Что такое термическая обработка?

Термическая обработка чаще всего является термином, который относится к способу переработки отходов, которые невозможно рециркулировать обратно в сектор потребительских товаров. Подводя тепло к отходам на определенных уровнях или фактически сжигая его, объем невосстанавливаемых материалов резко сокращается, а горючие материалы сжигаются для производства электроэнергии из отходов в энергию. Смежной областью термической обработки является обработка загрязненной почвы или грунтовых вод с целью удаления загрязняющих веществ. Основной целью такой обработки является отделение углеводородов и других органических соединений от неорганических материалов, таких как тяжелые металлы и соли металлов. Некоторые отрасли промышленности, которые полагаются на термическую обработку для обеспечения экономической эффективности и соблюдения природоохранного законодательства, - это сектор управления муниципальными отходами, цементные печи и новая индустрия термической деполимеризации (TDP), которая создает сырую нефть из отходов.

Обращение с отходами посредством термической обработки не всегда является конечной стадией процесса для отходов. В некоторых случаях в процессе образуются отходы, которые соответствуют экологическим законам и могут быть утилизированы на свалках. В ситуациях, когда производятся большие количества соединений тяжелых металлов, эти материалы должны быть переработаны или отправлены на объекты, которые могут использовать отходы в каком-либо промышленном производстве. Однако стоимость обработки отходов тепловыми методами считается довольно низкой и является главным фактором трудовых затрат.

На 2011 год существует два основных типа термической обработки отходов. Сжигание используется в цементных печах при температуре от 2552 до 2732 ° по Фаренгейту (от 1400 до 1500 ° по Цельсию), где углеводородные соединения разрушаются или сжигаются в качестве топлива, и это также применяется к опасным видам биологических отходов, таких как те, которые производятся в медицинской сфере. Другие подходы к сжиганию включают пиролиз, включающий расщепление органических соединений без присутствия кислорода, и газификацию, при которой те же самые соединения реагируют с кислородом и паром с образованием синтез-газа, топлива, состоящего в основном из окиси углерода и водорода.

Термическая десорбция является вторым методом термической обработки, доступным с 2011 года, когда соединения испаряются, но не сжигаются. Методология может быть использована для очистки загрязненной воды и почвы на месте, для удаления летучих органических соединений, которые испаряются и собираются для дальнейшего использования или утилизации. Обработка почвы или воды таким способом осуществляется с помощью различных методов, включая электрическое сопротивление и радиочастотный нагрев или впрыск горячих соединений, таких как воздух, вода или пар. Почва и вода, которые имеют экстремальные уровни загрязнения, такие как радиоактивные отходы, обрабатываются с помощью процесса термической десорбции, известного как стеклование, где материалы преобразуются в стекло, которое удаляет органические соединения и улавливает металлы и радионуклиды. Однако витрификация является дорогостоящим процессом, который должен проводиться при температуре от 2912 до 3632 ° по Фаренгейту (от 1600 до 2000 по Цельсию).

Термическая деполимеризация - это еще одна форма термической обработки отходов, при которой сырье из биомассы отходов и пластика используется в ускоренном варианте естественного процесса, при котором образуется ископаемое топливо. Давление и тепло применяются к отходам в течение нескольких часов, чтобы разложить молекулярную структуру соединений на более простые углеводородные цепи. Первоначально для термической деполимеризации требовалось больше энергии для создания топлива, чем само топливо могло обеспечить до 1996 года, когда усовершенствования в процессе сделали его экономически жизнеспособным.

По оценкам, по состоянию на 2007 год, по крайней мере, 3 198 916 тонн твердых бытовых отходов (ТБО) ежегодно перерабатывалось тремя крупнейшими западными компаниями в этой области. Однако это лишь очень небольшое количество твердых отходов, производимых по всему миру ежегодно, однако только в одном Китае в 2007 году было произведено около 211 000 000 тонн ТБО. По оценкам, Япония с 2007 года лидирует в мире по термической обработке ТБО, где было переработано свыше 40 000 000 тонн. Основным недостатком термической обработки является то, что, несмотря на строгий контроль, в процессе образуются значительные количества высокотоксичных загрязнителей воздуха, таких как соединения диоксинов, ртуть и окись углерода.