Необхідно відзначити, що спалювання відходів в печах, що обертаються, мають відносно низькі теплові втрати, економічніше чим в колосникових. Розрахунки показують, що в печі, що обертається, при нагріві повітря горіння до 350 – 400°С можна без додаткового палива досягти температури горіння відходів 1000 – 1300°С.
В той же час вироблена при спалюванні відходів теплова енергія може використовуватися для господарських потреб тільки сезонно. У разі виробництва електроенергії сміттєспалювальні казани не можуть забезпечити вироблення пари тих же параметрів, що на електростанціях, унаслідок чого вироблення електроенергії при рівних витратах палива буде в 1,5 разу нижче.
При спалюванні відходів гази, що виходять, повинні пройти через систему газоочистки. Застосуванням мокрого очищення від шкідливих хімічних сполук лужною водою, що охолоджує золу і шлак, вимагає створення дорогого оборотного циклу з складними установками очищення води від механічних домішок і хімічних забруднень. Такий цикл вимагає скидання продувальних вод, очищення яких не менш складне чим очищення газів. Можливе так само очищення газів сухим способом – за допомогою рукавних фільтрів і електрофільтрів – але дані системи також досить дорогостоящи. Знешкодження важких вуглеводнів, що знаходяться в газі, відбувається в спеціальній футерованій камері допалювання, де при температурі не менше 1000°С органічні сполуки розкладаються практично повністю протягом 5 – 6 с. Зі всього вище сказаного витікає, що очищення газів вимагає значних економічних витрат.
Зі всього сказаного вище можна зробити вивід, що спалювання відходів без попереднього сортування є екологічно небезпечним процесом.
Поховання відходів на полігонах ТПВ веде до забруднення атмосферного повітря (при горінні полігону), підземних і поверхневих вод (при складуванні відходів на незахищеній території, порушенні правил експлуатації полігону і тому подібне). Будівництво полігонів ТБО пов'язане з виводом з експлуатації цінних сільськогосподарських земель.
Сьогодні в країнах ЄС і СНД в обігу з ТПВ відбувається перехід від стратегії сміттєспалювання і поховання на полігонах до альтернативних вирішень цієї проблеми, що виключають існуючі екологічні і економічні проблеми, які зараз виражаються в наступному:
- забрудненні атмосфери міст при сміттєспалюванні;
- неможливості постійного збільшення площ полігонів (звалищ), на яких розміщуються ТПВ;
- технічних і економічних складнощах виконання сучасних природоохоронних вимог до інженерного оснащення звалищ, особливо в ненадійності технічних вирішень запобігання проникнення в навколишнє середовище токсичних фільтратів, що утворюються при просочуванні крізь тіло звалищ атмосферних опадів і грунтових вод;
- у втраті основної маси цінної вторинної сировини, що міститься в ТПВ, соціально-економічних аспектах постійного зростання явних і прихованих витрат на вивіз і розміщення ТПВ.
Альтернативним методом процесу спалювання відходів є створення сміттєперероблючих комплексів, в яких істотна частина відходів відсортовується і використовується як джерело надходження у виробництво цінної вторинної сировини. Залишкова частина або брикетується, або переробляється в екологічно безпечні багаті гумусом грунтово-грунтові суміші, придатні для зеленого будівництва, або використовується як добавка до палива енергогенеруючих установок, або перетворюється на пиролизаторах в кондиційне вуглеводневе паливо (мазут, бензин, етилен і так далі) – залежно від місцевих умов і потреб, якості попереднього сортування і покомпонентного складу ТПВ після сортування.
Грунтово-грунтові суміші, і брикетовані залишкові ТПВ придатні для рекультивації старих звалищ. Якщо брикети тимчасово депонуються, то вимоги до інженерно-екологічного оснащення майданчиків брикетованих відходів мінімальні, оскільки брикети мають щільність легких суглинків, виключають утворення фільтратів і допускають складування в масиви заввишки до 40 м з подальшою засипкою грунтово-грунтовими сумішами і озелененням.
Переваги пропонованого підходу:
- після впровадження нової стратегії утилізації ТПВ тарифи за відповідні послуги для населення не збільшаться, а прибуток підприємств що займаються збором ТПВ зросте;
- об'єм відходів, які відправляються на звалища, за рахунок ущільнення (брикетування) зменшується приблизно в 4 рази і, відповідно зменшуються витрати на їх розміщення на полігонах, збільшується термін експлуатації самих полігонів;
- зменшується пробіг і амортизація дорогих сучасних сміттєприбиральних машин за рахунок того, що брикетовані ТПВ на протяжному перегоні перевозяться багатотоннажним транспортом;
- поховання брикетів корінним чином міняє вид звалищ, різко зменшує кількість шкідливих фільтратів, сприяє зменшенню запаху, не привертає дрібних гризунів і птахів;
- включення до складу станцій сміттєсортировочних ліній, завдяки сортуванню так званих комерційних відходів (макулатура, полімери, метали), що становлять, – додатково скорочує кінцевий об'єм ТБО ще на 30 – 40 %. Таким чином, після включення до складу сортувальних ліній і брикетування залишкової частини ТПВ, лише 15 – 20 % початкового об'єму підлягає подальшій утилізації або похованню на полігонах;
- створюється значна кількість цінної вторсировини (макулатура, полімери, чорні і кольорові метали і ін.);
- утилізація органічних компонентів ТПВ шляхом використання їх як енергоносії і основа для виробництва цінних гумусированных грунтово-грунтових сумішей приводить до того, що кінцеві відходи, які розміщуються на звалищах, поступово зменшуються до мінімуму, а потреба в полігонах теоретично відпадає взагалі.
