Сжигание — это процесс обработки отходов, который включает сжигание органических веществ, содержащихся в отходах. Сжигание и другие высокотемпературные системы обработки отходов описываются как «термическая обработка». Сжигание отходов превращает отходы в золу, дымовые газы и тепло. Зола в основном образуется из неорганических компонентов отходов и может принимать форму твердых кусков или твердых частиц, переносимых дымовым газом. Дым, вызванный газовым веществом, должен быть очищен от газообразных и загрязняющих частиц, прежде чем они будут рассеяны в атмосфере. В некоторых случаях тепло, генерируемое сжиганием, может быть использовано для выработки электроэнергии.
Сжигание с рекуперацией энергии является одной из нескольких технологий отхода к энергии, таких как газификация, пиролиз и анаэробное расщепление. Несмотря на внедрение технологии сжигания и газификации в принципе схожи, энергия, получаемая при сжигании, является высокотемпературным теплом, тогда как горючий газ часто является основным энергетическим продуктом от газификации. Сжигание и газификация также могут быть реализованы без восстановления энергии и материалов.
В ряде стран эксперты и местные сообщества по-прежнему обеспокоены экологическим воздействием мусоросжигательных заводов.
В некоторых странах мусоросжигательные установки, изготовленные всего несколько десятилетий назад, часто не включали разделение материалов для удаления опасных, громоздких или перерабатываемых материалов перед сгоранием. Эти объекты, как правило, рисковали здоровьем работников завода и местной окружающей среды из-за неадекватных уровней очистки газа и контроля процесса сжигания. Большинство из этих объектов не генерировали электричество.
Инсинераторы уменьшают твердую массу исходных отходов на 80-85% и объем (уже несколько сжатый в мусоровозах) на 95-96%, в зависимости от состава и степени извлечения таких материалов, как металлы из золы для переработки. Это означает, что, хотя сжигание не полностью заменяет захоронение, оно значительно уменьшает необходимый объем для утилизации. Мусоровоз часто сокращает объем отходов во встроенном компрессоре перед поставкой в мусоросжигательный завод. В качестве альтернативы, на свалках объем несжатого мусора может быть уменьшен примерно на 70% [по мере необходимости] с использованием стационарного стального компрессора, хотя и со значительной стоимостью энергии. Во многих странах более простое уплотнение отходов является распространенной практикой уплотнения на свалки.
Сжигание особенно выгодно для лечения определенных видов отходов в нишевых областях, таких как клинические отходы и некоторые опасные отходы, где патогены и токсины могут быть разрушены при высоких температурах. Примеры включают химические многопродуктовые заводы с различными токсичными или очень токсичными потоками сточных вод, которые нельзя направлять на обычную установку по очистке сточных вод.
Сжигание отходов особенно популярно в таких странах, как Япония, где земля является дефицитным ресурсом. Дания и Швеция были лидерами за счет использования энергии, образующейся в результате сжигания более ста лет, в локализованных комбинированных теплоэнергетических установках, поддерживающих схемы централизованного теплоснабжения. В 2005 году сжигание отходов привело к 4,8% от потребления электроэнергии и 13,7% от общего объема внутреннего потребления тепла в Дании. Ряд других европейских стран в значительной степени полагаются на сжигание мусора для муниципальных отходов, в частности в Люксембурге, Нидерландах, Германии и Франции.
Мусоросжигатель — это печь для сжигания отходов. Современные мусоросжигательные установки включают в себя оборудование для смягчения последствий загрязнения, такое как очистка дымовых газов. Существуют различные типы конструкции установки для сжигания: движущаяся решетка, неподвижная решетка, вращающаяся печь и псевдоожиженный слой.
Обжигать стопку
Ожоговая куча является одной из самых простых и ранних форм утилизации отходов, состоящей, по существу, из кучи горючих материалов, сложенных на открытом грунте и подожженных.
Сжиженные свай могут и распространяются неконтролируемые пожары, например, если ветер дует сжигающий материал с кучи в окружающие горючие травы или на здания. По мере того как внутренние структуры сваи расходуются, куча может сдвигаться и разрушаться, распространяя область ожога. Даже в условиях отсутствия ветра небольшие легковоспламеняющиеся угли могут поднимать сваи через конвекцию и проникать сквозь воздух в травы или на здания, зажигать их. Сжигание сваи часто не приводит к полному сгоранию отходов и поэтому производят загрязнение частиц.
Сжигать ствол
Ожоговый цилиндр представляет собой несколько более контролируемую форму сжигания частных отходов, содержащую горящий материал внутри металлической бочки, с металлической решеткой над выхлопом. Бочка предотвращает распространение горящего материала в ветреных условиях, и по мере уменьшения горючих материалов они могут располагаться только в стволе. Выхлопная решетка помогает предотвратить распространение горящих углей. Обычно стальные баллоны (210 л) используются в качестве ожоговых бочек, при этом отверстия для воздухоотвода разрезаются или просверливаются вокруг основания для забора воздуха. Со временем очень высокая температура сжигания заставляет металл окисляться и ржаветь, и в конечном итоге сам баррель потребляется теплом и должен быть заменен.
