Печи против ядов
Инновационные технологии эффективной переработки особо опасных отходов предлагают днепропетровские ученые.
Огонь — одна из главных стихий, разрушительная и очищающая одновременно. Вторая его ипостась сегодня особенно важна для очистки нашей планеты от огромного количества рукотворных ядов и токсинов.
Тем более, что при наличии современных методов их утилизации они смогут заменить даже газ, нефть и уголь — в виде топлива. А позитивный экологический эффект от сжигания гербицидов и пестицидов вообще трудно переоценить. Особенно, если за это «грязное дело» взялись ученые-теплотехники из Национальной металлургической академии Украины (НМетАУ, Днепропетровск).
«Нас тьмы, и тьмы, и тьмы…»
Бесстрастная статистика сообщает: на 1 погонный метр берега Днепра ежегодно выбрасывается до 1 т ТБО; в балках около мусоросжигательного завода в Днепропетровске скопилось более 1 млн особо опасных отходов, шлаков и мусора; на каждого жителя страны приходится свыше полутонны многообразного «непотріба» в год… А вот «ядовитые» цифры: по данным МЧС, объем некондиционных химических средств защиты растений (ХСЗР) на территории страны составляет около 20 тыс. т, а технических жидкостей, содержащих полихлорбифенилы и их технические аналоги, — более 4 тыс. т. Также имеется огромное количество исключительно токсичных ядохимикатов: по разным оценкам, до 1 млн т с полным «букетом» всевозможных отравляющих веществ. И это без учета колоссальных масс металлургических шлаков, пустой породы из шахт и карьеров, а также РАО (радиоактивных отходов).
Отсюда — закономерные вопросы к завкафедрой теплотехники и экологии металлургических печей (ТЭМП) НМетАУ, профессору, доктору технических наук академику Академии наук высшей школы Украины Владимиру Губинскому.
— Нас в Украине все меньше, продолжительность жизни все короче, а отходов и ядов на душу населения все больше. Как вырваться из этого порочного круга? Возможно, с помощью новых теплоэнергетических технологий? И что, разве у нас подобных техпроцессов нет?
— Да, во времена Александра Блока эти «тьмы и тьмы» относились к людям, а сегодня — к мультимиллионнотонным количествам вредных выбросов, ядов и отходов. У нас в последнее время очень озаботились этими серьезными проблемами. Но почему-то красиво рекламируют российскую фирму «Турмалин», примитивные судовые печи типа СП-40 и СП-50, скопированные с них инсинераторы комплексного термического оборудования. Пускаем пыль в глаза и в небо!
Накопленные запасы различных ядов в нашем промышленном регионе просто запредельны. Тысячи тонн удобрений, средств защиты растений и гербицидов лежат под открытым небом или в полуразрушенных хранилищах. Мы вот недавно получили из США как бы в подарок примитивную амбарную конструкцию для хранения РАО между Днепропетровском и Днепродзержинском. И это при том, что наши ученые — металлурги и химики — давно создали эффективные методы деструкции и утилизации этих опасных веществ. Мы предлагаем использовать модернизированные металлургические печи при организации новых схем утилизации промышленных и ядовитых отходов, особенно гербицидов и пестицидов.
— Владимир Иосифович, но ведь для традиционных техпроцессов деструкции токсичных отходов нужно строить специализированные заводы со своим набором оборудования. Необходимо исследовать каждое вещество, разработать для него особую технологию утилизации, изготовить специальное оснащение, оборудовать отвечающие нормам безопасности помещения, обучить персонал…
— В этом смысле различные типы печей на метзаводах универсальны: они подходят не только для металлов, но и для сжигания пестицидов и гербицидов. Всесторонне изучив эту проблему, коллектив ученых-печников кафедры ТЭМП НМетАУ разработал и внедрил модернизированные, а также совершенно оригинальные теплотехнологии и агрегаты для термоутилизации особо опасных отходов. Мы создали теоретические основы и экспериментально исследовали энергосберегающие, малоотходные и экологически безопасные техпроцессы, а также теплотехническое оборудование для термического уничтожения токсичных веществ в высокотемпературных нагревательных металлургических печах.
