Теория

Изгарянето на отпадъците или “инсинерация” е метод на третиране на отпадъци посредством контролирано горене, с цел намалявне на техния обем и често оползотворяване на отделената в процеса eнергия. Инсинерацията, заедно с другите технологии на високо температурно третиране се причислява към така наречените методи за термично третиране на отпадъците. Другите сбособи, които се включват към методите за термично третиране са – пиролиза, пиро-преработка, газификация, автоклавиране, механична топлинна преработка и термична деполимеризация.
Няколко са основните предимства на термичните методи:
–    Биосигурност или пълно обеззаразяване на отпадъците в кратки срокове.
–    Икономия на енергийни ресурси за сметка на оползотворяването на отделената при изгарянето топлина за производство на електроенергия или топлоснабдяване.
–   Възможност за получаване на течно гориво и горивни газове при пиролиза на отпадъците.
–   Малък размер на първоначалната инвестиция в сравнение с други методи.
–   Съкращаване на транспортните разстояния и спазване на основния принцип на управление на отпадъците, за обезвреждане близо до мястото на тяхното образуване.
–   Съвременните методи са екологично безвредни и често заводи от този тип се строят в чертите на градовете.
Изгарянето на отпадъците по същество е екзотермично окисляване. По време на горенето влагата на отпадъците се преобразува във водна пара, органичните им вещества – в газове, а неорганичните вещества остават във вид на пепел и сгурия.
Изгарянето на отпадъците обикновено се извършва при температура 400-1000 °С при непрекъснато подаване на отпадъци и горива.
Чрез инсинерацията се постига намаляване на обема на отпадъците в порядък до 96 % от първоначалния им обем. В този смисъл инсинерацията не замества напълно депонирането, но значително намалява необходимостта от сметищни площи. Методът се е доказал като ефективен при определени групи отпадъци (вж. приложения). Строителни, хранителни отпадъци и много класове индустриални отпадъци не са подходящи за изгаряне.
Инсинерация с оползотворяване на енергията е една от няколкото технологии “отпадък за енергия” (waste to energy). Топлината от изгарянето се получава в резултат на протичането на окислителни екзотермични реакции, чиито брой се определя от изходния състав на използваните горива и компоненти на отпадъците. Някои от тях са:
C + O2 -> CO2
2 H2 + O2 -> 2H2O
S + O2 -> 2 SO2
CO + 0,5 O2 -> CO2
H2 + 0,5 O2 -> H2O
CmHn + (m+0.25m)O2 -> mCO2 + 0.5nH2O
H2S + 1,5 O2 -> H2O + SO2

Инсинерация без оползотворяване на енергия също се прилага широко.
Използването на отпадъка като гориво зависи от различни физико-химични показатели най-важният, от които е минималната енергийна стойност за изгаряне без допълнително гориво – Hinf. При инсинерация на отпадък с ниска калоричност се прилагат специално проектирани инсинератори за ограничаване на топлинните загуби и често предварително сушене на материалите за инсинерация. Върховата енергийна стойност Hsup се определя лабораторно съгласно стандарт DIN 51900 и представлява енргията отделена за единица тегло при пълно изгаряне на отпадъка. Hawf е калоричната стойност на горимата фракция от отпадъка (без пепел и вода) и се определя по следната формула:

Hawf = Hinf,DS / (1–A) * Mcw * 2445 in kJ/kg,

Където А е съдържанието на пепел на килограм суха проба, Мcw e теглото на кондензираната вода от килограм суха проба.
Колкото по-нехомогенен е отпадъка, толкова по трудно е изчисляването на неговите калорични характеристики. При несортирани битови отпадъци, например, често не е възможно да се определят акуратни стойности. Добра индикация за горимост на отпадъка може да се получи, чрез определяне на следните три тегловни параметъра:
А – Пепелност (остатъци от изгарянето)
С – Горима фракция (загуба на суха проба при изгаряне)
W – Влагосъдържание
Тези характеристики дават база за една от най-разпространените трикомпонентни системи за характеризиране на отпадъците в горивно отношение – триъгълника на Танер за горивността на твърдите отпадъци.