Спалювання відходів в печах з псевдо зрідженим шаром
Печі для спалювання сміття в псевдо зрідженому шарі проводить японська фірма Міцуї Інжиніринг энд Шипбілдінг Корпорейшен Лтд за технічною ліцензією західнонімецької фірми Рашка, що має 20-річний досвід в цій області і поставляє основну частину цих печей, включаючи найбільшу в світі потужністю 480 т/час, своїм клієнтам в Європі. Завдяки технічному ноу-хау фірми Міцуї, на цих установках досягається повне спалювання широкого діапазону відходів. У печі можуть спалюватися наступні види відходів: гранульовані, пастоподібні, мулисті, пластівчасті або рідкі, як наприклад, шлам стічних вод, шлам після обробки стічних вод, відпрацьоване масло, пластмаса, гума, різне сміття.
У печі з псевдо зрідженим шаром без додаткового палива можна спалювати відходи з теплотворенням до 700 ккал/кг. При спалюванні низькокалорійних відходів додаткове паливо подається за допомогою спеціальної форсунки. Ця форсунка використовується також для подачі води, що охолоджує, у тому випадку, коли температура псевдо зрідженого шару перевищує заздалегідь певну крапку. Контроль здійснюється автоматично. Коли температура в просторі стає дуже високою, для запобігання перегріву установки через форсунку подається вода, що охолоджує. Постійний негативний тиск в печі підтримується автоматично за допомогою заслінки на вході витяжного вентилятора.
Нагріваючи печі під час пуску здійснюється швидко і ефективно за рахунок розпилюючої мазутної форсунки. Подрібнені відходи подаються в пекти за допомогою конвеєра. З метою забезпечення стабільного процесу спалювання на вході в пекти ущільнення, що передбачено обертається, запобігає проскакуванню полум'я або витоку повітря, а так само розпилювач використовуваний для рівномірного розподілу відходів в печі. Залишки згорання, якось стекло, керамічні відходи, метал і так далі, вивантажуються автоматично з нижньої частини печі разом з піском. Потім на гуркоті відходи відділяються від піску. Пісок за допомогою конвеєра подається назад в пекти для повторного використання. У вивантажуваних залишках відсутні які-небудь незгорілі відходи.
Велику частину сучасних побутових відходів складають полімерні матеріали. При спалюванні цих матеріалів виділяється газоподібний хлористий водень. З метою зниження змісту хлору, безпосередньо в пекти нагнітається вапняний пил. При цьому досягається значне зниження концентрації хлористого водню в димовому газі на виході з димаря (нижче за значення, встановлені в законодавчих документах). У разі потреби проведення складнішої обробки можна використовувати пристрій для мокрого очищення фірми MES і пристрій для сухого знесолювання.
Утворення NOx є мінімальним. Це обумовлено тим, що побутові відходи містять зазвичай невелику кількість азоту, а пекти розрахована на спалювання з низьким споживанням повітря (при невеликій кількості надмірного повітря).
Велика частина золи з печі з псевдо зрідженим шаром збирається під час обробки димового газу, і завдяки багатому досвіду, накопиченому фірмою за довгі роки в цій області, можна легко досягти відповідних значень, встановлених нормами. Після сухої обробки за допомогою електростатичного пилоосаджувача зміст пилу складає менше 0,05 г/м3.
Оскільки залишки згорання і зола вивантажуються в сухому вигляді, в зольнику відсутня вода. З метою повного запобігання утворенню стоків в баштовому охолоджувачі з водяним зрошуванням застосовується випарна система. Стічні води з ями для відходів розбризкуються безпосередньо усередині печі і випаровуються. Будь-яка вода, використовувана на установці, піддається обробці за допомогою пристрою фірми MES і подається на повторне використання. Це означає, що система є закритою.
Яма з відходами, які часто обуславливают запах, повністю ізольована, з метою запобігання витоку неприємного запаху. Будь-який неприємний запах в закритій конструкції прямує в пекти для спалювання і розкладається в результаті окислення при температурах зверху 750°С. Для запобігання розповсюдженню запаху і при непрацюючій печі використовується дезодоратор з активованим вугіллям.