дс2017шапка
ППРК-Сервис
Архив номеров / Архив в электронном виде / СТО 01/42/МАРТ 2016 / ВРЕМЯ ПЕРЕХОДИТЬ НА БЕЗОТХОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УТИЛИЗАЦИИ МУСОРА
ВРЕМЯ ПЕРЕХОДИТЬ НА БЕЗОТХОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УТИЛИЗАЦИИ МУСОРА

ВРЕМЯ ПЕРЕХОДИТЬ НА БЕЗОТХОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УТИЛИЗАЦИИ МУСОРА

Об отечественном способе утилизации твердых бытовых, любых медицинских и части промышленных отходов, который не требует устройства полигонов для захоронения остатков переработки, рассказывает Виктор Морозов, директор СРО НП «Проектные организации Северо-Запада».

Опытная промышленная установка «Пироксел», производительностью 25 тыс. тонн в год, работала два года в Москве на территории автора технологии – института ВНИИЭТО (Новгородская ул., 29). Накопив определенный опыт в утилизации твердых бытовых, медицинских и части промышленных отходов, институт в 1998 году получил положительные заключения Государственного комитета РФ по охране окружающей среды и Главгосэкспертизы России, однако до сих пор не нашлось инвестора, готового вложить средства в развитие данного направления.

Сейчас установка «Пироксел» демонтирована, притом что сама технология была с успехом представлена в печати и ряде выставок, в том числе за рубежом (Вашингтон, Рим, Сан-Франциско, Кельн, Мадрид).

Автор установки – Лев Абрамович Волохонский, профессор, доктор технических наук (1933–2008). После его смерти мы обратились к генеральному директору ВНИИЭТО с просьбой разрешить нам (В. С. Морозову, В. Я. Ходыреву и А. Д. Анисимову) представлять интересы института по вопросам, связанным с технологией «Пироксел», и получили на то согласие. Мы не только поддерживаем технологию в рабочем состоянии, но и внесли в нее ряд изменений, главные из которых – выработка электроэнергии, производство холода и эффективный способ борьбы с несанкционированными свалками. Помимо этого, решили вопрос о необязательности проведения селективного сбора отходов и предварительного отбора вторичного сырья перед переработкой. Сегодня установка вырабатывает тепло (а при наличии потребности – холод) и электроэнергию, а также два вида вторичного сырья: металл в слитках и базальтового типа остеклованный шлак (при внесении некоторых добавок возможно вместо шлака получение базальтового утеплителя). Продажа энергии и вторичного сырья с лихвой окупает доходы, получаемые от селективного сбора и отбора вторичного сырья. Окупаемость строительства по предлагаемой технологии составляет пять и менее лет.

Чем отличается предлагаемая технология от любой другой? Тем, что она является высокотемпературной и термохимической, максимальная температура в ней составляет 1500 °С. По температурному режиму технология находится на стыке между плазменной и обычной технологиями сжигания. В рабочей зоне отечественной плазменной технологии академика Ф. Г. Рутберга температура составляет 1200–1800 °С, в обычной технологии сжигания – 850–1100 °С. Предлагаемая установка «Пироксел» имеет температурный режим переработки отходов 1200–1500 °С. Установка герметична и работает в автоматическом режиме. Наличие различного типа датчиков позволяет непрерывно корректировать процесс переработки отходов, поддерживая необходимую температуру их горения за счет корректировки подачи подогретого воздуха и природного газа.

Установка по переработке отходов состоит из четырех взаимно связанных блоков: барабан для сушки отходов потоком отходящих газов; футерованная печь для сжигания органических отходов (температура 1200–1300 °С); футерованная металлургическая электропечь для сжигания несгоревших органических отходов, плавления металлов и минерального остатка, а также для уничтожения тяжелых металлов внесением в печь кальцийсодержащих добавок. Температура в электропечи – до 1500 °С. Выпуск металла и шлака производится из двух леток, расположенных в разных уровнях. Четвертый блок – гранулятор для производства остеклованного шлака.

