Нетрадиционные источники энергии. Биоэнергетика: сжигание мусора

 

 

 

Реферат

        по дисциплине «Энергосбережение»

на тему «Нетрадиционные источники энергии.

                            Биоэнергетика: сжигание мусора»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Введение                                                                                                       

1. Общие положения                                                                                    4

2. Способы утилизации  твердых бытовых отходов (ТБО)                          8

3. Достоинства и недостатки  мусоросжигания                                       11

Заключение                                                                                                

Список использованных источников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

         На пороге ХХI века человек все чаще и чаще стал задумываться о том, что станет основой его существования в новой эре. Энергия была и остается главной составляющей жизни человека. Она дает возможность создавать различные материалы, является одним из главных факторов при разработке новых технологий. Попросту говоря, без освоения различных видов энергии человек не способен полноценно существовать. Homo Sapiens прошел путь от первого костра до атомных электростанций, освоил добычу основных традиционных энергетических ресурсов - угля, нефти и газа, научился использовать энергию рек, освоил “мирный атом”, но все активнее обсуждаются вопросы использования новых нетрадиционных, альтернативных видов энергии.

Собственными  традиционными энергоресурсами  наша республика обеспечена менее чем  на 20 %. Поэтому одной из стратегических задач развития экономики Беларуси является сокращение импорта энергоносителей.

Освоение и  эффективное использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии  имеет принципиальное значение, поскольку  в ближайшей перспективе именно они представляют реальный потенциал  местных топливно-энергетических ресурсов, которые могут быть рационально  вовлечены в экономику страны и способствовать повышению энергобезопасности республики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общие положения

 

Отходы — не используемые непосредственно в местах их образования отходы производства, быта, транспорта и др., которые могут быть реально или потенциально использованы как продукты в других отраслях народного хозяйства или в ходе регенерации.

 Утилизация отходов (от лат. — "полезный") — вовлечение различных типов отходов в новые технологические циклы или использование их в других полезных целях.

Отходы производства (промышленные) — остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Они могут быть безвозвратными (технологические потери: улетучивание, угар, усушка) и возвратными.

Отходы производственного потребления — непригодные для дальнейшего использования по прямому назначению и списанные в установленном порядке машины, инструменты и пр. Они могут быть сельскохозяйственными, строительными, производственными, радиоактивными, последние весьма опасны и нуждаются в тщательном захоронении или дезактивации.

Твердые бытовые отходы (ТБО) являются отходами сферы потребления, образующимися в результате бытовой деятельности населения. Они состоят из изделий и материалов, непригодных для дальнейшего использования в быту.

Это отходы, которые накапливаются  в жилом фонде, учреждениях, предприятиях общественного назначения (школах, зрелищных и детских учреждениях, гостиницах, столовых и т.п.).

К твердым бытовым отходам, учитываемым  нормой накопления, относятся отходы, образующиеся в жилых зданиях, включая  отходы от текущего ремонта квартир, отходов продуктов сгорания в  устройствах местного отопления, смет, опавшие листья, собираемые с дворовых территорий и крупногабаритные предметы домашнего обихода.

Состав и  объем бытовых отходов чрезвычайно  разнообразны и зависят не только от страны и местности, но и от времени  года и от многих других факторов.

Источники муниципальных отходов
Жилые Индивидуальные и многоквартирные  дома Хозяйственные Учреждения Магазины Культурные заведения Предприятия общепита Гостиницы Бензоколонки  Сельское хозяйство	Коммунальные службы Снос и строительство  зданий  Уборка  улиц Зеленое строительство, парки, пляжи  Остаточные продукты мусоросжигания и мусоропереработки Учреждения  Школы Больницы Тюрьмы  Промышленность
Примеры категорий отходов
Растительные отходы Листья, трава, ветки  Деревянные отходы Покрышки Другие резиновые отходы Кожа Пищевые отходы Неорганика (камни, керамика) Мелкие материалы (проходящие через 1.5 см сетку) Текстиль Строительный мусор Опасные бытовые отходы (растворители, ядохимикаты) Вещи, выброшенные целиком (холодильники, телевизоры) Остаточные материалы (зола, ил)	Бумага Газеты Офисная бумага Глянцевые журналы Бумага для компьютеров Картон  Пластик PET (бутылки из-под газированной  воды) Смешанный  пластик Пенопласт Другой пластик (полиэтилен, ПВХ) Металл Ферромагнетики (стальные банки  и т.д.) Алюминий Другие неферромагнетики Стекло Прозрачное Коричневое  ("янтарное") Зеленое Другое (лампы, оконное и т.д.)