Частное сжигание сухих целлюлозных / бумажных изделий, как правило, сжигается без образования дыма, но пластмассы в бытовых отходах могут вызвать сжигание в частном виде, чтобы создать общественную неприятность, создавая едкие запахи и пары, которые заставляют глаза гореть и вода. Большинство городских общин запрещают ожоговые бочки, а некоторые сельские общины могут иметь запреты на открытое горение, особенно те, в которых живут многие жители, не знакомые с этой общей сельской практикой.
Промышленные печи для сжигания мусора
По состоянию на 2006 год, как правило, разрешалось сжигание мелких сельских домашних хозяйств или фермерских хозяйств в небольших количествах, если оно не является неприятным для других, не создает опасности возникновения пожара, например, в сухих условиях, а огонь не производят густой, вредный дым. К этому времени появились законы или правила, запрещающие или строго регулирующие открытое горение в результате воздействия на здоровье и неприятности. Людям, желающим сжечь отходы, может потребоваться связаться с государственным учреждением заранее, чтобы проверить текущий риск и условия пожара, а также предупредить должностных лиц об контролируемом пожаре, которые произойдут.
Типичная установка для сжигания твердых бытовых отходов — это мусоросжигательная установка. Движущаяся решетка позволяет оптимизировать движение отходов через камеру сгорания, чтобы обеспечить более эффективное и полное сгорание. Один котел с подвижной колосниковой решеткой может обрабатывать до 35 метрических тонн (39 коротких тонн) отходов в час и может работать 8000 часов в год только с одной запланированной остановкой для осмотра и обслуживания около одного месяца. Передвижные мусоросжигательные установки иногда называются муниципальными установками для сжигания твердых отходов.
Отходы вводятся отработанным краном через «горло» на одном конце решетки, откуда он опускается вниз по нисходящей колосниковой решетке в зольную яму на другом конце. Здесь зола удаляется через водяной замок.
Муниципальные твердые отходы в печи мусоросжигательной установки, способной обрабатывать 15 тонн (17 коротких тонн) отходов в час. Видимые отверстия в элементах решетки, подающих первичный воздух для горения.
Часть воздуха для горения (первичный воздух для горения) подается через решетку снизу. Этот воздушный поток также имеет целью охлаждение самой решетки. Охлаждение важно для механической прочности решетки, и многие движущиеся решетки также внутренне охлаждаются водой.
Вторичный воздух для горения подается в котел на высокой скорости через сопла над решеткой. Это облегчает полное сгорание дымовых газов путем введения турбулентности для лучшего смешивания и обеспечения избытка кислорода. В мусоросжигательных установках с несколькими / ступенчатыми отводами вторичный воздух для горения вводится в отдельную камеру ниже по потоку от первичной камеры сгорания.
Согласно Европейской директиве по сжиганию отходов, установки для сжигания должны быть спроектированы таким образом, чтобы дымовые газы достигали температуры не менее 850 ° C (1,560 ° F) в течение 2 секунд для обеспечения надлежащего разрушения токсичных органических веществ. Для соблюдения этого требования всегда необходимо установить резервные вспомогательные горелки (часто заправляемые маслом), которые запускаются в котел, если теплотворная способность отходов становится слишком низкой для достижения этой температуры.
Затем дымовые газы охлаждают в пароперегревателях, где тепло передается в пар, нагревая пар до обычно 400 ° C (752 ° F) при давлении 40 бар (580 фунтов на квадратный дюйм) для выработки электроэнергии в турбине. В этот момент дымовой газ имеет температуру около 200 ° C (392 ° F) и передается в систему очистки дымовых газов.
В Скандинавии регулярное техническое обслуживание всегда выполняется летом, где спрос на централизованное теплоснабжение является низким. Зачастую установки для сжигания состоят из нескольких отдельных «котельных линий» (котлов и установок для обработки дымовых газов), поэтому отходы могут продолжать поступать на одной котельной, а другие проходят техническое обслуживание, ремонт или модернизацию.
- Фиксированная решетка
Более старым и более простым видом мусоросжигательной машины была кирпичная футеровка с неподвижной металлической решеткой над нижней ямой, с одним отверстием сверху или сбоку для загрузки и другим отверстием в стороне для удаления негорючих твердых веществ, называемых клинкерами. Многие небольшие мусоросжигательные установки, ранее найденные в многоквартирных домах, теперь заменены мусоросборниками.
