Отходное производство: мусор превратят в топливо при помощи пара
Не имеющий аналогов пароперегреватель, созданный российскими учеными, способен уничтожать опасные отходы без ущерба для окружающей среды. Он нагревает водяной пар до температуры 1200°С, при которой разлагается большинство вредных соединений. Никаких выбросов в атмосферу при этом нет, так как утилизация обходится без горения. Продукты разложения отходов в дальнейшем можно использовать в качестве топлива. Новая технология рассматривается как альтернатива загрязняющим окружающую среду мусоросжигательным заводам. Испытания опытного образца пароперегревателя уже завершены.
Запчасти из микроволновки
Ученые СПбГЭТУ «ЛЭТИ» разработали новую безотходную экологически чистую технологию переработки отходов и сырья с использованием уникальной установки. Она предназначена для перегрева водяного пара в диапазоне температур от 200 до 1200°С. Подобных пароперегревателей, приспособленных для уничтожения отходов, не существует ни в России, ни в мире.
Как рассказал «Известиям» заведующий кафедрой радиотехнической электроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Алексей Иванов, установка позволяет осуществлять пиролиз (термическое разложение различных соединений) и карбонизацию (обеззараживание отходов) разнообразных органических материалов, переработку отходов с получением жидкого топлива, глубокую переработку углеводородов на нефтехимических и химических производствах.
— Наш пароперегреватель отличается рядом функциональных преимуществ, — сообщил он. — Во-первых, температурой пара можно управлять с точностью до нескольких градусов. Во-вторых, малые габариты. В-третьих, высокая эффективность: КПД составляет почти 70%.
Разработчики уверены, что устройство будет экономически выгодно предприятиям различного профиля. Дело в том, что разработанный в ЛЭТИ прибор, получивший название SH-1000, перегревает пар при помощи микроволн (СВЧ-излучения), а его детали выполнены из пористых керамических материалов с высоким поглощением в микроволновом диапазоне. В качестве нагревательного элемента используются запчасти, которые есть в обычной микроволновке, они дешевы и легко заменимы в случае поломки. Поэтому сама аппаратура при массовом производстве будет стоить недорого. К тому же для нее не нужно никакого особого топлива, установка работает от электричества.
Ученые уверены, что с помощью таких малогабаритных портативных пароперегревателей предприятия смогут отказаться от сторонней переработки отходов. Им не нужно будет платить мусороперерабатывающим заводам за утилизацию, уничтожать отработанное сырье они смогут сами.
Против лома
На первой опытной установке учеными получены результаты экспериментов по обработке перегретым паром органических компонентов электронного лома — это отработавшие свое телефоны, телевизоры, компьютеры, бытовая техника, электроплаты и т.д. Согласно статистическим данным, в мире ежегодно образуется 20 млн т отходов электронного лома, в России — свыше 1 млн. Сейчас для переработки лома применяются механические устройства, которые перемалывают его, с последующим отделением металла от органики.
Исследование показало, что прибор эффективно отделяет металлы от полимерных оболочек — процесс происходит под контролем оператора, что позволяет получать высокое качество металла. Также ученые испытали свою установку на пищевой упаковке. Обработка использованной тары Tetra Pak позволила выделить из многих слоев, которые ее составляют, чистый алюминий и технический углерод (уголь) высокого качества.
Создание таких устройств необходимо для решения вопросов энергосбережения, уверен профессор кафедры «Теплофизика энергетических установок» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) Андрей Митяков.
— Большинство существующих сейчас пароперегревателей, которые не используются для сжигания мусора, но работают, например, на производстве этилена, применяют систему поверхностей нагрева теплообменников (устройство для передачи тепла от нагретого теплоносителя более холодному. — «Известия»). Эти же устройства используют для получения перегретого пара микроволны, что значительно дешевле, — рассказал эксперт.
Важно и то, что предложенная методика безопаснее с точки зрения экологии, уверен завкафедрой прикладной и технической физики ТюмГУ (вуза — участника проекта «5-100») Борис Григорьев.
— Проблема экологичной переработки отходов стоит особенно актуально в настоящее время, и подобные технологические решения как нельзя кстати, — отметил ученый. — Лично я вижу применение управляемых пароперегревателей для очистки и дезинфекции поверхностей, покрытых коррозией или загрязненных нефтепродуктами. Это деликатный, но эффективный способ, с низким расходом воды, способный благодаря регулированию температуры послойно очистить всевозможные поверхности, труднодоступные зоны, например, в теплообменных аппаратах и радиаторах.
Эксперты уверены, что в случае запуска в серийное производство таких установок ими можно будет оборудовать крупные заводы, что позволит отказаться от практики сжигания отходов.
Следующий этап, который нужно преодолеть ученым ЛЭТИ, — создание пилотной установки, которая позволит сделать переработку непрерывной, с соблюдением всех необходимых требований к чистоте обработки и сохранению чистоты окружающей среды. По оценкам разработчиков, на ее изготовление потребуется год и порядка 15–20 млн рублей.