В технологии предусмотрена трехступенчатая термохимическая очистка дымовых газов. Проходит она в трех последовательно соединенных камерах – дожигания, нейтрализации и восстановления азота. Камера дожигания работает при температуре 1200 °С, которая при необходимости поддерживается подачей природного газа и подогретого воздуха. Для уничтожения диоксинов и фуранов дымовой газ находится в камере не менее двух секунд. Далее газ поступает в камеру нейтрализации, где он нейтрализуется 10% раствором соды, а затем поступает в камеру восстановления азота, в котором восстанавливается азот 1,5% раствором карбамида, причем расход присадок составляет в среднем 12 кг на тонну перерабатываемых отходов. На выходе из блока термохимической очистки температура дымовых газов составляет 1050 °С. Очистка дымовых газов от пыли производится перед выбросом их в атмосферу в электро- и тканевом рукавных фильтрах при температуре 220–180 °С, степень очистки газов – 99,5%. Пыль с фильтров периодически стряхивается сжатым воздухом и направляется в установку на вторичную переработку. Выброс в атмосферу включает в себя до 44% азота, 47% водяного пара, около 3% кислорода и 6% углекислого газа, а содержание токсичных веществ не превышает требования отечественных и зарубежных нормативов. Содержание токсичных веществ в дымовых газах, мг/м3: оксид углерода (СО) – 50; оксиды азота (NOх) – 80; оксиды серы (SОх) – 50; хлористый водород (HCL) – 10; фтористый водород (HF) – 10; свинец, медь (суммарно) – 0,05; кадмий, мышьяк, цинк (суммарно) – 0,05; диоксины – 0,1 нг; пыль – 10. 

Выработка тепла и электроэнергии производится при охлаждении дымовых газов в температурном диапазоне от 1050 до 230 °С. Количество тепла и электроэнергии на продажу определяется заказчиком, но не более чем 3 Гкал (тепло) и 750 кВт∙ч (электроэнергия) на тонну перерабатываемых отходов (без учета внутреннего потребления). С целью предотвращения рекомбинации диоксинов и фуранов дополнительно при температуре 450 °С производится закалка дымовых газов. Закалка выполняется в скруббере впрыскиванием в него необходимого количества распыленной воды. Пар, образующийся при впрыскивании воды, используется для выработки тепла или электроэнергии.

По данным Министерства природных ресурсов, Россия производит в год только твердых бытовых отходов 60 млн тонн. Перерабатываются из них не более 8%, при этом более половины их поступают обратно на полигоны или свалки. Положение исключительно тяжелое – в стране практически отсутствует база переработки отходов. 

Это обязывает нас, пока не поздно, найти прорывный способ утилизации отходов. В качестве подобного способа может быть предложена сравнительно дешевая безотходная технология «Пироксел».
Определим в действующих сегодня ценах окупаемость строительства завода по переработке 100 тыс. тонн твердых бытовых отходов в год.
Фактически окупаемость строительства значительно ниже значения «4,4 года», так как все технологическое оборудование (за исключением компьютеров) может быть изготовлено на отечественных предприятиях, в расчетах также не учтены преимущества технологии «Пироксел», которые указаны выше, особенно отказ от затрат, связанных со строительством и эксплуатацией полигонов для захоронения отходов (расчет приведен ниже).
Площадь, требуемая для строительства завода производительностью 100 тыс. тонн, составляет около 2,5 га. Модульный принцип, заложенный в технологию, позволяет проектировать заводы производительностью от 10 до 500 тыс. тонн.

НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫЕ
СВАЛКИ

При вывозе отходов перевозчик платит за услугу полигону или заводу. Деньги он уже получил по договору о вывозе отходов (или получит). Это зачастую побуждает его сохранить полученную сумму, вывалив отходы в соседний лес или на какую-либо поляну. Нужен экономический стимул. Платить перевозчику должен полигон и завод за доставку отходов для работы. Любому региону под силу решить эту задачу – необходимо лишь изменить финансовые потоки. При этом администрация региона должна обес­печить финансирование полигона и завода из средств, поступающих сегодня перевозчику.
Откуда брать деньги на строительство заводов по предлагаемой технологии? Наиболее значительные суммы можно получить от сбора за утилизацию упаковки, введенного новым законодательством. Меньшие суммы может дать сбор за вывоз отходов. Например, в Петербурге в платежной ведомости за квартиру есть строка «Вывоз отходов» – 3,56 руб. за 1 кв. м общей площади. В год с населения города получается сумма примерно равная 3,56 x 24 x 12 x 5,2 = 5,3 млрд руб., где 24 – количество метров площади на человека, 5,2 – количество жителей (в миллионах). По стране в целом это составит около 120 млрд рублей. Один завод производительностью 100 тыс. тонн в год стоит менее 1,5 млрд руб. Не будем замахиваться на всю сумму – возьмем только 90 млрд руб. Указанная сумма позволяет строить за год заводы общей производительностью 6 млн тонн. Вопрос перехода на технологию «Пироксел» может быть закрыт за 10–12 лет. Использование денег из сбора за утилизацию упаковки позволяет ускорить этот процесс.
Следует иметь в виду, что полигоны будут существовать еще долго и нагрузка на них в начальный период должна возрасти. Во-первых, начнет сокращаться объем несанкционированных свалок и отходы с них пойдут на полигоны, во-вторых, строительство заводов по предлагаемой технологии займет немало времени.