- Роторные печи
Установка для сжигания вращающихся печей используется муниципалитетами и крупными промышленными предприятиями. Эта конструкция мусоросжигателя имеет 2 камеры: первичную камеру и вторичную камеру. Первичная камера во вращающейся печи для сжигания отходов состоит из наклонной огнеупорной футеровки цилиндрической трубки. Внутренняя огнеупорная футеровка служит в качестве жертвенного слоя для защиты структуры печи. Этот огнеупорный слой необходимо время от времени заменять. Движение цилиндра на его оси облегчает перемещение отходов. В первичной камере происходит превращение твердой фракции в газы, путем улетучивания, деструктивной дистилляции и реакции частичного сжигания. Вторичная камера необходима для завершения реакций горения газовой фазы.
Клинки выливаются в конец цилиндра. Высокая дымовая труба, вентилятор или паровая струйка обеспечивают необходимый осадок. Пепел падает через решетку, но многие частицы переносятся вместе с горячими газами. Частицы и любые горючие газы могут сжигаться в «дожигателе».
- Флюидизированная кровать
Сильный воздушный поток проталкивается через песочницу. Воздух просачивается сквозь песок до тех пор, пока не будет достигнута точка, где частицы песка будут разделены, чтобы позволить воздуху проходить и перемешивать и перемешивать, таким образом создается псевдоожиженный слой, и теперь можно вводить топливо и отходы. Песок с предварительно обработанными отходами и / или топливом удерживается подвешенным на перекачиваемых воздушных потоках и принимает жидкостно-подобный характер. Таким образом, слой сильно перемешивают и перемешивают, сохраняя небольшие инертные частицы и воздух в жидкоподобном состоянии. Это позволяет полностью распределять массу отходов, топлива и песка через печь.
- Специализированное сжигание
Мебельная фабрика для сжигания опилок нуждается в большом внимании, поскольку они должны обрабатывать порошок смолы и многие легковоспламеняющиеся вещества. Контролируемое сжигание, системы предотвращения ожога необходимы, поскольку пыль, когда суспензия похожа на явление пожара любого жидкого нефтяного газа.
- Использование тепла
Тепло, производимое установкой для сжигания отходов, может быть использовано для получения пара, который затем может использоваться для привода турбины для производства электроэнергии. Типичный объем чистой энергии, которая может быть произведена на тонну городских отходов, составляет около 2/3 МВт-ч электроэнергии и 2 МВт-ч централизованного теплоснабжения. Таким образом, сжигание около 600 тонн (660 тонн в день) в день будет производить около 400 МВт-ч электрической энергии в сутки (17 МВт электроэнергии непрерывно в течение 24 часов) и 1200 МВт-ч электроэнергии централизованного теплоснабжения каждый день.
- Загрязнение
Сжигание имеет ряд выходов, таких как зольность и выброс в атмосферу дымовых газов. Перед установкой системы очистки дымовых газов в дымовых газах могут содержаться твердые частицы, тяжелые металлы, диоксины, фураны, двуокись серы и соляная кислота. Если установки имеют недостаточную очистку дымовых газов, эти выходы могут добавить значительный компонент загрязнения для выбросов в атмосферу.
В исследовании, проведенном в 1997 году, Делавэрское управление твердых отходов установило, что для того же количества произведенной энергии установки для сжигания выбрасывают меньше частиц, углеводородов и меньше SO2, HCl, CO и NOx, чем угольные электростанции, но более чем на природном газе электростанций. Согласно Министерству окружающей среды Германии, мусоросжигательные заводы уменьшают количество некоторых загрязнителей атмосферы, заменяя электроэнергию, производимую угольными электростанциями, с использованием отработанных отходов.
- Газовые выбросы
Наиболее обнадеживающие опасения экологов относительно сжигания муниципальных твердых отходов (ТБО) связаны с опасением, что он производит значительные количества диоксинов и фурановых выбросов. Диоксины и фураны считаются многими серьезными опасностями для здоровья. EPA объявило в 2012 году, что безопасный предел для устного потребления для человека составляет 0,7 пикограмм Токсическая эквивалентность (TEQ) на килограмм веса тела в день, который составляет до 17 миллиардов штук грамма для 150 фунтов человека в год.
В 2005 году Министерство окружающей среды Германии, где в то время было 66 мусоросжигательных заводов, подсчитало, что «… тогда как в 1990 году одна треть всех выбросов диоксинов в Германии поступала из установок по сжиганию, а в 2000 году этот показатель был меньше чем 1%. Дымоходы и черепичные печи в частных домашних хозяйствах выделяют примерно в 20 раз больше диоксина в окружающую среду, чем установки для сжигания ».
