Черноголовка. Новости

Яндекс.Погода

воскресенье, 26 мая

пасмурно+20 °C

Онлайн трансляция

Извлечь пользу из мусора. Экологичную технологию переработки отходов предлагают молодые ученые из Черноголовки

18 апр. 2019 г., 9:42

Просмотры: 133


Два сотрудника Института проблем химической физики РАН в Черноголовке Дмитрий Подлесный и Максим Цветков стали обладателями премии губернатора Мос-ковской области в сфере науки и инноваций для молодых ученых в области охраны окружающей среды за разработку технологии переработки твердых коммунальных и промышленных отходов методом газификации. «ЧГ» удалось узнать детали отмеченной работы.

Переработка и утилизация отходов является одной из самых актуальных и требующих особого внимания проблем не только в нашей стране, но и во всем мире. Особенно это касается крупных городов, где накапливается огромное количество твердых коммунальных отходов (ТКО). По мнению экспертов, только Москва и Московская область ежегодно производят более 10 млн тонн отходов, при этом около 90 % этого объема в итоге оказывается на полигонах. Стоит ли упоминать, насколько пагубно влияет на природу и общественные настроения захоронение отходов.
Однако отличительной чертой ТКО является то, что такие компоненты, как резина, бумага, шлаки, дерево и прочее, весьма горючи. В связи с этим люди стали задумываться об использовании отходов в качестве источника энергии. Такая идея стала решением двух самых распространенных проблем нашего времени: утилизации мусора и получения от этого энергии.
Уникальная технология, позволяющая перерабатывать низкосортные топлива или просто обычный мусор и получать за счет этого энергию, ценное химическое сырье, создана в Черноголовке, в Институте проблем химической физики (ИПХФ РАН). Идея создания конструкции для сжигания трудно перерабатываемого сырья возникла у одного из завлабов филиала ИПХФ РАН профессора Георгия Борисовича Манелиса. Над разработкой, совершенствуя ее, коллектив ученых трудится не один десяток лет. И, надо отметить, технология переработки альтернативных топлив, промышленных и бытовых отходов сжиганием в сверхдиабатическом режиме вызывает серьезный интерес у российских и зарубежных компаний.
Молодые ученые Дмитрий Подлесный и Максим Цветков подключились к разработке сравнительно недавно, в начале 2000-х. Но они успели внести свой вклад в модифицирование установки, улучшение ее производительности. Их заслуги отмечены губернатором МО.
- С тех пор как технологию изобрели, дальше ее только улучшали, пробовали различные условия горения, зажигания, различные топлива, различную влажность и прочее. Оставались проблемы по экологии, производительности. Мы с коллегой включились в работу, в рамках своих исследований показали, что можно сделать еще лучше и эффективней, - рассказывает Максим Цветков. - О разработке узнал, когда приехал в аспирантуру в 2006 г. Меня пригласили к Георгию Борисовичу Манелису и предложили заниматься экологическими проблемами, которые на тот момент возникали. Нужно было улучшить экологические показатели процесса. Как раз было предложено добавлять сорбенты, мне предстояло изучить, какие сорбенты как влияют. Это стало моей диссертационной работой.
- Чем уникальна установка?
- Уникальность установки заключается в совмещении двух видов сжигания: пиролиза (от греч. pýr — огонь, жар и lýsis — разложение) и газификации, и двух стадий переработки. На первой происходит газификация твердых или жидких отходов в сверхадиабатическом режиме с получением CO, H2 и жидких продуктов пиролиза. На второй - сжигание полученного продукт-газа, уже с выработкой тепловой энергии или электрической. При необходимости можно выделять из газа ценные жидкие углеводороды. Таким образом достигается двойной полезный эффект: сверхадиабатическое горение и специальная конструкция газификатора позволяет сразу превратить твердое вещество в горючий газ, с КПД в 95 процентов, при этом практически избежать конечных отходов и получить энергию или топливо.
- На что идет полученная энергия?
- Полезную энергию можно использовать для получения тепла, горячей воды, электричества.
- Что можно сжигать в установке?
- Практически все: не только ТБО, но и нефте- и маслоотходы, различные жидкости, отработанные автомобильные покрышки, древесный мусор, целлюлозу, отходы угледобычи, биомассы различного происхождения.
- А ТБО в каком виде принимаются?
- Раздельно собранные. Сортировка очень нужна. Известно, что температура плавления на разные материалы своя. В реакторе температура достигает от 800 до 1300 С0, если будет смешение отходов, то нарушится фильтрация газов через слой топлива. И нужно будет останавливать процесс, разгружать реактор, а это дополнительные затраты.
 - Насколько безопасны выбросы при сжигании?
- Поскольку сжигание идет в две стадии, вредных выбросов ничтожно мало. Более того, сжигаемый газ проходит дополнительную фильтрацию через холодные твердые слои топлива. Большинство примесей поглощаются, выходящие дымовые газы получаются гораздо чище.
- Получаемая на выходе зола идет на захоронение?
- В нашем случае золы получается гораздо меньше, и она практически безвредна. Ее не нужно захоранивать, после обработки можно использовать, допустим, в строительстве, при получении бетонов - чем меньше углерода, тем прочнее бетон.
- Разработка привлекательна, а спрос есть? Применяется ли технология на практике?
- На сегодня основная проблема – внедрение разработки. Над этим работаем. Есть партнер, который построил комплекс по переработке ТБО в Рузском районе. В этом году планируется его запуск, идет монтаж оборудования. Бизнес-партнеры, которые к нам приходят, хотят видеть действующую установку, чтобы убедиться в ее результативности. А такой действующей установки пока не было. Так что разработка ждет внедрения. Нужна инициатива от инвесторов, которые смогли бы вложить деньги в строительство комплекса по переработке ТБО. Хочется,
чтобы установки, разработанные по нашей технологии, были внедрены повсеместно, так как все это делалось для пользы людей.

Для справки
Премия губернатора Мос-ковской области в сфере науки и инноваций для молодых ученых учреждена 7 лет назад с целью привлечения в науку перспективных специалистов. Ежегодно вручается 15 премий по 700 тысяч рублей, каждая за научно-технические достижения и их практическое применение.

Отличительными чертами технологии являются:
• Высокий энергетический КПД газификации (до 95%);
• Модульный принцип оформления процесса, позволяющий использовать различные энергетические устройства, разнообразные сопутствующие технологии, встраиваться в существующую промышленную инфраструктуру;
• Высокая экологическая чистота газовых выбросов и образующихся шлаков; образование диоксинов и вынос тяжелых металлов на порядки ниже по сравнению с современными мусоросжигающими заводами;
• Стоимость перерабатывающего комплекса в 1,5 – 2 раза ниже стоимости производств, аналогичных по экологическим и энергетическим показателям.

Светлана КАЛАЧЕВА
ФОТО предоставлено М. Цветковым