Печі проти отрут

Інноваційні технології ефективної переробки особливо небезпечних відходів пропонують дніпропетровські вчені.

Вогонь — одна з головних стихій, що руйнує й очищає одночасно. Друга його іпостась сьогодні особливо важлива для очищення нашої планети від величезної кількості рукотворних отрут і ­токсинів.

Тим більше, що за наявних сучасних методів їхньої утилізації вони зможуть замінити навіть газ, нафту й вугілля — у вигляді палива. А позитивний екологічний ефект від спалювання гербіцидів і пестицидів узагалі важко переоцінити. Особливо, якщо за цю «брудну справу» взялися вчені-теплотехніки з Національної металургійної академії України (НМетАУ, Дніпропетровськ).

«Нас тьма, і тьма, і тьма…»

Неупереджена статистика­ повідомляє: на 1 погонний метр берега Дніпра щорічно викидається до 1 т ТПВ; у балках біля сміттєспалювального заводу в Дніпропетровську нагромадилося­ понад 1 млн особливо небезпечних відходів, шлаків і сміття; на кожного жителя країни припадає понад півтонни різноманітного непотребу на рік… А ось «отруйні» цифри: за даними МНС, обсяг некондиційних хімічних засобів захисту рослин (ХЗЗР) на території країни становить близько 20 тис. т, а технічних рідин, які містять поліхлорбіфеніли та їхні технічні аналоги, — більше 4 тис. т. Також є величезна кількість виключно токсичних отруто­­­­­хімікатів: за різними оцінками, до 1 млн т із повним «букетом» усіляких отруйних речовин. І це без урахування величезної кількості металургійних шлаків, пустої породи із шахт та кар’єрів, а також РАВ (радіоактивних відходів).

Звідси — закономірні питання до заступника кафедри теплотехніки та екології металургійних печей (ТЕМП) НМетАУ, професора, доктора технічних наук академіка Академії наук вищої школи України Володимира Губинського.

— Нас в Україні дедалі менше, тривалість життя  коротшає, а відходів і отрут на душу населення припадає все більше. Як вирватися із цього заклятого кола? Може, за допомогою нових теплоенергетичних технологій? І що, хіба в нас таких техпроцесів нема?

— Так, за часів Олександра Блока ця «тьма і тьма» стосувалася людей, а сьогодні — мультимільйонотонних кількостей шкідливих викидів, отрут та відходів. У нас останнім часом дуже переймаються цими серйозними проблемами. Але чомусь красиво рекламують російську фірму «Турмалін», примітивні суднові печі типу СП-40 і СП-50, скопійовані з них інсинератори комплексного термічного обладнання. Пускаємо пил в очі й у небо!

Накопичені запаси різних отрут у нашому промисловому регіоні просто величезні. Тисячі тонн добрив, засобів захисту рослин і гербіцидів лежать просто неба або в напівзруйнованих сховищах. Ми от недавно одержали зі США в подарунок примітивну комірну конструкцію для зберігання РАВ між Дніпропетровськом і Дніпродзержинськом. І це при тому, що наші вчені — металурги й хіміки — давно створили ефективні методи деструкції та утилізації цих небезпечних речовин. Ми пропонуємо використовувати модернізовані металургійні печі під час організації нових схем утилізації промислових і отруйних відходів, особливо гербіцидів і пестицидів.

— Володимире Йосиповичу, але ж для традиційних техпроцесів деструкції токсичних відходів треба будувати спеціалізовані заводи зі своїм набором обладнання. Треба дослідити кожну речовину, розробити для неї особливу технологію утилізації, виготовити спеціальне устаткування, обладнати приміщення, що відповідатимуть нормам безпеки, навчити персонал…

— З цього погляду різні типи печей на метзаводах універсальні: вони придатні не тільки для металів, а й для спалювання пестицидів і гербіцидів. Усебічно вивчивши цю проблему, колектив учених-пічників кафедри ТЕМП НМетАУ розробив і впровадив модернізовані, а також цілком оригінальні теплотехнології та агрегати для термоутилізації особливо небезпечних відходів. Ми створили теоретичні основи й експериментально досліджували енергозбережні, маловідходні й екологічно безпечні техпроцеси, а також теплотехнічне обладнання­ для термічного знищення токсичних речовин у високотемпературних нагрівальних металургійних печах.

