Ежегодно объем отходов увеличивается на 3%, а это около 60 млн тонн в год. Ученые задумались над изобретением новых эффективных методов утилизации отходов, которые при этом не приносят вреда экологии. В этой статье мы расскажем о двух новейших технологиях, позволяющих перерабатывать отходы без дополнительной очистки и при этом безопасно для окружающей среды.
Технологии не стоят на месте и, возможно, в ближайшем будущем нам не придется сортировать пластик, благодаря системе VolCat. На данный момент компания IBM, создавшая данную систему, ведет переговоры для скорейшего запуска технологии. Но если этот метод только ждет своего старта, то бизнес на плазменной переработке отходов уже доступен тем, кто располагает финансами. Вероятнее всего, такой способ утилизации станет самым популярным, так как имеет ряд преимуществ, с которыми мы сегодня ознакомимся.
Переработка пластика с помощью катализатора
Ученые из IBM недавно заявили о новой системе VolCat, специально созданной для переработки пластика. Ее секрет кроется в самом названии, которое с английского переводится как «летучий катализатор». В основе системы лежит химическая реакция от воздействия каталитического химического реактора на пластик, в процессе которого пластиковые отходы преобразуются в сырье для производства пластиковой упаковки. Таким способом можно переработать текстильную продукцию из полиэстера, коврики и игрушки.
Система VolCat экономически выгодна и абсолютно безопасна для экологии, поскольку переработка пластика происходит под воздействием специальной смеси химикатов, атмосферного давления и тепла. Пластиковый порошок, полученный в процессе переработки, является основой для производства новых продуктов.
Процесс переработки пластика в системе VolCat:
- Пластиковые отходы измельчаются, после чего под воздействием давления и температуры свыше 200°С соединяются с химическим катализатором.
- Пластик расщепляется на мономеры. При этом загрязнения в виде остатков пищи, клея и грязи устраняются под воздействием катализатора.
- После завершения реакции катализатор отгоняют для повторного использования. Полученный из отходов мономер фильтруется и охлаждается.
Порошок, образовавшийся в процессе переработки, используется для производства новых продуктов из пластика, таким образом термопластик становится материалом, который можно перерабатывать бесконечно. При этом не требуется использование дополнительного пластика, что делает производство дешевле и экологичнее.
Переработка отходов по технологии VolCat имеет ряд преимуществ:
- Расщепление пластика с помощью катализатора занимает всего несколько часов.
- Данный способ экономит электроэнергию.
- В процессе переработки получается сырье, готовое для дальнейшего применения.
- Данная технология позволяет перерабатывать пластиковые отходы смешанного типа даже в загрязненном виде.
Плазменный пиролиз
Плазменный пиролиз — это процесс переработки отходов, основной смысл которого заключается в соблюдении определенных условий, таких как вакуумная среда, температура не ниже 1200°С, оптимальное давление и обработка отходов потоком низкотемпературной плазмы. Соблюдение температурных режимов позволяет избежать появления смолы, которая образуется при низких температурах во время обработки отходов. В то же время экстремально высокие температуры полностью разрушают токсичные и сложноразлагаемые отходы.
Плазменная установка состоит из следующих механизмов:
- шахта загрузки;
- реактор-газификатора;
- генератор плазмы, к которому подключены системы питания;
- дожигатель;
- система охлаждения;
- система очистки газа.
Отходы отправляются в шахту загрузки через герметичный шлюз накопления, где можно регулировать объем отходов и скорость загрузки. В реактор подается поток воздуха и водяного пара, после чего смесь обрабатывается потоком низкотемпературной плазмы. С нижней части камеры реактора происходит непрерывное поступление газа. Полученный синтез-газ сжигается в котельной установке или в квенчере для очистки и фильтрации. После очистки синтез-газ попадает в компрессор, где происходит отделение влаги, фильтрация и поступление в газовую турбину. Несгораемые элементы и оставшаяся зола поступают на дно резервуара с водой для полного остывания.
Преимущества плазменной переработки
Одновременная переработка органических и неорганических отходов стала возможной благодаря температуре свыше 1200°С. Специальная конструкция реакторов и воздействие плазменных потоков делает процесс переработки безопасным, поскольку опасные вещества практически не выделяются. Плазменный пиролиз — единственная технология, позволяющая максимально безопасно утилизировать опасные отходы с содержанием ртути, кадмия, свинца, ксенона, циана. Полученная энергия используется для обеспечения работы станции. Шлак, образующийся в процессе утилизации отходов, безопасен для окружающей среды и в дальнейшем применяется в строительстве.
Данный способ переработки отличается тем, что отходы не нуждаются в предварительной сортировке. Перед отправлением в реактор отходы сушатся и измельчаются, из общей массы удаляются камни, кирпичи и металлические предметы. Плазменная переработка не требует накопления большого объема, и поступающий мусор сразу отправляется на утилизацию. Данная технология позволяет безопасно утилизировать отходы повышенного класса опасности, а также неперерабатываемые отходы. Кроме того, в процессе плазменного пиролиза образуется топливный газ, зола и энергия. Плазменный пиролиз успешно применяется в странах Северной Америки, Японии, Китае и Малайзии.