Вторинні енергетичні ресурси (ВЕР)
Це енергія різних видів, що покидає технологічний процес або установку, використання якої не є обов’язковим для здійснення основного технологічного процесу. Економічно вона являє собою побічну продукцію, яка при відповідному рівні розвитку техніки може бути частково або повністю використана для потреб нової технології або енергопостачання інших агрегатів (процесів) на самому підприємстві або за його межами.
Економіка стала б значно менш енергоємною і менш забруднює навколишнє середовище за рахунок вторинного використання відходів. Велика частина використовуваних сьогодні матеріалів викидається після одноразового застосування. Це приблизно 2/3 всього алюмінію, 3/4 стали і паперу і ще більша частина пластмас. Всього лише 5% енергії, що витрачається на видобуток алюмінію з бокситів, потрібно для його регенерації. Для стали, що виготовляється тільки з брухту, економія енерговитрат становить приблизно 65%. Виробництво газетного паперу з макулатури вимагає на 25 – 60% менше енергії, ніж її виготовлення з деревної маси. Отримання скла з вторсировини економить до 33% енергії, необхідної для його виготовлення з первинної сировини. В даний час особливо великі втрати теплоти на електростанціях, в металургійній, хімічній, нафтовидобувній і нафтопереробній промисловості, в сільському господарстві.
Теплота несеться також з вентиляційним повітрям, з каналізаційними та побутовими стоками. Згідно з розрахунками, з 1,7 млрд. Т у. т., що витрачається в країні за рік, корисно використовується приблизно 700 млн. т. Утилізація ВЕР дозволить отримати велику економію палива і істотно зменшити капітальні витрати на створення відповідних енергопостачальних установок, так як при однаковому ефекті витрати на поліпшення використання енергоресурсів в 1,5 2 рази нижчі за витрати на видобуток палива.
Раціональне і можливо більш повне використання вторинних енергоресурсів дає велику економію матеріальних, грошових і трудових витрат, забезпечує зниження викидів шкідливих речовин, в тому числі і теплових. ВЕР поділяються на три основні групи: надлишкового тиску, горючі і теплові. Країни з інтенсивної автомобілізацією зіткнулися з проблемою накопичення відслужили робочий ресурс автомобільних шин. У США щорічно кількість зношених шин складає більше 230 млн. Шт. (190 млн. – від легкових і 47 млн. – від вантажних автомобілів), або 1,9 млн. Т, причому вже накопичено близько 2 млрд. Старих шин. В Англії вихід зношених шин становить 30 млн. Шт., Або понад 200 тис. Т., В Італії – близько 400 тис. Т. У країнах СНД накопичилося 50 млн. Зношених шин. Методом утилізації зношених шин є використання їх в якості палива. Теплота згоряння гуми становить 32 ГДж / т, т. Е. Відповідає вугіллю високої якості. Спочатку технологія спалювання поєднувалася з рециклингом гуми, спалювалися великі фракції роздробленої гуми, які не відповідають вимогам гумотехнічного виробництва. Фірма «Waste Management Inc» споруджує установки з дроблення шин потужністю 5 тис. Т на рік на спеціалізованих звалищах в штатах Флорида, Вісконсін, Міннесота. У містах Далласі, Портленді, Х’юстоні і Атланті тільки в 1988 році ця фірма переробила понад 4,5 млн. Шин, поставляючи гумову крихту як паливо на целюлозно-паперові комбінати і цементні заводи. Гумова крихта як паливний матеріал використовується у вигляді 10% -ної добавки при спалюванні вугілля.
У США проводиться експеримент зі спалювання гуми великого дроблення (до 25 мм) в циклонних топках енергетичних котлів. Частка гуми становить 2-3% від маси вугільного палива. У Німеччині щорічно з 400 тис. Т зношених шин спалюється в випалювальних печах 170 тис. Т. Складність процесу дроблення зношених шин (особливо з металокордом) стимулювала розвиток технології спалювання шин в цілісному вигляді. В Англії фірма «Avon Rubber» з 1973 р експлуатує печі для спалювання шин в цілісному вигляді, т. Е. Має вже майже 30-річний досвід в цій області. В Італії проведені досліди на експериментальній установці по спалюванню шин в цілісному вигляді. Фірмою «Del Monego» споруджена установка з обертається піччю, яка дозволяє завантажувати шини діаметром до 120 см і масою 70 кг.
У США розвивається будівництво електростанцій, що використовують як паливо тільки автомобільні шини. Фірма «Oxford Energy» побудувала і експлуатує в м Модесто електростанцію потужністю 14 МВт для спалювання 50 тис. Т шин в цілісному вигляді. На підставі успішного досвіду спалювання шин в США планується побудувати 12 таких електростанцій. У Великобританії розглядається питання будівництва електростанцій потужністю 20-30 МВт для спалювання 12 млн. Шин на рік масою 90 тис. Т. Прогресивність напрямки спалювання шин (як подрібнених, так і в цілісному вигляді) підтверджується тим, що, наприклад, в США держава стимулює застосування цієї технології економічним заохочення. Так, за переробку 1 т зношених шин за договором з державними службами фірмі, що займається переробкою шин, виплачується 50 дол. Крім того, фірма отримує дохід від продажу гумової маси як палива споживачам. Спалювання шин для виробництва електроенергії є прогресивним напрямком, оскільки за рахунок утилізації відходів з’являється можливість отримувати високоякісну універсальну енергію у вигляді електрики.
Однак для здійснення цього потрібен певний набір технологічних елементів, що забезпечують дотримання санітарних норм щодо викидів. Опалювальні печі індивідуальних будинків не забезпечують санітарних норм по допалюванням складних вуглеводнів, не вловлюють сажу і в результаті посилюють екологічну обстановку в містах. В даний час фірмою «Firestone Tyres» в США проведені успішні досліди з трансформування гуми в метанол з отриманням пилоподібної сажі, що відповідає стандарту для гумотехнічного виробництва. Перша установка має продуктивність по метанолу 300 т / добу. Установка розрахована на переробку шин легкових автомобілів діаметром 50 см. Основним процесом деструкції гуми для подальшого трансформування продуктів розкладання в метанол є піроліз в окислювальному камері при температурі 1000 ° С. Для переробки шин необхідно їх розрізати на частини з відділенням борту, який використовується як побічний товарний продукт. Одне з прогресивних напрямків, найбільш оптимальне з технічної точки зору з урахуванням умов СНД, – спалювання шин, причому з варіантів цього напрямку краще спалювання шин в цілісному вигляді. На підставі цього була виконана передпроектна опрацювання перспективності спалювання шин в Казахстані.
У вирішенні питання спалювання шин можуть бути два варіанти. Перший – застосування остаточно великих установок для спалювання. Цим шляхом йдуть в США, Великобританії, Італії. Так, дві установки в Великобританії (спорудження першої з яких ведеться за участю США) можуть забезпечити утилізацію 50% шин в країні. Створення великих установок технічно більш доцільно і в наших умовах. З освоєного промислового обладнання можна підібрати, балконні двері-утилізатори, газові фільтри. Але подібний підхід вимагає організації збору та доставки шин, тобто додаткового транспортного ланки в технології. Другий варіант – створення невеликих установок, що відповідають сучасним екологічним вимогам. Малі установки зі спалювання шин можуть споруджуватися в складі автотранспортних підприємств як надбудови котелень, які, як правило, є на цих підприємствах.