Деструкція отрут по-металургійному

— Сьогодні віддають перевагу принципово новим підходам до проб­леми утилізації великої кількості відходів: простіше, швидше та ефективніше. Добре відомі способи знешкодження токсинів вогневим методом, сутність якого — у спалюванні горючих токсичних відходів у повітряному середовищі. Російські вчені М.Бернадінер і О.Новиков пропонують застосування найшвидшого способу деструкції — вибухового горіння.

— Говорять, що найкраще нове — це поліпшене старе. Російський метод цікавий і оригінальний, але більш придатний для відкритих площадок або великих промполігонів. Ми ж пропонуємо задіяти вже наявні пічні потужності, але модернізувати­ їх і застосувати нові техпро­цеси. У результаті багаторічних науково-технічних досліджень шляхом математичного моделювання та експериментів ми оптимізували технологічні парамет­ри процесів горіння в метпечах. У НМетАУ та на металургійних підприємствах країни розроблені ефективні технології і їхнє апаратурне оформлення з термічного знищення твердих і рідких ХЗЗР. Запропоновано інноваційну технологію деструкції токсикантів шляхом їхнього дозованого вдування в смолоскипову зону пальників високотемпературних протиструминних обертових металургійних печей потоком вторинного повітря.

Успішно проведені дос­лідно-промислові випробування розроблених технологій та обладнання, установлена висока їхня ефективність на промисловому рівні. Наприклад, під час спалювання хлор­органічного некондиційного­ g-гексахлорциклогексану (лін­дану) у факелі й високотемпературній зоні нагрівальної металургійної печі (1600—2000°С) залишків токсичних органічних компонентів в котунах не виявлено. Контроль за залишковою наявністю токсичних діоксино- і фураноподібних сполук показав, що їх фактично нема. Наші технології деструкції отруйних відходів уже захищені патентами України й РФ.

— Відомо, що країни ЄС найближчим часом хочуть заборонити звалища: сміття можна буде тільки утилізувати або спалювати. В Україні за традицією його не знищують, а вивозять на полігони. Які відходи при цьому туди потрапляють, можна тільки здогадуватися: вимірів там не роблять. То звідки нам чекати допомоги?

— Звичайно, відходів і токсикантів хотілося б мати менше. Але поки це неможливо, необхідно їх якісно утилізувати, вигідно перероб­ляти або дуже надійно ховати. Цій надзвичайно актуальній для всієї планети темі присвячена наша комплексна робота «Ефективні теплові процеси та агрегати для металургійного виробництва», яка висувається на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки 2011 року.

У ній реально підтверджено можливість спалювання ХЗЗР без додаткової витрати природного газу в пальниках протитечійних обігрівальних печей з утилізацією хімічного тепла знешкоджених токсикантів. Отриманий загальний економічний ефект за знищення всіх некондиційних ХЗЗР у мас­штабах держави обчислюється в розмірі майже  350 мільйонів гривень. А за додаткової економії на скороченні витрати газу — ще 320 тисяч гривень на рік.

Із перших уст

Антонина Дейнека
Заступник начальника відділу зведених розрахунків і статистики довкілля Дніпропетровської ОДА

— У Дніпропетровській області нагромадждено 9 мільярдів тонн різноманітних промислових відходів. Із них 8,5 мільярда тонн — тільки в Кривбасі. Це дві третини від загальної кількості по країні. Область стабільно посідає друге місце з викидів шкідливих речовин в атмосферу після Донбасу. Лідери з отруєння природи: АМКР («Криворіжсталь»), ПівнічГЗК, ІнГЗК, ЦГЗК, меткомбінати «Дзержинка-ДМКД» і «Євраз-Петрівка», Нікопольський ЗФ, Придніпровська ГРЕС. Утилізовано, за статданими, у 2009—2010 роках 94 мільйона тонн промвідходів, але це лише одна третина від щорічно утворюваних.