Согласно Агентству по охране окружающей среды, процентное содержание общего количества диоксинов и фурановых запасов из всех известных и оцененных источников (не только сжигание) для каждого типа сжигания составляет: 35,1% бочки на заднем дворе; 26,6% медицинских отходов; 6,3% осадка сточных вод муниципальных сточных вод; 5,9% сжигания муниципальных отходов; 2.9% сжигание промышленной древесины. Таким образом, контролируемое сжигание отходов составляло 41,7% от общего объема запасов диоксинов.
В 1987 году, до того, как правительственные постановления потребовали использования контроля за выбросами, в общей сложности было выделено 8 905,1 г (314,12 унции) токсичной эквивалентности (ТЭО) выбросов диоксинов из топочных камер муниципальных отходов. Сегодня общие выбросы от установок составляют 83,8 грамма (2,96 унций) TEQ в год, что на 99% меньше.
Сжигание бочонка на дворе бытовых и садовых отходов, все еще разрешенных в некоторых сельских районах, ежегодно составляет 580 граммов (20 унций) диоксинов. Исследования, проведенные в лучших лабораториях, показали, что выбросы только одной семьи с использованием ожогового ствола привели к увеличению выбросов, чем установка по сжиганию, которая к 1997 году потребляла 200 тонн (220 коротких тонн) отходов в день и в пять раз 2007 из-за увеличения количества химических веществ в бытовых мусора и сокращения выбросов муниципальными мусоросжигателями с использованием более совершенных технологий.
Тем не менее, те же исследователи обнаружили, что их первоначальные оценки для ожогового ствола были высокими, и что установка для сжигания, используемая для сравнения, представляла собой теоретический «чистый» завод, а не любой существующий объект. В своих более поздних исследованиях было обнаружено, что ожоговые бочки продуцируют медианную форму, содержащую 24,95 нанограмм на квадратный килограмм на 1 фунт мусора, так что семья, сжигающая 5 фунтов мусора в день, или 1825 фунтов в год, производит в общей сложности 0,0455 мг TEQ в год, и что эквивалентное количество ожоговых бочек для 83,8 грамма (2,96 унции) 251 котлов для муниципальных отходов, инвентаризированных в 2000 году, составляет 1 841 700 или в среднем 7337 семейных сжигаемых бочек на мусоросжигательный мусор ,
Большая часть улучшений в выбросах диоксинов в США приходится на крупномасштабные мусоросжигательные установки для муниципальных отходов. По состоянию на 2000 год, хотя мелкомасштабные мусоросжигательные установки (с суточной производительностью менее 250 тонн) обрабатывали только 9% от общего количества сжигаемых отходов, они производили 83% диоксинов и фуранов, выделяемых при сжигании муниципальных отходов.
Распад диоксина требует воздействия молекулярного кольца на достаточно высокую температуру, чтобы вызвать термическое разрушение сильных молекулярных связей, удерживающих его вместе. Небольшие кусочки летучей золы могут быть несколько толстыми, и слишком кратковременное воздействие высокой температуры может только дезориентировать диоксин на поверхности золы. Для большой объемной воздушной камеры слишком кратковременная экспозиция также может привести к тому, что только некоторые из выхлопных газов достигнут полной температуры пробоя. По этой причине также существует элемент времени для воздействия температуры, чтобы обеспечить полное нагревание за счет толщины летучей золы и объема отходящих газов.
Существуют компромиссы между увеличением температуры или времени воздействия. Обычно, когда температура молекулярного пробоя выше, время экспозиции для нагрева может быть короче, но чрезмерно высокие температуры также могут вызывать износ и повреждение других частей оборудования для сжигания. Точно так же температура пробоя может быть понижена до некоторой степени, но тогда отработавшие газы потребуют более длительного затяжного периода, возможно, нескольких минут, что потребует больших / длинных камер обработки, которые занимают много места для обработки растений.
Побочным эффектом нарушения сильных молекулярных связей диоксина является возможность разрушения связей газообразного азота (N2) и газообразного кислорода (O2) в приточном воздухе. По мере охлаждения потока выхлопных газов эти высокореактивные отсоединенные атомы спонтанно реконструируют связи в реактивные оксиды, такие как NOx в дымовом газе, что может привести к образованию смога и кислотным дождям, если они были выпущены непосредственно в локальную среду. Эти реакционноспособные оксиды должны быть дополнительно нейтрализованы селективным каталитическим восстановлением (SCR) или селективным некаталитическим восстановлением.
Температуры, необходимые для разрушения диоксина, обычно не достигаются при сжигании пластмасс на открытом воздухе в ожоговом бочке или мусорной яме, что приводит к высоким выбросам диоксинов, как упомянуто выше. В то время как пластик обычно горит при пожаре под открытым небом, диоксины остаются после сгорания и либо выплывают в атмосферу, либо могут оставаться в золе, где ее можно выщелачивать в грунтовые воды, когда дождь падает на пепел. К счастью, соединения диоксина и фурана очень сильно связываются с твердыми поверхностями и не растворяются в воде, поэтому процессы выщелачивания ограничены на первые несколько миллиметров ниже пепла. Газофазные диоксины могут быть по существу разрушены с использованием катализаторов, некоторые из которых могут присутствовать как часть структуры тканевого фильтрующего мешка.
