3.3.4. Термические методы переработки тбо при температурах выше температуры плавления шлака

Основными недостатками традиционных методов терми­ческой переработки ТБО являются большой объем отходящих газов (5000-6000 м³ 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 пиролизно-го 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 - Гипро-цветмет, Гинцветмет, МИСиС) или с использованием взамен кислородного дутья природного газа;

• термический процесс при температуре 1400-1500°С с ис­пользованием электрошлакового расплава;

• доменный процесс при температуре 2000°С;

• плазменные технологии.