Протэк’21 ite’21

ТЕРМИЧЕСКАЯ УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ 
Бабушкина Е. А. 
Научный руководитель: к.т.н., доц. Ягольницер О. В.
ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН», г. Москва, РФ
В настоящее время основным способом утилизации отходов в России является 
их захоронение. При этом захоронение жидких отходов отравляет почву, а 
захоронение ТБО выводит из хозяйственного оборота большие площади земли. 
Термическая утилизация является наиболее приемлемой технологией утилизации 
отходов.
 
Отходы – это одна из основных современных экологических проблем, 
которая несет в себе потенциальную опасность для здоровья людей, а также 
опасность для окружающей природной среды. Во многих странах до сих пор 
существует недопонимание всей серьезности ситуации, связанной с твердыми 
бытовыми отходами, в связи с чем, нет строго регламента, а также 
необходимых нормативно-правовых актов, регулирующих вопросы, связанные 
с отходами и мусором. Отходы – вещества (или смеси веществ), признанные 
непригодными для дальнейшего использования в рамках имеющихся 
технологий, или после бытового использования продукции [1]. 
Классификация отходов представлена на рис. 1. Отходы по агрегатному 
состоянию делятся на твердые, жидкие и газообразные. А по источнику 
образования отходы делятся на бытовые и производственные [2]. 
Рис. 1. Классификация отходов 

---

193 
ПРОТЭК’21 ITE’21 
В мировой практике для утилизации и обезвреживания производственных 
отходов (ПО) и твердых коммунальных отходов (ТКО) используют 
термические, химические, биологические и физико-химические методы. 
К термическим методам обезвреживания отходов, как наиболее 
распространенным, относятся сжигание, пиролиз и газификация. 
Сжигание – наиболее отработанный и используемый способ, 
осуществляемый в печахразличных конструкций при температурах не менее 
1200 °С. Сжигание любых отходов сопровождается выбросом в атмосферу 
продуктов горения, диоксид углерода, пары воды, оксиды азота и серы, оксид 
углерода, полихлорированная органика и различные аэрозоли, которые, в свою 
очередь, сами являются загрязнителями окружающей среды. Наиболее 
опасными считаются окислы азота NO
х
, окись углерода (угарный газ) СО, 
двуокись серы SO
2
, углерод (сажа). Зола, содержащаятяжелые металлы, 
накапливается в нижней части печи и периодически вывозится на полигоны для 
захоронения или используется в производстве строительных материалов [3,4]. 
Для того чтобы не допустить загрязнения атмосферы, помимо камеры 
сжигания печи, как правило, оборудуются камерой дожигания и 
многоступенчатой системой очистки дымовых газов – без этих составляющих 
не будут обеспечены санитарные нормы по вредным выбросам [4]. 
Для обезвреживания твердых промышленных и коммунальных отходов 
широко используют вращающиеся печи, позволяющие организовать 
эффективное перемешивание отходов. Вращающаяся печь представляет собой 
цилиндрическую конструкцию, стенки которой облицованы термостойким 
материалом. Они монтируются горизонтально с небольшим уклоном. 
Негорючие отходы (зола, металлолом) перемещаются вдоль наклонной печи и 
после охлаждения выводятся в специальные контейнеры [3]. 
В России для сжигания жидких отходов в основном используют 
турбобарботажные установки «Вихрь» производительностью до 1 т/ч. 
Температура сжигания 800–1100 °С. Установка снабжена системой утилизации 
тепла и очистки дымовых газов от аэрозоля [3]. 
Установка способна утилизировать медицинские отходы различных 
классов опасности: предметы медицинского назначения, ухода за пациентами и 
т.д. Процесс огневого обезвреживания, протекающий при температуре
850–900 °С, и последующее дожигание дымовых газов – 1100–1200 °С 
исключают возможность распространения инфекций и соответствуют 
экологическим и санитарно-гигиеническим нормам, действующим на 
территории Российской Федерации. Многоступенчатый принцип действия 
комплекса, 
включающий 
термическое 
разложение 
отходов, 
высокотемпературный дожиг, реагентную очистку и обеспыливание дымовых 
газов минимизирует воздействие на окружающую среду [3]. 
Для обезвреживания твердых промышленных и коммунальных отходов 
широко используют вращающиеся печи, позволяющие организовать 
эффективное перемешивание отходов. Вращающаяся печь представляет собой 
цилиндрическую конструкцию, стенки которой облицованы термостойким 

