Ученые ИГЭУ предложили получать топливо из отходов
ДЕНЬГИ ИЗ МУСОРА
Ученые ИГЭУ предложили получать топливо из отходов
Недавно мне в голову пришла мысль пересмотреть голливудский фильм «Солдат». Кроме традиционного для современных кинокартин экшена, он запоминается апокалиптической картиной.
На заброшенной планете - свалке пытаются выжить люди. Тонны мусора, отсутствие живой природы создают угнетающее впечатление. Между тем фантастика, к великому сожалению, приближается к реальности. Мусорная проблема во всем мире растет как снежный ком. Но если в развитых странах отходы перерабатывают, то у нас в России это направление почти не развито. Хотя есть светлые головы, которые готовы предложить способ, как, избавляясь от мусора, еще и прибыль получать.
Разработка ученых Ивановского государственного энергетического университета посвящена получению газа из твердых бытовых отходов (ТБО).
МУСОРНАЯ АТАКА
В каждой научной работе есть раздел, где говорится об актуальности вопроса. За примерами далеко ходить не надо – они у нас перед глазами. Помните, как в мае горела свалка «Тополь» в районе улицы Станкостроителей? Сколько проблем это принесло жителям расположенных рядом улиц!
Но наука есть наука - и вместо эмоций вот вам цифры. В настоящее время масса потока ТБО, ежегодно поступающего в биосферу, достигла почти 400 миллионов тонн. Расцвет общества потребления оборачивается не только захламлением окружающего ландшафта, но и нарушением экологического равновесия. Мусор, оказывается, вносит свою отрицательную лепту и в эффект глобального потепления. Его состав меняется, появляются все новые материалы. Утилизация одних отходов – решенная задача, другие еще ждут своего часа.
В Японии, США, Германии, прибалтийских странах и ряде других государств успешно перерабатывают как бытовые, так и промышленные отходы. России бережным отношением к своей экологии пока рано хвастаться. В нашей стране, по данным ученых ИГЭУ, ежегодно образуется около 7 млрд тонн отходов, из них используется лишь 28,6 процента. Особую тревогу вызывают те, которые содержат токсичные вещества. Ежегодно под свалки отчуждается около 10 тысяч гектаров пригодных для использования земель.
ОГОНЬ НЕ СПАСАЕТ
Надо сказать, что поиском ответа на вопрос «Как со всем этим бороться?» мало кто занимается. Группа ученых ИГЭУ под руководством заведующего кафедрой «Энергетика теплотехнологии и газоснабжения» Олега Ивановича Горинова взялась за тему переработки ТБО сравнительно недавно. Мысль найти подходящий способ переработки мусора пришла к нему, когда он делал экспертное заключение по производству древесного угля. Печи, где сжигали топливо, стояли на полигоне с ТБО. Возникла ассоциация - свалки тоже горят, отравляя экологию. Как бы эту энергию - да в мирное русло? И тогда Горинов начал изучать: какие действия предпринимаются для переработки мусора в мире. История вопроса показала, что в основном спасаются его сжиганием. В результате в атмосферу выбрасываются вредные вещества, хоть их количество и пытаются минимизировать. Другой способ – вторичная переработка с предварительной сортировкой каждого вида ТБО. Минус – в трудоемкости. Видов отходов стало слишком много: все равно в итоге остается «несистематизированный» мусор.
Еще одна идея – термическое разложение твердых бытовых отходов без доступа воздуха (на языке ученых это называется пиролизом). Научных исследований на эту тему ведется не так уж много. Часто они опираются лишь на теоретические заключения либо вовсе ошибочны. В переработке мусора существует, оказывается, много тонкостей, которые совершенно не учитываются.
В ЗАМКНУТОМ ПРОСТРАНСТВЕ
Разработанный учеными термореактор способен перерабатывать несортированные бытовые отходы. Они могут быть неподсушенными и залежавшимися. Правда, показатели влажности и «депонированности» все равно существуют. Иначе, если пределы превышены, пиролиз проводить бесполезно. Экономически это будет невыгодно.
Эксперименты, которые помогли понять суть процесса, уже проведены. Изучен скрытый тепловой эффект, который образуется во время пиролиза. Получен газ, который можно использовать для отопления. Качество его вполне достойное, уверяет Олег Иванович.
- Теплопроводная способность газа, который получается из мусора, всего в два раза ниже, чем привычного нам природного, который традиционно используется в домах, - поясняет Горинов. - Проще говоря, два куба полученного газа по своей ценности соответствуют кубу природного. Если в бытовых приборах использовать его нельзя, так как они приспособлены только для природного газа, то вполне можно применять в промышленных котельных, перерабатывая мусор прямо на месте полигона. Также можно применять на ТЭЦ, что сэкономило бы традиционное топливо.
Впрочем, пока еще не все идеально и гладко. Есть проблемы, над которыми пока еще предстоит поработать. В процессе термического разложения отходов образуется жидкое смолянистое вещество, которое необходимо учитывать и корректировать в технологии. Его химический состав детально пока не изучен.
Ученые экспериментируют и с температурой процесса. И сначала хотели увеличить ее, чтобы переработать те вещества, которые остаются после первого этапа термического разложения мусора, но потом решили остановиться на 500 градусах, чтобы сэкономить энергию. А «непереваренные» остатки пропускать через термореактор вторично. В конечном итоге продуктами пиролиза становятся зола и неорганические отходы, которые могут использоваться для строительных нужд. Часть полученного газа идет на поддержание процесса термического разложения. Остальное отправляется на энергетические нужды котельных. Устройство, по словам Горинова, полностью автономное.
Так как весь процесс происходит в замкнутом пространстве, влияние на экологию минимально. При обычном же сжигании мусора образуются диоксины и фураны, которые наносят серьезный вред здоровью человека, вплоть до возникновения раковых заболеваний.
Горинов и его единомышленники учли конструктивные особенности установок для термического разложения твердых бытовых отходов. Для этого создали особую методику расчетов, которая учитывает размеры и производительность термореактора, его различных зон. Конечно, ближе к практическому применению придется несколько откорректировать показатели, но главное, что есть основа.
НУЖНО ДВАДЦАТЬ МИЛЛИОНОВ
Проект, предложенный Олегом Ивановичем и его единомышленниками, - обладатель грантов различного уровня. Три года назад кафедра ЭТГ получила грант от Министерства образования и науки РФ. Ученые смогли приобрести необходимое оборудование (только один прибор обошелся в сумму около 830 тысяч рублей!), привлечь к работе молодые кадры.
Авторы мусорного термореактора выиграли вузовский конкурс, получив еще один грант. Но самая престижная на сегодняшний день награда была получена недавно в Европе. В апреле на Международном салоне изобретений в Женеве разработка «Способ и установка термического разложения твердых бытовых отходов» заслужила золотую медаль.
Правда, очереди из желающих внедрить технологию за Гориновым не выстроилась. Он относится к этому философски и верит, что в будущем все изменится.
- Исследовательский процесс - дело длительное. Потребуется еще какое-то время, чтобы доработать термореактор, - рассуждает Олег Иванович, - на то, чтобы сделать пробную установку, нужно около двадцати миллионов рублей. Экспериментальным оборудованием для доработки процесса пиролиза я обеспечен года на три, а там, может быть, и найдутся желающие использовать предложенный мною термореактор.
...В таком случае фраза «делать деньги из мусора» наконец оправдает себя.
Нина ЯРЧУК
Источник информации: газета «Рабочий край» 14-06-2012