Современные конструкции мусоросжигательных установок включают высокотемпературную зону, в которой дымовой газ выдерживается при температуре выше 850 ° C (1,560 ° F) в течение не менее 2 секунд до его охлаждения. Они оснащены дополнительными обогревателями, чтобы обеспечить это в любое время. Они часто питаются нефтью или природным газом и обычно активны только в течение очень небольшой доли времени. Кроме того, в большинстве современных мусоросжигательных заводов используются тканевые фильтры (часто с тефлоновыми мембранами для усиления сбора субмикронных частиц), которые могут захватывать диоксины, присутствующие в твердых частиц или на них.
Для небольших муниципальных установок для сжигания, требуемая температура для термического распада диоксина может быть достигнута с использованием высокотемпературного электрического нагревательного элемента плюс ступень селективного каталитического восстановления.
Хотя диоксины и фураны могут быть разрушены путем сжигания, их реформация в процессе, известном как «синтез» в качестве окислительных газов, является вероятным источником диоксинов, измеренных в тесте на выбросы из установок, которые имеют высокие температуры горения, удерживаемые при длительном пребывании раз.
СО2
Что касается других процессов полного сгорания, то почти все содержание углерода в отходах выбрасывается в атмосферу в атмосферу. MSW содержит примерно ту же самую массовую долю углерода, что и сам CO2 (27%), поэтому сжигание 1 тонны ТБО дает примерно 1 тонну СО2. Поскольку глобальный потенциал потепления метана составляет 34, а вес 62 кубических метров метана при 25 градусах Цельсия составляет 40,7 кг, это эквивалентно 1,38 тонны CO2, что составляет более 1 тонны CO2, которое было бы произведено сжигание отходов.
В некоторых странах собирается большое количество свалочного газа. Тем не менее значительный потенциал глобального потепления газа сбрасываемого в атмосферу газа является значительным. В России было подсчитано, что потенциал глобального потепления выброшенного свалочного газа в 1999 году был примерно на 32% выше, чем количество СО2, которое было бы выбрано сжиганием. С этого исследования оценка потенциала глобального потепления для метана была увеличена с 21 до 35, что само по себе увеличило бы эту оценку до почти тройного эффекта ГВП по сравнению с сжиганием тех же отходов.
Кроме того, почти все биоразлагаемые отходы имеют биологическое происхождение. Этот материал был сформирован растениями, использующими атмосферный CO2, как правило, в течение последнего вегетационного периода. Если эти растения будут заторможены, CO2, выброшенный от их сгорания, будет снова выведен из атмосферы.
Такие соображения являются основной причиной того, что несколько стран управляют сжиганием биоразлагаемых отходов в качестве возобновляемых источников энергии. Остальные — в основном пластмассы и другие нефтепродукты — обычно рассматриваются как невозобновляемые источники энергии.
Различные результаты для CO2 сжигания могут быть достигнуты с различными предположениями. Местные условия (например, ограниченный спрос на местный районный обогрев, отсутствие ископаемого топлива, выделяемого электроэнергией для замены или высокий уровень содержания алюминия в потоке отходов) могут снизить выбросы CO2 при сжигании.
Методология и другие предположения могут также существенно влиять на результаты. Например, выбросы метана на полигонах, происходящие на более позднем этапе, можно пренебречь или давать меньший вес, или биоразлагаемые отходы не могут считаться нейтральными по отношению к CO2. Исследование, проведенное лучшими экспертами в 2008 году по технологиям переработки отходов в Лондоне, показало, что, применяя несколько из них (по мнению авторов) необычные предположения, средние существующие установки для сжигания плохо работали для баланса CO2 по сравнению с теоретическим потенциалом других новых отходов технологий обработки.
- Другие выбросы
Другие газообразные выбросы в топочном газе из печей для сжигания включают оксиды азота, диоксид серы, хлористоводородную кислоту, тяжелые металлы и мелкие частицы. Из тяжелых металлов ртуть представляет собой серьезную проблему из-за ее токсичности и высокой летучести, поскольку по существу вся ртуть в потоке муниципальных отходов может выйти из-за выбросов, если их не удалить с помощью контроля за выбросами.
Содержание пара в дымоходе может вызывать видимый дым из стека, который можно воспринимать как визуальное загрязнение. Этого можно избежать, уменьшив содержание пара путем конденсации и повторного нагрева дымовых газов или увеличив температуру выхода дымовых газов значительно выше точки росы. Конденсация дымовых газов позволяет получить скрытую теплоту испарения воды, что впоследствии увеличивает тепловую эффективность установки.
