… Извлечь из общего потока твердых коммунальных отходов вторичные материальные ресурсы – стекло, металлы, бумагу, дерево, пластик – это даже не полдела, это четверть дела. Именно на 25% уменьшится количество отходов после такой вот сепарации – неважно, происходит ли она у вас на кухне, или на мусороперерабатывающем заводе. Причем плюсы и минусы есть при любом подходе. На кухне, конечно, больше извлекаем «вторички», зато нужно больше места для мусорных баков. Да и автомобилей, вывозящих отходы, к вам во двор приезжает в несколько раз больше, и все дымят.
Основная проблема мусоропереработки – не извлечение из мусора вторичных ресурсов, а переработка всего остального – пищевых отходов, мелкого мусора, битой посуды, тюбиков из-под зубной пасты, использованных памперсов, старой подушки, содержимого пылесоса, пепельницы, кофеварки, чайных пакетиков, детских игрушек, сорванных со стены обоев, изорванных писем… Всего того, что составляло ценность человеческой жизни и постепенно стало не нужно людям. На 90% это всё является органикой, то есть смесью производных углерода. Поэтому возникает соблазн кинуть весь мусор в печь.
Но сжигание, уменьшая массу твердого мусора, увеличивает массу «мусора» в воздухе, ведь горение – это с точки зрения химии прибавление кислорода к углероду. То есть, убирая помойку на земле, мы создаем помойку в небе.
Пустить всё на компост тоже пробовали. Компост получается такой, что его впору против борщевика использовать – содержание вредных веществ в нем соответствует 3 классу опасности.
И тут вспомнили про старый метод улучшения топлива – термолиз, нагрев без доступа воздуха. Таким образом можно получать топливо совершенно других характеристик – кокс, например, необходимый для доменных печей. Или горючий газ из твердого исходного компонента. Или жидкое моторное топливо практически из любой органики…
История применения термолиза очень стара и все высказывания, что это, мол, новый не апробированный метод, являются заведомой ложью.
Существует предание, что еще в XIII веке в Париже некий Езекииль получал газ для освещения своего дома. Однако изобретателями способа получения газа из каменного угля считаются Филипп Леблон и Уильям Мёрдок, в 1790-е годы сделавшие почти одновременно это открытие во Франции и Англии.
В 1815 году англичанин Джон Тейлор получил патент на освещение с помощью газа, получаемого из животных и растительных масел.
В 1820 году угольный газ был впервые применён для освещения улиц Парижа. Затем этот газ также стали применять для отопления и для приготовления пищи на газовых плитах.
В 1780 году Феличе Фонтана открыл действие водяного пара на раскалённый уголь. В 1830 году в Дублине впервые применили карбюрированный нафталином водяной газ для освещения. Около 1855 года водяной газ применили для освещения во Франции и в Российской империи (в Петербурге), через пять лет – в Германии, затем – в Великобритании и США.
Наиболее широко искусственные газы стали применять в Северной Америке. В США в 1868 году было 971 газовых компаний, в Канаде - 47. Из них 616 компании производили угольный газ, а 312 компании применяли иные способы получения газа (в основном, они производили водяной газ).
В 1870-е годы в разных странах Европы стало распространено освещение газом, получаемым из минеральных масел, нефти и нефтяных остатков.
Даже после того, как в конце XIX века газовое освещение стали заменять электрическим, инфраструктура производства и распределения искусственного газа сохранилась.
В 1931 году в Москве был построен завод «Нефтегаз», на котором высококалорийный газ (11000 ккал/м3) смешивался с водяным генераторным газом и с теплосодержанием 4000 ккал/м³ направлялся в городскую сеть. В 1938 году в Московской области, в поселке Расторгуево был построен коксогазовый завод, который давал в городскую сеть Москвы до 100 млн м³ газа в год. В 1948 году в Ленинград впервые поступил пиролизный сланцевый газ с завода по его производству, построенного в Кохтла-Ярве. Такой же завод был построен в городе Сланцы. Наибольший объём производства искусственного газа был достигнут в СССР в 1959 году — 1,9 млрд м³.