 

          Содержание органического вещества в бытовых отходах составляет 40-75%, углерода — 35-40%, зольность — 40-70%, горючие компоненты в бытовых отходах составляют 50-88%, теплотворная способность ТБО — 800-2000 кКал/кг. 
          В Республике Беларусь ежегодно накапливается около 2,4 млн.т. твердых бытовых отходов, которые направляются на свалки и два мусороперерабатывающих завода (Минский и Могилевский), на которые ежегодно вывозится в год: бумаги — 648,6 тыс. т; пищевых отходов — 548,6 тыс. т; стекла — 117,9 тыс. т; металла — 82,5 тыс. т; текстиля — 70,8 тыс. т; дерева — 54,2 тыс. т; кожи и резины — 47,2 тыс. т; пластмассы — 70,8 тыс. т. 
         Потенциальная энергия, заключенная в твердых бытовых отходах, образующихся на территории республики, равноценна 470 тыс. т у.т. При их биопереработке с целью получения газа эффективность составит не более 20-25%, что эквивалентно 100-120 тыс. т у.т. Кроме того, необходимо учитывать многолетние запасы ТБО, которые имеются во всех крупных городах и создают проблемы их складирования. Только по областным городам переработка ежегодных ТБО в газ позволила бы получить биогаза около 50 тыс. т у.т., а по г. Минску — до 30 тыс. т у.т.

          Основным способом утилизации твердых отходов в Республике Беларусь является их размещение на свалках. Тем не менее, согласно мнению экспертов, доля вторичных материальных ресурсов в твердых бытовых отходах, являющихся потенциальным сырьем для промышленного использования, достигает 60%. Но на данный момент переработка ТБО позволяет получать не более 10-15% вторичных материалов.

         Процесс удаления отходов неэффективен, так как теряется огромное количество ценных ресурсов, которые могли быть использованы, например, в промышленности или сельском хозяйстве.   

         В последнее десятилетие наблюдался стабильный рост количества ТБО, выработанного на территории Республики Беларусь. Количество мусора на душу населения за этот период увеличилось с 0,485 кг до 0,877 в день, что означает, что это показатель практически удвоился и приблизился к показателю ЕС (0,85-1,7 кг на душу населения в день)

         Мусороперерабатывающие предприятия функционируют практически во всех крупных и средних городах республики. Большая часть станций, а их в стране насчитывается 88, занимается сортировкой бытовых отходов, собранных по технологии раздельного сбора мусора. Как рассказали в Минжилкомхозе, в данном процессе уже задействовано 85% населения многоэтажного жилищного фонда. Их дома оснащены контейнерами для дифференцированного сбора мусора.

          Показатель  охвата населения достаточно  высок. Но все еще мало людей заинтересовано в раздельном сборе мусора. Доля пластика и стекла в контейнерах со смешанным мусором часто превышает половину. Остальная часть, пригодная для вторичного использования продуктов жизнедеятельности, вывозится на полигоны для захоронения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Способы утилизации твердых бытовых отходов (ТБО)

 В мировой практике до настоящего времени подавляющее количество ТБО все еще продолжают вывозить на свалки (полигоны): в СНГ на свалки вывозят 97% образующихся ТБО, в США - 73%, в Великобритании - 9О%, в Германии - 70%, в Швейцарии - 25%, в Японии - около 30%. Недостатки складирования ТБО на свалках: большая потребная площадь земли, сложность организации новых свалок в связи с отсутствием свободных земельных участков, значительные затраты на транспортировку ТБО, потеря ценных компонентов ТБО, экологическая опасность (загрязнение грунтовых вод и атмосферы, распространение неприятных запахов, потенциальная опасность в отношении пожаров и распространения инфекций и пр.).

