КОМП’ЮТЕРНО-ІНТЕГРОВАНА СИСТЕМА КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОМ СПАЛЮВАННЯ ТВЕРДИХ ПОБУТОВИХ ВІДХОДІВ У ПРОМИСЛОВІЙ ПЕЧІ

Анотація

Проблема утилізації твердих побутових відходів (ТПВ) є однією з найактуальніших в Україні через значні обсяги їх накопичення на звалищах (понад 10 млн тонн щороку), низький рівень переробки (5–7 %) та екологічні загрози, такі як викиди метану, забруднення ґрунтових вод і втрата земельних ресурсів. У контексті війни та атак на енергетичну інфраструктуру України спалювання ТПВ із виробництвом енергії розглядається як перспективне альтернативне джерело енергії, що дозволяє зменшувати обсяги відходів до 90 % та генерувати тепло чи електрику. Однак процес спалювання потребує точного керування для мінімізації викидів оксидів азоту (NOx), вуглекислого газу (CO) та інших токсичних сполук, що є викликом через змінний склад ТПВ (вологість 20–40 %, органічний вміст 50–70 %). Метою цього дослідження є вдосконалення процесу спалювання ТПВ шляхом інтеграції систем вторинного повітря та рециркуляції димових газів у складі комп’ютерно-інтегрованої системи керування (КІСК). У статті детально описано конструкцію промислової печі, яка включає колосникову решітку, камеру допалювання, бункер із дозуючими засувками, а також системи вторинного повітря (вентилятор, форсунки, засувки) та рециркуляції димових газів (вентилятор, теплообмінник, фільтр). КІСК забезпечує адаптивне регулювання параметрів горіння (температура 850–1000 °C, вміст кисню 6–8 %) на основі даних датчиків температури, кисню, CO та NOx. Літературний аналіз підтверджує, що вторинне повітря знижує концентрацію CO на 15 %, а рециркуляція димових газів зменшує викиди NOx на 10–15 % і економить 8–10 % витрат на очищення газів. Перспективи дослідження включають експериментальну перевірку ефективності запропонованого підходу, впровадження автоматизації через Інтернет речей (IoT) та інтеграцію з технологіями вловлювання CO2 для підвищення екологічної безпеки та енергоефективності.