МИСиС и NORD Engineering разработали технологию переработки отходов на основе процесса Ванюкова

Многие европейские страны, небольшая площадь которых вынуждает к незамедлительным действиям, активно применяют технологии переработки и утилизации мусора. К примеру, одни из наилучших результатов в управлении отходами демонстрирует Швеция, где в настоящее время повторно перерабатывается и утилизируется около 90% твердых бытовых отходов, сокращенно — ТБО. При этом за счет термической утилизации ТБО с получение тепловой энергии покрывается около 25% потребностей отопительной системы всего государства.

Тем временем российская система утилизации мусора требует решительных изменений. Главным образом, в модернизации нуждаются существующие технологии переработки отходов. Сегодня для решения этой проблемы разработан наиболее перспективный способ термической утилизации мусора, который не требует использования дополнительного топлива — газа или угля, а самое главное, позволяет получить экологически чистые и полезные продукты в результате переработки по сути бесплатного сырья.

Московский институт Стали и Сплавов (НИТУ «МИСиС») и проектная группа компании NORD Engineering разработали эффективную технологию утилизации твердых промышленных и бытовых отходов. Команда ученых и специалистов, решивших избавить человечество от вредного влияния мусора и бессмысленного использования земельных ресурсов, по-настоящему уникальна. Аналогов их разработке не существует. Все дело в печи Ванюкова, гениальном изобретении советских лет, получившем в руках А.А. Комкова, доцента кафедры металлургии цветных металлов и золота МИСиС, и его учеников новый виток развития.

Для того чтобы представить работу печи, избегая научных терминов, опишем процесс на простом примере. Берем стакан с лимонадом. Опускаем в него трубочку. Вдуваем через нее воздух и получаем обычные пузырьки, которые перемешивают жидкость, создавая тем самым идеальные условия для протекания физико-химических процессов.

В промышленном масштабе этот же процесс выглядит следующим образом: в расплав, полученный в ванне печи прямоугольного сечения, через специальные устройства по типу трубки (фурмы) под высоким давлением подают технический кислород. В результате — расплав активно перемешивается, а на его поверхность загружают сырье, в данном случае — твердые бытовые отходы. Благодаря химической реакции между кислородом и углеводородными соединениями, содержащимися в ТБО, происходит интенсивное выделение тепла (экзотермическая реакция). В процессе достигается температура в интервале от 1200 до 1700 °С, в зависимости от перерабатываемого сырья (рабочая температура при утилизации рядовых ТБО порядка 1300-1350 °С). При таких высоких температурах и активном окислении вся органическая составляющая ТБО (продукты питания, пластик, резина, полиэтилен и т.п.) превращается в углекислый газ и газообразную воду. Неорганическая составляющая ТБО (металлы, стекло, керамика) переходит в расплав в виде экологически безопасных соединений — высших оксидов.

Таким образом, преимуществом процесса Ванюкова, а значит и самой технологии переработки ТБО, является возможность использования одного и того же агрегата для утилизации широкого спектра отходов. Другими словами, в печи могут оказаться не только пластик, бумага и стекло, но и отходы животноводческих хозяйств, в том числе птицефабрик, промышленные отходы (автомобильные покрышки, золы ТЭЦ, отработанные ГСМ, древесный топляк), высокотоксичные, а также биологически опасные отходы и т.п.

Минеральная часть бытовых отходов составляет от 10 до 35% сухой массы ТБО и потенциально может использоваться с большой пользой в строительстве. В результате такого способа переработки мусора мы можем получить полезные в производстве теплоизоляционные материалы, щебень, панели, плиты, каменное литье, а также жидкую углекислоту или сухой лед. А самое главное, такая технология позволяет нам экономить ископаемые материалы и топливо, а на выходе получать тепло и электроэнергию. Образно вы выносите сор из избы и согреваете собственный дом.

Для того чтобы мечта о глобальном экологическом перевороте стала ближе не хватает одного — дальнозоркого и решительного инвестирования. Окупаемость такого проекта составит около пяти-семи лет. Потребность к повышению качества жизни и снижению экономических затрат на утилизацию мусора растет. Предприятия все чаще задумываются о том, стоит ли платить за сбор и хранение отходов производства, или же потратить те же средства на утилизацию отходов с получением дополнительных продуктов. А значит у этой технологии прекрасное будущее именно в тех масштабах, которых она заслуживает.