Термические методы переработки ТБО при температурах выше температуры плавления шлака

Основными недостатками традиционных методов термической пере­работки ТБО являются большой объем отходящих газов (5000-6000 куб. м на 1 т отходов) и образование значительных количеств шлаков (около 25% по массе или менее 10% по объему), которые отличаются повышен­ным содержанием тяжелых металлов и по этой причине находят лишь ограниченное применение (в основном, в качестве пересыпного матери­ала на свалках).

Для использования в стройиндустрии эти шлаки долж­ны быть обезврежены. Одним из эффективных способов обезврежива­ния шлаков является их плавление с последующим остекловыванием. В остеклованной форме токсичные вещества находятся в изолированном состоянии и не вымываются из шлака после его измельчения.

Для снижения количества отходящих газов (и одновременно для улучшения их состава) и, как следствие, для сокращения затрат на весь­ма дорогостоящую газоочистку работы ведутся в двух направлениях:

• сокращение с помощью сортировки количества отходов, направляемых на термическую переработку, и оптимизация их состава (с точки зрения гомогенизации, повышения и стабилизации теплотвор­ной способности, снижения содержания вредных и балластных компо­нентов и др.);
• совершенствование собственно термического процесса (замена части дутьевого воздуха на кислород, оптимизация подачи дутья, при­менение комбинированных термических процессов «пиролиз-гази­фикация» с использованием в качестве газифицирующего агента кисло­рода и энергетической утилизацией образующегося синтез-газа; темпе­ратура в процессе газификации повышается до 1400-2000°С, что одно­временно приводит к образованию расплава шлака).

Для получения расплава шлака непосредственно в процессе терми­ческой переработки ТБО необходимо обеспечить температуру в аппара­те выше температуры плавления шлаков (около 1300°С), что требует, как правило, либо использования кислорода, либо подвода дополни­тельной энергии. Замена части дутьевого воздуха на кислород одновре­менно обеспечивает снижение количества отходящих газов.

В настоящее время в мировой практике апробирован ряд методов высокотемпературной переработки ТБО:

• комбинация процессов пиролиз-сжигание, разработанная концерном Siemens (совместное сжигание при 1300°С пирогаза и твердого углеродистого пиролизного остатка, отсепарированного от минеральных компонентов);
• комбинация процессов пиролиз-газификация-сжигание с ис­пользованием в качестве газифицирующего агента кислорода, разрабо­танная фирмами Noell, Германия, и Thermoselect, Италия (температура процессов 1400-2000°С);
• металлургические процессы: процесс сжигания при температуре 1350-1400°С в слое барботируемого шлакового расплава с использованием кислородного дутья (процесс Ванюкова, предложенный для переработки ТБО рядом рос­сийских фирм - Гипроцветмет, Гинцветмет, МИСиС) или с использова­нием взамен кислородного дутья природного газа; термический процесс при температуре 1400-1500°С с использова­нием электрошлако вого расплава;
• доменный процесс при температуре 2000°С;
• плазменные технологии.