- Очистка дымовых газов
Электроды внутри электростатического осадителя
Количество загрязняющих веществ в дымовом газе от установок для сжигания может быть или не быть уменьшено несколькими процессами, в зависимости от установки.
Частицы собирают фильтрованием частиц, чаще всего электростатическими фильтрами (ESP) и / или фильтрами для рукавов. Последние, как правило, очень эффективны для сбора мелких частиц. В ходе расследования, проведенного министерством окружающей среды Дании в 2006 году, средние выбросы твердых частиц в расчете на энергетическое содержание сжигаемых отходов от 16 датских мусоросжигательных заводов были ниже 2,02 г / ГДж (грамм на энергетическое содержание сжигаемых отходов). Детальные измерения мелкодисперсных частиц размером менее 2,5 микрометров (ПМ2,5) выполнялись на трех установках для сжигания: один мусоросжигательный аппарат, оборудованный ESP для фильтрации частиц, испускал мелкие частицы 5,3 г / ГДж, в то время как два мусоросжигательных устройства, оснащенные фильтрами для мешков, выбрасывали 0,002 и 0,013 г / ГДж PM2,5. Для сверхтонких частиц (PM1.0) эти числа составляли 4.889 г / ГДж PM1.0 от установки ESP, а из 0,25 и 0,008 г / ГДж PM1.0 измерялись от установок, оборудованных фильтрами для рукавов.
Кислотные скрубберы используются для удаления соляной кислоты, азотной кислоты, фтористоводородной кислоты, ртути, свинца и других тяжелых металлов. Эффективность удаления будет зависеть от конкретного оборудования, химического состава отходов, конструкции завода, химического состава реактивов и способности инженеров оптимизировать эти условия, которые могут конфликтовать для разных загрязняющих веществ. Например, удаление ртути мокрыми скрубберами считается случайным и может составлять менее 50%. Основные скрубберы удаляют диоксид серы, образуя гипс путем реакции с известь.
- Сточные воды из скрубберов должны затем проходить через установку очистки сточных вод.
- Двуокись серы также может быть удалена сухой десульфуризацией путем инъекции известняковой суспензии в дымовой газ перед фильтрованием частиц.
NOx либо восстанавливается каталитическим восстановлением аммиаком в каталитическом конвертере (селективное каталитическое восстановление, SCR), либо высокотемпературной реакцией с аммиаком в печи (селективное некаталитическое восстановление, SNCR). Мочевина может быть заменена на аммиак в качестве восстановительного реагента, но должна быть поставлена ранее в процессе, чтобы он мог гидролизоваться в аммиак. Замена мочевины может снизить затраты и потенциальные опасности, связанные с хранением безводного аммиака.
Тяжелые металлы часто адсорбируются на инжектированном порошке активированного угля, который собирают фильтрованием частиц.
- Твердые выходы
Эксплуатация мусоросжигателя на борту авианосца
Сжигание образует золу-золу и зольную золу, как и в случае сжигания угля. Общее количество золы, образующейся при сжигании твердых бытовых отходов, колеблется от 4 до 10 об.% И 15-20% по массе от исходного количества отходов, а летучая зола составляет около 10-20% от общей золы. Летучая зола, безусловно, представляет большую опасность для здоровья, чем зола, потому что летучая зола часто содержит высокие концентрации тяжелых металлов, таких как свинец, кадмий, медь и цинк, а также как небольшое количество диоксинов и фуранов. В золе редко присутствуют значительные количества тяжелых металлов. В настоящее время, хотя некоторые исторические образцы, проверенные группой операторов мусоросжигательных заводов, отвечают критериям экотоксичности, в настоящее время эксперты говорят, что «мы согласились» рассматривать золу-золу для сжигания как «неопасную», пока программа тестирования не будет завершена.
- Другие проблемы загрязнения
Загрязнение запаха может быть проблемой для установок для сжигания в старом стиле, но запахи и пыль чрезвычайно хорошо контролируются на новых установках для сжигания. Они получают и хранят отходы в закрытой зоне с отрицательным давлением, когда поток воздуха проходит через котел, что предотвращает утечку неприятных запахов в атмосферу. Однако не все заводы реализуются таким образом, что приводит к неудобствам в местности.
Проблема, которая затрагивает отношения сообщества, — это увеличение дорожного движения транспортных средств для сбора отходов для перевозки муниципальных отходов в мусоросжигательный завод. По этой причине большинство установок для сжигания отходов расположены в промышленных зонах. Эту проблему можно избежать в какой-то мере путем транспортировки отходов по железной дороге с станций передачи.
- Рассуждения
Использование мусоросжигательных заводов для управления отходами является спорным. Дискуссия о мусоросжигательных заводах обычно связана с деловыми интересами (представляющими как отходы, так и мусоросжигательные фирмы), правительственными регуляторами, экологическими активистами и местными гражданами, которые должны взвешивать экономическую привлекательность местной промышленной деятельности с их опасениями по поводу риска для здоровья и окружающей среды.
