Утилизация и переработка отходов

–конверсия отходов в воздушной среде,

–конверсия отходов в водной среде,

–конверсия отходов в паровоздушной среде,

–пиролиз отходов при малых концентрациях.

В зависимости от способа переработки отходов можно оптимизировать работу плазмотрона для отходов с разным химическим составом. При использовании плазменного метода для переработки отходов в восстановительной среде получают ценную товарную продукцию:

–из жидких органических хлорсодержащих отходов получают ацетилен, этилен, HC1 и продукты на их основе;

–в плазмотроне с водородом при обработке органических хлор- и фторсодержащих отходов получают газы с содержанием 95 – 98% по массе HC1 и HF.

В целях удобства применяют брикетирование отходов в твердом виде и нагрев пастообразных отходов, чтобы перевести последние в жидкую фазу.

Создано несколько эффективных технологий обеззараживания высокотоксичных жидких отходов методом высокотемпературного пиролиза в пироплазме. В методе, разработанном фирмой «Вестингауз» (Westinghouse Electric Corporation, США), обрабатываемые отходы вводятся непосредственно в плазменную дугу (> 5000°С). Жидкие отходы поступают прямо в плазму. При этом сложные органические молекулы распадаются до атомов (время пребывания в зоне атомизатора порядка 500 мкс), рекомбинирующих в дальнейшем в простейшие молекулы – H2, N2, CO, CO2, HCl, этилен, ацетилен и т.д. (время – около 1 с, температура 900-1200°С). С помощью этой технологии удается обрабатывать не только жидкие отходы, но и 40%-ные тонкие суспензии твердых веществ.

В канадский плазмотрон ПХБ (Арохлоры 1254 и 1260) вводили в виде раствора в CCl4 и этаноле (1:1) со скоростью 1-2 л в мин. Температура в зоне плазмы составляла 2500°C. Продукты разрушения после охлаждения до 900°C обрабатывались в скруббере водой и NaOH. Эффективность разложения ПХБ 99,9999999%.

По мнению специалистов, пиролиз в плазме может быть широко использован для разрушения многих видов токсичных отходов. В США сконструированы оба варианта установки – стационарный и передвижной, более портативный. Производительность последнего 8-10 л отходов в мин. Разработан вариант установки для обработки почв. В некоторых случаях более важно не разрушение, а стабилизация диоксинов в промышленных отходах, в том числе отверждение (например, путем стеклования). Среди термических технологий в их числе может рассматриваться технология высокотемпературной обработки загрязненных почв непосредственно на месте (технология ISV, т.е. in situ vitrification). Первоначально она была разработана для объектов, загрязненных трансурановыми элементами. Метод обеспечивает пиролитическое разложение in situ всех органических веществ загрязненных почв, включая ПХБ, пропусканием электрического тока между помещенными в нее электродами. При достигаемых в этом процессе условиях (температура порядка 2000°С, электрическое напряжение около 4000В) органические вещества пиролизуются и мигрируют к поверхности, где догорают в присутствии кислорода. Весь объем основного вещества почвы, находящейся между электродами, после охлаждения превращается в стеклообразную массу с вплавленными в нее неорганическими соединениями, в том числе металлами. Газы, образующиеся в процессе стеклования, собираются и направляются на обеззараживание. Глубина обработки почвы пока не более 13 м, причем их влажность может ограничить эффективность процесса. В США разработчиком этой системы является фирма «Batelle Pacific Northwest Laboratories» (PNL). Данные полномасштабной проверки технологии на диоксинсодержащих почвах пока не известны.