Сжигание отходов (ТБО) в плотном слое кускового материала и шлаковом расплаве без принудительного перемешивания и перемещения материала (доменный процесс)

Для термической переработки твердых бытовых и промышленных отходов любого состава НИИЦ «Экология» РАН предложено использо­вать шахтные печи (по конструкции аналогичны доменным печам). Подлежащие переработке отходы смешиваются с низкосортным уптем (расход уптя - 25-30% от количества загружаемых в печь отходов) и из­вестняком (расход известняка — 30% от количества загружаемых в печь отходов), загружаются сверху в печь и продуваются предварительно по­догретым до 1000-1400°С воздухом, обеспечивающим получение в нижней части печи газов с температурой не менее 2000°С (воздух подо­гревается в специальных подогревателях — кауперах, представляющих собой металлические футерованные емкости с керамическими элемен­тами в виде шариков из диоксида циркония или алюминия).

Для переработки 60 тыс. т отходов в год необходима доменная печь объемом 200 м³ (высота —18м, диаметр горна — 4,25 м). Продукты вы­сокотемпературной переработки — жидкий металл (чугун) и жидкий расплав шлака - предлагается перерабатывать в изделия (без повторно­го их нагрева). Предлагается также утилизировать тепло отходящих га­зов (производство тепловой и электрической энергии).

Преимущество предлагаемого процесса перед другими авторы ви­дят в следующем: использование добавок угля и известняка, экологиче­ская безопасность и высокая рентабельность, возможность переработки любых отходов, возможность получения товарной продукции широкого спроса.

В целях формулирования обоснованного вывода о возможности ис­пользования доменных печей для переработки ТБО необходима полная программа промышленных испытаний, лабораторные испытания тер­мообработки отходов совершенно недостаточны для моделирования промышленного металлургического процесса, особенно тяго-дутьевого режима.

Очевидно, нет необходимости смешивать ТБО с любыми другими отходами. Система сбора ТБО и их доставки на завод отличается от дру­гих отходов; допустима лишь совместная переработка с ТБО отходов, к ним приравненных; как отмечено, объемы образования ТБО таковы, что не хватает мощностей для их промышленной переработки, поэтому ор­ганизация совместной переработки ТБО и других многотоннажных твердых отходов не актуальна.

Серьезным недостатком предлагаемой технологии является необхо­димость подачи в процесс больших количеств угля и известняка (необ­ходимость дополнительного складского помещения, дополнительных транспортных систем для подачи в печь, сложность шихтовки материа­лов, зависимость от поставщиков и пр.). При плавке железных руд это оправдано, при переработке ТБО это является осложняющим, неоправ­данным фактором (суммарный расход угля и известняка - около 60% от количества ТБО). К тому же морфологический состав ТБО не позволя­ет эффективно выделять металлический расплав в донной фазе (очевид­но, требуется добавка к ТБО подходящих отходов с высоким содержа­нием металла), и технология применения доменного процесса к ТБО вряд ли оправдана (прежде всего по экономическим соображениям).

Фактически в предлагаемом процессе безвозвратно теряются цен­ные компоненты ТБО (алюминий, олово, черный металл), которые мож­но выделить в самостоятельные продукты при сортировке ТБО. Реали­зация получаемого по данной технологии металлического расплава проблематична.

Поскольку преимущества данного процесса по сравнению с извест­ными термическими технологиями не ясны (за исключением восстано­вительной атмосферы выше зоны шлакового расплава, что снижает ве­роятность образования диоксинов), температура процесса примени­тельно к ТБО не оправдана, так же как не оправданы и добавки угля и известняка при больших расходах, строительство заводов с их комплек­тацией доменными печами представляется необоснованным.