В мировой практике нашли  промышленное применение четыре метода переработки  ТБО: 
   ® термическая  обработка  (в  основном  сжигание); 
   ®биотермическое аэробное компостирование  (с получением 
удобрения  или  биотоплива); 
  ®   анаэробная ферментация  (с получением  биогаза); 
  ® сортировка (с извлечением тех или иных ценных компонентов для вторичного использования).

Каждый из методов имеет  свои преимущества и недостатки, свои оптимальные области применения, зависящие главным образом от морфологического состава ТБО и  региональных условий.

Наиболее рациональным методом  переработки ТБО является мусоросжигание. Его зарождение относится еще  к 1870 г. Основное его преимущество - сокращение объемов отходов более  чем в 10 раз, а их массы - в 3 раза. Главный  же недостаток прямого сжигания необработанных ТБО связан с серьезной опасностью загрязнения атмосферы вредными выбросами.

 

 

Развитие  мусоросжигания

       В 30-е годы были разработаны печи для непрерывного слоевого сжигания ТБО, осуществляемого на колосниковой решетке, установленной в нижней части печи (до настоящего времени слоевое сжигание ТБО при температуре 850-1000 град.С в мировой практике применяется наиболее часто). В начале 80-х годов стали появляться котлоагрегаты с топками с псевдоожиженным слоем (система "твердое-газ") в большей степени отвечающие экологическим требованиям. В начале 90-х годов проведены многообещающие исследования по использованию металлургических печей Ванюкова. В середине 80-х начале 90-х годов Институт высоких температур АН разработал научные основы технологии высокотемпературной (200 ⁰С) термообработки ТБО в шахтных печах (по конструкции идентичны доменным печам).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Достоинства  и недостатки мусоросжигания

 

Мусоросжигание – это  наиболее сложный и «высокотехнологичный»  вариант обращения с отходами. Сжигание требует предварительной  обработки ТБО (с получением т.н. топлива, извлеченного из отходов). При  разделении из ТБО стараются удалить  крупные объекты, металлы (как магнитные, так и немагнитные) и дополнительно  его измельчить. Для того чтобы  уменьшить вредные выбросы, из отходов  также извлекают батарейки и  аккумуляторы, пластик, листья. Сжигание неразделенного потока отходов в  настоящее время считается чрезвычайно  опасным. Таким образом, мусоросжигание может быть только одним из компонентов  комплексной программы утилизации.

Сжигание позволяет примерно в 3 раза уменьшить вес отходов, устранить  некоторые неприятные свойства: запах, выделение токсичных жидкостей, бактерий, привлекательность для  птиц и грызунов, а также получить дополнительную энергию, которую можно  использовать для получения электричества  или отопления.

Экологические воздействия МСЗ  в основном связаны с загрязнением воздуха, в первую очередь – мелкодисперсной  пылью, оксидами серы и азота, фуранами и диоксинами. Серьезные проблемы возникают также с захоронением золы от мусоросжигания, которая по весу составляет до 30% от исходного веса отходов и которая в силу своих физических и химических свойств не может быть захоронена на обычных свалках. Для безопасного захоронения золы применяются специальные хранилища с контролем и очисткой стоков.

Можно достаточно четко сформулировать преимущества и недостатки мусоросжигания.

Преимущества этого метода:

• уменьшение объема отходов в 10 раз;
• снижение риска загрязнения почвы и воды отходами;
• возможность рекуперации образующегося тепла.

Недостатки мусоросжигания исходных ТБО:

• опасность загрязнения атмосферы;
• уничтожение ценных компонентов;
• высокий выход золы и шлаков (около 30% по массе);
• низкая эффективность восстановления черных металлов из шлаков;
• сложность стабилизации процесса сжигания.

Мусоросжигание уменьшает объем  отходов, попадающих на свалки, и может  использоваться для производства электроэнергии. Хотя сжигание всех отходов без разбора  – это технология прошлого, современные  мусоросжигательные установки, оборудованные  системами очистки выбросов, генераторами электроэнергии и используемые в  комбинации с другими методами утилизации ТБО могут помочь справиться с  потоком мусора, особенно в плотно населенных областях.