Лишь в 1960-е годы в связи с началом массовой добычи природного газа городские газовые заводы стали закрываться, а городская газопроводная сеть стала использоваться для доставки потребителям природного газа. Поступление искусственного газа в городскую сеть Москвы полностью прекратилось в 1964 году.
Коксование— еще один вариант термолиза, массово применяемый сейчас. Это процесс переработки жидкого или твёрдого органического материала нагреванием без доступа воздуха. Кокс – важный компонент для выплавки металла.
Первоначально побочный продукт коксования, коксовый газ, ранее широко использовался: в девятнадцатом и начале двадцатого века для освещения, приготовления пищи и обогрева. Развитие производства газа шло параллельно с промышленной революцией и урбанизацией, а производство побочных продуктов, каменноугольных смол и аммиака, были важным сырьем для химических красителей и химической промышленности. Все виды искусственных красителей были изготовлены из коксового газа и смолы.
Сейчас коксовый газ используется как топливо в промышленных печах, газовых двигателях, как сырье в химической промышленности.
Как побочный продукт при производстве кокса на заводе Profusa SA в Бильбао (Испания) образуется коксовый газ с высоким содержанием водорода. С августа 1995 года коксовый газ сжигается в 12 газовых двигателях GE Jenbacher, которые производят 7164 кВт электрической мощности. Выхлопной газ используется для производства пара на технологические нужды. Двигатели были адаптированы для работы на 100% коксового газа, 100% природного газа или смеси коксового/природного газа (60/40).
Термолиз применяется и в химической промышленности. Процесс термического пиролиза углеводородного сырья (нефти и её фракций) — основной способ получения низкомолекулярных ненасыщенных углеводородов — этилена и пропилена.
Существующие мощности установок для проведения пиролиза в мире составляют 113,0 млн т/год по этилену или почти 100 % мирового производства и 38,6 млн т/год по пропилену или более 67 % мирового производства.
Около 80 % мирового производства бутадиена и 39 % производства бензола осуществляется пиролизом углеводородов.
Так что говорить о том, что пиролизные установки маломощные, сложные, мало изученные – это заведомо обманывать слушателя.
Сейчас все больше мусороперерабатывающих предприятий начинают переходить к пиролизу, как наиболее безопасному методу утилизации твердых коммунальных отходов.
В Ленинградской области уже работает несколько установок пиролиза бытовых отходов.
Пиролиз – это разложение тяжелых органических веществ на более легкие при нагревании и в отсутствии кислорода. На латинском языке «pir» – это огонь, а «lizios» – разлагаю, дословный перевод термина: «разлагаю огнем». Смысл пиролиза ТБО сводится к тому, что соединения, образующие мусор, при нагревании в реакторе расщепляются на вещества, имеющие более низкую молекулярную массу. В результате пиролиза образуется три основных продукта:
- пирогаз (пиролизный, пиролитический газ или синтез — газ) – это смесь газов, способных гореть и негорючих;
- пиролизное (пиролитическое) масло и вода. Пиролизное масло имеет разный состав и может служить впоследствии печным топливом или сырьем для переработки;
- пикарбон (твердый углеродсодержащий остаток – уголь).
Также в осадок выпадает минеральная составляющая мусора.
Полученный синтез-газ и жидкое топливо правильнее использовать на самом мусороперерабатывающем заводе, чтобы нагревать пиролизный реактор, вырабатывать электроэнергию для нужд производства и обогревать завод в зимнее время. Таким образом, заводу не нужно будет закупать энергию со стороны.
Минеральную составляющую с добавлением пирокарбона можно использовать для благоустройства территории, как удобрение, а можно литифицировать до состояния камня и использовать для подсыпки технологических дорог.
В общем, использование этого старого метода делает процесс переработки мусора безопасным, экономически рентабельным и безотходным. Никаких полигонов для «хвостов мусоропереработки», о чем сейчас говорят сторонники полигонного захоронения, не требуется.
Строительство заводов по такому принципу решает проблемы переработки всего бытового мусора, создать такие заводы возможно за год-полтора, размещаться они могут даже в городской черте, выбросов от них за пределами производственной площадки не наблюдается.
Юрий Шевчук, Зеленый Крест.