. Такие полимерные материалы как поролон, пенопласт, другие утеплители, также непригодны для повторного применения.
Накапливание мусора на полигонах — не выход: свалки не могут расти бесконечно. Только в России каждый год на полигоны вывозится 2–2,5 млрд тонн отходов, и их суммарная площадь увеличивается на 300 тыс. гектаров ежегодно. Даже если представить идеальную схему, в которой всё вторсырье будет проходить переработку, в конечном счете часть отходов неизбежно попадет на свалку. В перерабатывающей отрасли есть термин «хвосты»: это мусор, в котором нет полезного вторсырья и органики. Обычно именно он отправляется в печь.
Поэтому нужна технология, которая будет уничтожать отходы с минимальными рисками для окружающей среды. Сегодня большие надежды возлагают на плазменный метод сжигания мусора.
Как работают плазменные печи
Плазменная, точнее, плазмохимическая переработка — способ, при котором полимеры расщепляются до газообразных углеводородов и оксида углерода. Эти газы можно использовать для органического синтеза.
В основе технологии лежит термолиз: способ не новый; он хорошо известен производителям твердого топлива, сланца и кокса.
Процесс плазменного сжигания проводят под давлением, с участием водяного пара и с контролируемой подачей кислорода. Окисление в процессе получается неполным, поэтому исходное сырье не сгорает в обычном смысле этого слова, а подвергается пиролизу: термическому разложению. Чтобы процесс начался, нужно достигнуть температуры 1000 градусов.
После плазмохимической переработки отходы превращаются в водород, монооксид углерода и горючие газы. Также плазменные установки дают твердые отходы, пригодные для строительства.
Мусор — в тепло и спирт
Вещества, полученные таким способом, используют как топливо для электростанций. А ещё его можно применять для органического синтеза и получать полезное сырье: спирты, аммиак, горючее, удобрения. Твердые отходы пиролиза можно применять как наполнитель для стройматериалов. Это материал черного цвета, похожий на стекло; он не пахнет и не выделяет вредные вещества.
Сейчас уже есть прототипы плазменных установок для сжигания мусора, в том числе и те, которые окупают сами себя, работая на выделяемом из мусора газе. В Израиле, Англии, Канаде и США уже запущены пилотные установки, основанные на таком принципе. Возможно, через несколько лет Россия начнет перенимать зарубежный опыт.