---

194 
ПРОТЭК’21 ITE’21 
материалом. Они монтируются горизонтально с небольшим уклоном. 
Негорючие отходы (зола, металлолом) перемещаются вдольнаклонной печи и 
после охлаждения выводятся в специальные контейнеры [3]. 
Как уже было сказано ранее, при сжигании отходов выделяется достаточно 
большое количество вредных газов. Для эффективного улавливания 
полихлорированной органики (диоксинов) в современных установках 
применяется: 

вброс измельчѐнного активированного угля в струю дымовых газов с 
последующей фильтрацией потока рукавными фильтрами; 

каталитические конверторы для селективного восстановления 
оксидов азота аммиаком с одновременным окислением диоксинов и фуранов; 

адсорберы с активированным углем, коксом или сорбалитом 
(смесьюактивированного угля и гидроокиси кальция) для поглощения 
загрязнителей, получившиеназвание санитарных («полицейских») фильтров [3]. 
Биотехнология одна из наиболее экологических отраслей, но и в ней есть 
отходы, например, активный ил после очистки сточных вод. Сжигание в 
псевдоожиженном 
слое 
– 
относительно 
новая 
технология 
обезвреживанияактивного ила и подобных ему отходов биотехнологии. 
Основными операциями переработки отходовявляются удаление крупных 
частиц из отходов, обезвоживание до 50 % влажности, измельчение отходов, 
сушка, сжигание, очистка отходящих газов. 
Камера сгорания представляет собой колонну с футеровкой, заполненную 
песком илиглиноземом с температурой 760–810 °С (пирофлюидная 
технология). Ил вводится в печьпотоком воздуха и при высыхании сгорает, 
передавая большую часть тепла песчанойнасадке [3]. 
Также стоит рассказать о газификационной технологии обезвреживания 
отходов. Отличительная особенность газификации от сжигания состоит в том, 
чтов реакторе газовая фаза имеет восстановительные свойства. Поэтому 
образование оксидовазота и серы термодинамически затруднено, и вредных 
газовых выбросов у газогенераторовзначительно меньше, чем у печей 
сжигания. 
Пиролиз ТБО заключается в том, что под воздействием высоких 
температур в условиях вакуума разлагаются тяжелые органические вещества, 
на выходе получают более легкие. В результате такого воздействия из отходов 
получают вещества с более низкой молекулярной массой. 
Основные продукты, который дает пиролиз ТБО: 

пирогаз (горючие и негорючие смеси газов); 

пиролизное масло и вода; 

уголь. 
При пиролизе ТБО проходят четыре процесса: 
1.
Сушку в специально предназначенной для этого камере; 
2.
Непосредственно пиролиз или сухая перегонка отходов; 
3.
Сжигание твердых остатков; 

---

195 
ПРОТЭК’21 ITE’21 
4.
Получение конечного продукта: газа, масла или угля. 
Принцип работы пиролизной установки изображен на рис. 2. 
Рис. 2. Принцип работы пиролизной установки 
В отличие от обычной утилизации, в том числе сжигании, пиролиз имеет 
ряд преимуществ, так как: 
Не загрязняет окружающую среду. 
Для получения полезных веществ используются отходы. 
В отходах после процесса нет агрессивных и опасных веществ, их объем 
существенно меньше, чем при обычном сжигании, можно закапывать в землю. 
Препятствует восстановлению тяжелых металлов, они преобразуются в 
золу. 
Добываемые таким способом конечные продукты просты в обращении: 
хранении, транспортировке. 
Однако к минусам данного процесса можно отнести то, что для 
производства 
необходимы 
крупногабаритные 
печи, 
трудоемкие 
в 
обслуживании, следовательно, и большое количество персонала. 
Таким образом, рассмотрев варианты термической утилизации отходов, 
можно заключить, что это более экологичный способ, чем захоронение 
отходов. Но наличие продуктов распада и выбросов, в том числе, вредных газов 
и тяжелых металлов вперемешку с сажей, говорит нам о том, что сжигание 
отходов далеко не самый экологичный способ избавления от отходов. Следует 
сказать, что более экологичным способом утилизации будет переработка 
отходов, что будет сводить к минимуму вред окружающей среде.