Люди и организации, профессионально вовлеченные в эту проблему, относятся к Агентству по охране окружающей среды и большое количество местных и национальных агентств по регулированию качества воздуха во всем мире.
Аргументы по сжиганию
Проблемы, связанные с воздействием диоксинов и фуранов на здоровье человека, значительно уменьшились благодаря достижениям в конструкции контроля выбросов и очень строгим новым правительственным нормам, которые привели к значительному сокращению количества диоксинов и фуранов.
В 2009 году британское агентство по охране здоровья заключило, что «Современные, хорошо управляемые мусоросжигательные заводы делают лишь небольшой вклад в локальные концентрации загрязнителей воздуха. Возможно, такие небольшие дополнения могут повлиять на здоровье, но такие последствия, если они существуют, вероятны быть очень маленьким и не поддающимся обнаружению ».
Станции для сжигания могут вырабатывать электроэнергию и тепло, которые могут заменить электростанции, работающие на других видах топлива, в региональной электрической и распределительной сетке, а также на поставку пара для промышленных потребителей. Мусоросжигатели и другие отходы к энергетическим установкам генерируют, по меньшей мере, частично возобновляемую энергию на основе биомассы, которая компенсирует загрязнение парниковых газов от угольных, нефте- и газовых электростанций. E.U. рассматривает энергию, вырабатываемую биогенными отходами (отходы биологического происхождения) с помощью мусоросжигательных заводов в качестве не ископаемых возобновляемых источников энергии в соответствии с его выбросами. Эти сокращения парниковых газов в дополнение к выбросам парниковых газов, образующихся в результате отказа от метана мусора.
Оставшийся после сжигания остаток зольного остатка, как было показано, представляет собой неопасные твердые отходы, которые можно безопасно помещать на свалки или перерабатывать в качестве строительного заполнителя. Образцы испытываются на экотоксичные металлы.
В густонаселенных районах поиск места для дополнительных свалок становится все труднее.
Центр обработки отходов, разработанный Friedensreich Hundertwasser, использует тепло для производства электроэнергии.
Мелкие частицы могут быть эффективно удалены из дымовых газов фильтрами для мешков. Несмотря на то, что примерно 40% сжигаемых отходов в Дании были сожжены на заводах без фильтров для мешков, оценки, основанные на измерениях Датского института экологических исследований, показали, что мусоросжигатели отвечают только за 0,3% от общего объема внутренних выбросов твердых частиц меньше 2,5 микрометров (PM2.5) в атмосферу в 2006 году.
Сжигание твердых бытовых отходов предотвращает выброс метана. Каждая тонна ТБО сжигается, предотвращает выброс примерно одной тонны эквивалентов диоксида углерода в атмосферу.
Большинство муниципалитетов, которые эксплуатируют объекты сжигания, имеют более высокие показатели рециркуляции, чем соседние города и страны, которые не отправляют свои отходы в мусоросжигательные заводы. В обзоре стран с 2016 года Европейским агентством по охране окружающей среды ведущими странами, занимающимися рециклингом, являются также те, которые имеют самое высокое проникновение в сжигание, несмотря на то, что всякое извлечение материала из отходов, отправленных на сжигание (например, металлы и агрегат), определяется по определению не считаются рециркуляцией в европейских целях. Восстановление из стекла, камня и керамических материалов, используемых в строительстве, а также черных и в некоторых случаях цветных металлов, извлеченных из остатков горения, тем самым добавляет к фактическим количествам рециркулируемого сырья. Металлы, извлеченные из золы, обычно трудно или невозможно перерабатывать обычными способами, поскольку удаление присоединенного горючего материала путем сжигания является альтернативой трудоемким или энергоемким методам механического разделения.
Объем сжигаемых отходов сокращается примерно на 90%, что увеличивает срок службы полигонов. Пепел из современных мусоросжигательных заводов остекловывается при температуре 1000 ° C (1,830 ° F) до 1100 ° C (2,010 ° F), что снижает выщелачиваемость и токсичность остатков. В результате для захоронения печей для мусоросжигательных заводов, как правило, больше не требуются специальные свалки, а существующие свалки могут значительно увеличить их жизнь за счет сжигания отходов, что уменьшает потребность в муниципалитетах для размещения и строительства новых свалок.
Снято с производства завод по производству сжигаемого угля в Квай Чунг с 1978 года. Он был снесен к февралю 2009 года.
