Цены на бензин и дизтопливо уверенно растут и грозят в ближайшем времени окончательно перешагнуть планку в 10 гривень. Одновременно резкое увеличение потребления бытовых пластиковых изделий грозит утопить наши города в отходах. Вариант решения этих проблем нашли в Николаевском Национальном университете кораблестроения (НУК). Здесь создана установка, перерабатывающая пластиковые отходы в горючее. Полученное дизтопливо уже заливалось в бак автомобиля, и результаты эксперимента обнадежили ученых: машина успешно ездила на новом топливе.

В основе работы этой установки, а официально она именуется УП-14, лежит технология многоконтурного циркуляционного пиролиза (МПЦ). Примечательно, что подобной технологии больше нигде в мире не существует. Она позволяет утилизировать любые органические твердые отходы: полимерные материалы, резинотехнические изделия, древесину, разнообразную бытовую пластмассу, кожу и любой твердый органический мусор. А результатом переработки будет высококачественное топливо, которое может быть как жидким, так и газообразным.

Один из авторов идеи — кандидат технических наук, доцент кафедры экологии НУК Людмила Маркина работает над этой темой уже более десяти лет. Соавтором проекта стал старший научный сотрудник НУК Николай Рудюк. Весомый вклад в разработку темы внес и доктор технических наук, профессор, академик Академии наук высшей школы и Академии наук судостроения Украины, заведующий кафедрой экологии, ректор НУКа Сергей Рыжков. Сама группа, работающая над этой установкой (помимо сотрудников университета в нее входят студенты и аспиранты), представляет собой миниатюрный научно-исследовательский и опытно-конструкторский центр.

Принцип работы установки УП-14 заключается в следующем. В специальную емкость, расположенную в реакторе установки, загружаются отходы. После чего реактор герметически закрывается. Запуск установки происходит при помощи природного газа. Через полчаса в работу включается горелка дожига пиролизного газа (при этом природный газ отключается) и далее установка полностью обеспечивает себя топливом.

При температуре 600°С в реакторе происходит плавка сырья без доступа атмосферного кислорода. Отходы как бы «варятся в собственном соку». Далее продукты плавления поступают в многоконтурную циркуляционную систему, где конденсируются вредные токсичные компоненты. Полное их разрушение достигается многократным прохождением продуктов плавления через реактор и циркуляционную систему.

«Проведенные исследования показали, что в этой установке разрушаются все основные токсичные компоненты, которые могут образовываться при пиролизе, включая диоксины. Получаемая в результате переработки жидкость представляет собой продукт, который очень близок к дизельному топливу марки Л-2. Это подтверждено химическими анализами и физическими исследованиями. Более того, проведены эксперименты по заправке этим топливом автомобиля «Тойота». Результат был прогнозированным — двигатель автомобиля стабильно работал в различных режимах», — рассказывает Людмила Маркина.

Новая установка позволяет так подобрать технологические параметры, что можно варьировать количественное соотношение получаемого газа и жидкого топлива в зависимости от конкретных требований.

Камнем преткновения большинства существующих схем пиролиза является токсичный остаток. Твердый остаток («пирокарбон»), получаемый при использовании технологии МЦП, абсолютно безопасен с точки зрения экологии. Это подтверждено исследованиями, которые проводились в Харьковском институте «Гипросталь». Более того, его можно использовать в металлургической промышленности или при очистке сточных вод. Но даже если такое его применение никому не понадобится, то его можно элементарно сжечь для получения тепла или электроэнергии, поскольку по своему химическому составу он идентичен углям донецкого бассейна.

Установка УП-14 уже сейчас, без каких-либо доработок, может быть использована для утилизации небольших партий твердых органических отходов и обслуживания объектов социальной инфраструктуры: турбаз, больниц, железнодорожных станций и так далее. УП-14 имеет небольшие габариты, она достаточно компактна и за одну загрузку способна переработать 5 килограммов отходов, с получением 3,5 литра дизтоплива. Немаловажен и тот факт, что она может быть использована для утилизации медицинских отходов: шприцов (в том числе и зараженных), капельниц и так далее.

Основная цель УП-14 — решение экологических задач. А вот для того чтобы получить топливо в экономически обоснованных масштабах, на базе этой установки целесообразно построить более мощную. По словам Людмилы Маркиной, экономический эффект достигается при использовании установок, способных перерабатывать несколько тонн сырья в день, причем в непрерывном режиме. Конструкторская документация и экономические расчеты для такого варианта установки специалистами НУК уже выполнены.

В частности, для обеспечения непрерывности работы создан целый ряд загрузочных устройств. Их особенность в том, что в процессе загрузки отходов обеспечивается полная герметизация реактора, что исключает какие-либо вредные выбросы в окружающую среду и не допускает попадание в реактор кислорода. Ибо последний является основным катализатором для образования диоксинов.

Все вышесказанное относится к переработке «сухих» бытовых отходов, влажность которых не выше 10 — 15 процентов. Однако в случае необходимости перерабатывать отходы уже существующих городских свалок появляется еще один нюанс. Эти отходы имеют большую накопленную влажность. Технология МПЦ не позволяет перерабатывать такое сырье. Но для решения этой задачи в НУКе предложили соединить технологии МПЦ и двухзонной газификации. Результатом стал экопирогинезис. Сегодня по этой технологии изготавливается конструкторская документация. Кстати, эта технология позволяет получить на выходе еще более качественное топливо.

К пиролизным установкам НУКа проявляют интерес потенциальные заказчики. Комплект технической документации установки МЦП/МИО-130 по утилизации инфицированных медицинских отходов приобретен Киевским институтом геохимии окружающей среды. Изготовление установки планируется уже в ближайшее время. Интересовались разработками НУКа и поляки. По заказу Вознесенска разработана техническая документация для постройки там мусороперерабатывающего завода. И сегодня власти г. Вознесенска города ищут источники финансирования для осуществления этого проекта.

Но для дальнейшего продвижения этих установок на рынок необходима поддержка государства. Хотя бы на первоначальном этапе. Ведь помимо финансирования есть и другие проблемы. В частности, мало какой инвестор способен сегодня справиться со сбором, сортировкой и доставкой сырья. Этот этап подразумевает активную работу с населением. И именно здесь без поддержки государственных и коммунальных организаций не обойтись.

С другой стороны, в Николаеве уже давно возникла потребность в заводе, способном эффективно перерабатывать мусор, значительную часть которого составляют органические отходы. В горсовете довольно часто рассматривают предложения иностранных фирм по переработке городской свалки. Учитывая все это, не стоит ли более внимательно присмотреться к разработкам николаевских ученых? Тем более что реализация их идей обеспечит не только переработку мусора, но и производство топлива, стоимость которого на заправках сегодня зашкаливает.