Деструкция ядов от металлургов
— Сегодня ценятся принципиально новые подходы к проблеме утилизации больших масс отходов: проще, быстрее и эффективнее. Хорошо известны способы обезвреживания токсинов огневым методом, сущность которого — в сжигании горючих токсичных отходов в воздушной среде. Российские ученые М.Бернадинер и О.Новиков предлагают применение наиболее быстрого способа деструкции — взрывного горения.
— Говорят, что лучшее новое — это улучшенное старое. Российский метод интересен и оригинален, но больше годится для открытых площадок или крупных промполигонов. Мы же предлагаем задействовать уже существующие печные мощности, но модернизировать их и применить новые техпроцессы. В результате многолетних научно-технических исследований путем математического моделирования и экспериментов мы оптимизировали технологические параметры процессов горения в метпечах. В НМетАУ и на металлургических предприятиях страны разработаны эффективные технологии и их аппаратурное оформление по термическому уничтожению твердых и жидких ХСЗР. Предложена инновационная технология деструкции токсикантов путем их дозированного вдувания в факельную зону горелок высокотемпературных противоточных вращающихся металлургических печей потоком вторичного воздуха.
Успешно проведены опытно-промышленные испытания разработанных технологий и оборудования, установлена высокая их эффективность на промышленном уровне. Например, при сжигании хлорорганического некондиционного g-гексахлорциклогексана (линдана) в факеле и высокотемпературной зоне нагревательной металлургической печи (1600—2000°С) остатков токсичных органических компонентов в окатышах не выявлено. Контроль за остаточным наличием токсичных диоксино- и фураноподобных соединений показал, что их практически нет. Наши технологии деструкции ядовитых отходов уже защищены патентами Украины и РФ.
— Известно, что страны ЕС в ближайшее время хотят запретить свалки: мусор можно будет только утилизировать или сжигать. В Украине по традиции его не уничтожают, а вывозят на полигоны. Какие отходы при этом туда попадают, можно только догадываться: замеры там не производят. Так откуда нам ждать помощи?
— Конечно, отходов и токсикантов хотелось бы иметь поменьше. Но пока это невозможно, необходимо их качественно утилизировать, выгодно перерабатывать или очень надежно хоронить. Этой актуальнейшей для всей планеты теме посвящена наша комплексная работа «Эффективные тепловые процессы и агрегаты для металлургического производства», которая выдвигается на соискание Государственной премии Украины в области науки и техники 2011 года.
В ней реально подтверждена возможность сжигания ХСЗР без дополнительного расхода природного газа в горелках противоточных обогревательных печей с утилизацией химического тепла обезвреженных токсикантов. Полученный общий экономический эффект при уничтожении всех некондиционных ХСЗР в масштабах государства исчисляется в размере почти 350 миллионов гривен. А при дополнительной экономии на сокращении расхода газа — еще 320 тысяч гривен в год.
Из первых уст
Антонина Дейнека
Заместитель начальника отдела сводных расчетов и статистики окружающей среды Днепропетровской ОГА
— В Днепропетровской области накоплено 9 миллиардов тонн разнообразных промышленных отходов. Из них 8,5 миллиарда тонн — только в Кривбассе. Это две трети от общего количества по стране. Область твердо держит второе место по выбросам вредных веществ в атмосферу после Донбасса. Лидеры по отравлению природы: АМКР («Криворожсталь»), СевГОК, ИнГОК, ЦГОК, меткомбинаты «Дзержинка-ДМКД» и «ЕВРАЗ-Петровка», Никопольский завод ферросплавов, Приднепровская ГРЭС. Утилизировано, по статданным, в 2009—2010 годах 94 миллиона тонн промотходов, но это всего одна треть от ежегодно образующихся.