Виктор Степанович Морозов,
директор СРО НП «Проектные
организации Северо-Запада»
тел.: 8 (921) 909-20-13


ВЫСОКАЯ ТЕМПЕРАТУРА ПЕРЕРАБОТКИ ОБЕСПЕЧИВАЕТ ЗНАЧИТЕЛЬНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ТЕХНОЛОГИИ «ПИРОКСЕЛ»:
• отказ от строительства полигонов в связи с их ненужностью;
• переработка отходов за один технологический цикл, что выгодно отличает ее от других технологий;
• отказ от селективного сбора и отбора вторичного сырья, предшествующего переработке отходов;
• возможность размещения мусороперерабатывающих производств в
промышленных зонах городов;
• по данной технологии могут быть переработаны не только твердые бытовые, но и любые медицинские и частично промышленные отходы;
• резкое сокращение затрат на утилизацию отходов.
СПРАВКА
Капитальные вложения
• Технологическое оборудование: (384 + 135) x 75/30 = 1298 млн руб., где 384 и 135 – стоимость оборудования переработки отходов и электрооборудования в ценах 2007 года, 75 руб. – цена доллара США в 2016 году, 30 руб. – цена доллара США в 2007 году. Данные получены из «Технико-экономического предложения…» ВНИИЭТО, 2007 год.
• Здания и сооружения: 115 млн руб.
• Прочее, включая дополнительные проектные работы: 75 млн руб.
Итого 1488 млн руб.

Ежегодные расходы
• ФОТ: 55 млн руб. (45 чел.), работа в три смены.
• Присадки: 40 млн руб.
• Футеровка и электроды: 10 млн руб.
• Вода, природный газ, сжатый воздух: 45 млн руб.
• Прочее: 35 млн руб.
Итого 185 млн руб.
Полезные продукты переработки отходов
• Металл: 100 000 x 0,03 = 3 000 тонн
• Шлак: 100 000 x 0,17 = 17 000 тонн
• Тепло: 100 000 x 3 = 300 000 Гкал
• Электроэнергия: 100 000 x 750 = 75 млн кВт∙ч

Продажа продуктов переработки
• Тепло: 300 000 x 1,3 = 390 млн руб.
• Электроэнергия: 75 x 2,3 = 172 млн руб. В связи с избытком электроэнергии в ряде регионов продажная цена ее снижена примерно вдвое.
• Металл: 3 000 x 12 = 36 млн руб.
• Шлак: 17 000 x 0,6 = 10 млн руб.
Итого 608 млн руб.

Ежегодная прибыль: 608 – 185 = 423 млн руб.
Ежегодная чистая прибыль: 423 x 0,8 = 338 млн руб.
Окупаемость строительства: 1488 : 338 = 4,4 года.
Рентабельность: 608 : 185 = 320%.

ОСНОВНЫЕ ЭКСПЕРТИЗЫ ПО ТЕХНОЛОГИИ «ПИРОКСЕЛ».
• Заключение от 3 июля 1998 года Государственной экологической экспертизы материалов «Технологии пиролизно-металлургической переработки твердых бытовых и медицинских отходов «Пироксел». Вывод. Технология «Пироксел» рекомендуется для использования при создании установок по термической переработке отходов.
• Заключение Главгосэкспертизы России от 12 ноября 1998 года по комплексу для термической переработке твердых бытовых и медицинских отходов по технологии «Пироксел». Вывод. Разработанная отечественная технология и оборудование отвечают санитарно-гигиеническим и экологическим требованиям безопасности, имеют большое народно-хозяйственное значение в решении санитарной очистки населенных мест на основе промышленной переработки твердых бытовых и медицинских, а также некоторых промышленных отходов, и исключают их захоронение на свалках и полигонах. Главгосэкспертиза России рекомендует пиролизно-металлургический комплекс к широкому внедрению.
• Заключение Института токсикологии Министерства здравоохранения от 6 декабря 1996 года. Вывод. Единственным путем ограничения поступления в окружающую среду высокотоксичных веществ является строительство мусороперерабатывающих заводов с высокотемпературным режимом сжигания.
• Заключение Государственного комитета санитарно-эпидемиологического надзора Российской Федерации от 1 июля 1994 года. Вывод. Шлаковый продукт, полученный в установке высокотемпературной переработки бытовых отходов, в соответствии с санитарно-химическими исследованиями и биотестированием является нетоксичным.
• Заключение НИИ профилактической токсикологии и дезинфекции от 21 апреля 1994 года. Вывод. Результаты бактериологического анализа свидетельствуют о 100% эффективности обеззараживания отходов лечебных учреждений в процессе их электрошлаковой термической переработки на установке АО ВНИИЭТО.