Всестороннее исследование воздействия на здоровье шотландского агентства защиты (SEPA) завершило «неокончательный» эффект на здоровье в октябре 2009 года. Авторы подчеркивают, что, несмотря на то, что в существующей литературе не было найдено никаких убедительных доказательств негативных последствий для здоровья людей от мусоросжигательных установок, «небольшие, но важные эффекты могут быть практически невозможны для обнаружения ». В докладе освещаются эпидемиологические недостатки предыдущих исследований в области здравоохранения в Великобритании и предлагаются области для будущих исследований. В сентябре 2009 года Агентство по охране здоровья США выпустило меньшее резюме. Многие токсикологи критикуют и оспаривают этот доклад как не являющийся всеобъемлющим эпидемиологическим, тонким в отношении экспертной оценки и воздействием эффектов мелких частиц на здоровье.
Высокотоксичная летучая зола должна быть безопасно удалена. Это обычно связано с дополнительными пробегами и необходимостью для захоронения специализированных отходов отходов в других местах. Если это не сделано должным образом, это может вызвать проблемы у местных жителей.
Воздействие диоксинов и фуранов на здоровье от старых мусоросжигательных заводов; особенно при запуске и выключении, или когда требуется обход фильтра, по-прежнему остается проблемой.
Мусоросжигатели выделяют различные уровни тяжелых металлов, таких как ванадий, марганец, хром, никель, мышьяк, ртуть, свинец и кадмий, которые могут быть токсичными на очень малых уровнях.
Пепел для сжигания молотого пепла (IBA) имеет повышенные уровни тяжелых металлов с опасностью экотоксичности, если их не использовать повторно. Некоторые люди считают, что повторное использование МБА все еще находится в зачаточном состоянии и по-прежнему не считается зрелым или желанным продуктом, несмотря на дополнительные инженерные процедуры. Озабоченность использованием IBA в пеноматериале была выражена Управлением охраны здоровья и безопасности Великобритании в 2010 году после нескольких взрывов строительства и сноса. В своем руководящем документе IBA в настоящее время запрещено использовать Управлением автомобильных дорог Великобритании в конкретной работе до тех пор, пока эти инциденты не будут исследованы.
Альтернативные технологии доступны или разрабатываются, такие как механическая биологическая обработка, анаэробное переваривание (MBT / AD), автоклавирование или механическая термообработка (MHT) с использованием паровой или плазменной газификации (PGP), которая сжигается с использованием экстремально высоких температур с электрическим нагревом или комбинации этих методов лечения.
Возведение установок для сжигания отходов конкурирует с разработкой и внедрением других новых технологий. В отчете британского правительства WRAP, август 2008 года, было обнаружено, что средние затраты на сжигание в Великобритании на одну тонну в целом выше, чем в отношении лечения MBT, на 18 фунтов стерлингов за метрическую тонну; и 27 фунтов стерлингов за метрическую тонну для большинства современных (после 2000 года) установок для сжигания отходов.
Строительство и эксплуатация установок по переработке отходов, таких как мусоросжигательные заводы, требуют длительных контрактных сроков для восстановления первоначальных инвестиционных затрат, что приводит к долговременному блокированию. Срок службы сжигания обычно составляет от 25 до 30 лет. Это было подчеркнуто Питером Джонсом, OBE, мэром Лондона, представителем отходов в апреле 2009 года.
Мусоросжигатели производят мелкие частицы в печи. Даже при современной фильтрации частиц дымовых газов небольшая часть из них выбрасывается в атмосферу. PM2.5 не регулируется отдельно в Европейской Директиве по сжиганию отходов, хотя они неоднократно коррелируют в пространственной зависимости от младенческой смертности в Великобритании (карты данных ONS от М. Райана в отношении установок для сжигания отходов EfW / CHP в Эдмонтоне, Ковентри, Чинеэме, Киркли и Шеффилд). В соответствии с WID нет необходимости контролировать уровни PM2.5 для установки стека сверху или вниз.
Несколько европейских ассоциаций врачей (включая экспертов в области междисциплинарной дисциплины, таких как врачи, экологические химики и токсикологи) в июне 2008 года, представляющие более 33 000 врачи написали основное заявление и внесли непосредственно в Европейский парламент, в котором приводятся широко распространенные опасения по поводу выбросов частиц мусоросжигательных заводов и отсутствие конкретного мониторинга тонких и сверхмелкозернистых частиц или углубленные отраслевые / правительственные эпидемиологические исследования этих мелких и невидимых выбросов частиц сжигания.
Местные общины часто выступают против идеи размещения установок по переработке отходов, таких как мусоросжигательные заводы в их окрестностях (явление «Не в моем заднем дворе»).
Предотвращение, минимизация отходов, повторное использование и рециркуляция отходов должны быть предпочтительнее сжигания в соответствии с иерархией отходов. Сторонники нулевых отходов считают мусоросжигательные установки и другие технологии обработки отходов в качестве барьеров для рециркуляции и разделения выше конкретных уровней и что ресурсы отходов приносятся в жертву для производства энергии.