Топливо из отходов - Refuse-derived fuel

Топливо из отходов (RDF) это топливо, произведенное из различных видов отходов Такие как твердые бытовые отходы (ТБО), промышленные отходы или коммерческие отходы.

Всемирный совет предпринимателей по устойчивому развитию дает определение:

«Отобранные отходы и побочные продукты с восстанавливаемой теплотворной способностью могут использоваться в качестве топлива в цементная печь, заменяя часть обычных ископаемое топливо как уголь, если они соответствуют строгим требованиям. Иногда их можно использовать только после предварительной обработки, чтобы обеспечить «индивидуальное» топливо для цементного процесса ».

RDF состоит в основном из горючих компонентов таких отходов, которые не подлежат переработке. пластмассы (не включая ПВХ ), бумага картон, этикетки и другие гофрированные материалы. Эти фракции разделяются различными этапами обработки, такими как просеивание, воздушная классификация, баллистическая сепарация, разделение черных и цветных металлов, стекла, камней и других посторонних материалов и измельчение до однородного размера зерна, или также гранулирование для получения однородный материал, который можно использовать как замену ископаемому топливу, например, в цементные заводы, известковые заводы, угольные электростанции или как восстановитель в сталеплавильных печах. Если задокументировано согласно CEN / TC 343, оно может быть обозначено как твердое регенерированное топливо (SRF).[1].

Другие описывают свойства, например:

  • Вторичное топливо
  • Заменители топлива
  • «Climafuel®» как торговое название компании Cemex
  • «AF» как сокращение от альтернативного топлива.
  • В конечном счете, большинство обозначений представляют собой лишь общие перефразировки альтернативных видов топлива, которые производятся либо из отходов, либо из биомассы.

Для таких материалов не существует универсальной точной классификации или спецификации. Даже законодательные органы еще не установили каких-либо точных указаний относительно типа и состава альтернативных видов топлива. Первые подходы к классификации или спецификации можно найти в Федеративной Республике Германии (Bundesgütegemeinschaft für Sekundärbrennstoffe), а также на европейском уровне (Европейская организация по регенерированному топливу). Эти подходы, которые инициируются в первую очередь производителями альтернативных видов топлива, основаны на правильном подходе: только благодаря точно определенной стандартизации в составе таких материалов производство и использование могут быть единообразными во всем мире.

Первые подходы к классификации альтернативного топлива:

Твердое регенерированное топливо является частью RDF, поскольку оно производится в соответствии со стандартами, такими как CEN / 343 ANAS.[2] В настоящее время доступен всесторонний обзор производства SRF / RDF, стандартов качества и термического восстановления, включая статистические данные о качестве SRF в Европе.[3]

История

В пятидесятых годах прошлого века шины впервые были использованы в качестве топлива из отходов в цементной промышленности. Затем в середине 80-х годов последовало постоянное использование различных альтернативных видов топлива, полученного из отходов, с появлением «Brennstoff aus Müll» (BRAM) - топлива из отходов - в вестфальской цементной промышленности в Германии.

В то время идея снижения затрат за счет замены ископаемого топлива была приоритетной, поскольку на отрасль оказывалось сильное давление конкуренции. С 80-х годов Немецкая ассоциация цементных заводов (Verein Deutscher Zementwerke e.V. (VDZ, Дюссельдорф)) документировала использование альтернативных видов топлива в цементной промышленности Германии. В 1987 г. менее 5% ископаемого топлива было заменено топливом, полученным из отходов, в 2015 г. его использование увеличилось почти до 62%.

Топливо, полученное из отходов, используется в широком спектре специализированных отходы в энергию объекты, которые используют переработанное топливо из отходов с более низкой теплотворной способностью 8-14 МДж / кг с размером зерна до 500 мм для производства электроэнергии и тепловой энергии (тепло / пар) для районное отопление системы или промышленное использование.

Обработка

Такие материалы как стекло и металлы удаляются во время обработки, поскольку они негорючие. В металл удаляется с помощью магнит и стекло с использованием механическое просеивание. После этого воздушный нож используется для отделения легких материалов от тяжелых. У легких материалов выше теплотворная способность и они создают окончательный RDF. Тяжелые материалы обычно продолжают свалка. Остаточный материал может продаваться в переработанном виде (в зависимости от технологической обработки) в виде простой смеси или может быть спрессован в пеллетное топливо, кирпичи или бревна и используются для других целей либо отдельно, либо в рекурсивная переработка процесс.[4] RDF или SRF - это горючая подфракция твердые бытовые отходы и другие аналогичные твердые отходы, полученные с использованием сочетания механических и / или биологических методов очистки, таких как биосушка.[5] на установках механо-биологической очистки (МБТ).[3] При производстве RDF / SRF на заводах по производству ОБТ происходят значительные потери горючего материала.[6], что порождает споры о том, является ли производство и использование RDF / SRF ресурсоэффективным или нет по сравнению с традиционным одностадийным сжиганием остаточных ТБО при сжигании (Энергия из отходов ) растения.[7]

Производство RDF может включать следующие этапы:

  • Разделка мешков / измельчение
  • Размер скрининга
  • Магнитная сепарация
  • Воздушный классификатор (разделение по плотности)
  • Грубое измельчение
  • Разделение рафинирования с помощью инфракрасного разделения NIR

Конечные рынки

RDF можно использовать различными способами для производства электроэнергии или в качестве замены ископаемого топлива. Его можно использовать вместе с традиционными источниками топлива на угольных электростанциях. В Европе RDF можно использовать в цементная печь промышленность, где строгие стандарты контроля загрязнения воздуха Директива по сжиганию отходов подать заявление. Основным ограничивающим фактором для использования RDF / SRF в цементных печах является его общее содержание хлора (Cl), при этом среднее содержание Cl в среднем коммерчески производимом SRF составляет 0,76 мас. / Мас. В пересчете на сухое вещество (± 0,14 мас.%, 95% уверенность).[8]. RDF также может быть загружен в плазменная газификация модули и пиролиз растения. Если RDF можно сжигать чисто или в соответствии с Киотский протокол RDF может служить источником финансирования, когда неиспользованные углеродные кредиты продаются на открытом рынке через углеродную биржу.[требуется разъяснение ] Однако использование бытовые отходы контракты[требуется разъяснение ] и рентабельность[жаргон ] Эти решения - все еще относительно новая концепция, поэтому финансовые преимущества RDF могут быть спорными. Европейский рынок производства RDF быстро вырос благодаря, например, Европейская директива о свалках или налоги на свалки, например в Великобритании и Ирландии. Ожидается, что экспорт топлива из отходов (RDF) из Великобритании в Европу и за ее пределы достигнет 3,3 млн тонн в 2015 году, что почти на 500 000 тонн больше, чем в предыдущем году.

Измерение свойств RDF и SRF: биогенное содержание

В биомасса доля RDF и SRF имеет денежное выражение ниже кратного парниковый газ протоколы, такие как Европейский Союз Схема торговли выбросами и Свидетельство о возобновляемом обязательстве программа в Соединенном Королевстве. Биомасса считается углеродно-нейтральный так как CO
2 освобожденная от сгорания биомасса перерабатывается на заводах. Фракция сожженной биомассы RDF / SRF используется операторами стационарного сжигания для сокращения их общих заявленных CO
2 выбросы.

Европейской рабочей группой CEN 343 было разработано несколько методов для определения фракции биомассы RDF / SRF. Первыми разработанными двумя методами (CEN / TS 15440) были метод ручной сортировки и метод селективного растворения; доступна сравнительная оценка этих двух методов [9]. Был разработан альтернативный, но более дорогой метод с использованием принципов радиоуглеродного датирования. Технический обзор (CEN / TR 15591: 2007) с изложением углерод-14 Метод был опубликован в 2007 году, а технический стандарт метода углеродного датирования (CEN / TS 15747: 2008) был опубликован в 2008 году.[10] В США уже существует эквивалентный метод с использованием углерода-14 согласно стандартному методу ASTM D6866.

Несмотря на то что углерод-14 датирование может определять фракцию биомассы RDF / SRF, он не может определять непосредственно теплотворную способность биомассы. Определение теплотворной способности важно для программ зеленого сертификата, таких как программа сертификатов возобновляемых обязательств. Эти программы присуждают сертификаты на основе энергии, произведенной из биомассы. Было опубликовано несколько исследовательских работ, в том числе по заказу Ассоциации возобновляемых источников энергии в Великобритании, которые демонстрируют, как результат по содержанию углерода-14 можно использовать для расчета теплотворной способности биомассы.

Обеспечение качества свойств RDF и SRF: репрезентативная лабораторная подвыборка

Существуют серьезные проблемы, связанные с обеспечением качества и, особенно, с точным определением свойств термического восстановления (сгорания) RDF / SRF из-за их изначально изменчивого (гетерогенного) состава. Последние достижения позволяют оптимизировать схемы подвыборки[11] для получения от образца SRF / SRF, скажем, 1 кг до г или мг, подлежащих испытанию в аналитических устройствах, таких как калориметрия бомбы или ТГА. С помощью таких решений можно обеспечить репрезентативную частичную пробы, но в меньшей степени это касается содержания хлора.[12] Новые данные свидетельствуют о том, что теория выборки (ToS) может переоценивать усилия по обработке, необходимые для получения репрезентативной подвыборки.

Региональное использование

Кампания

В 2009 году в ответ на Проблема управления отходами в Неаполе в Кампания, Италия, Acerra строительство мусоросжигательного завода обошлось более чем в 350 миллионов евро. В инсинераторе сжигается 600 000 тонн отходов в год. Энергии, производимой на объекте, достаточно для питания 200 000 домохозяйств в год.[13]

Айова

Первый полномасштабный превращение отходов в энергию Объектом в США был завод по рекуперации ресурсов Арнольда О. Чантленда, построенный в 1975 году и расположенный в Эймсе, штат Айова. Этот завод также производит RDF, который отправляется на местную электростанцию ​​в качестве дополнительного топлива.[14]

Манчестер

Город Манчестер, на северо-западе Англии, находится в процессе заключения контракта на использование RDF, который будет производиться предложенным механическая биологическая очистка объекты как часть огромного PFI договор. В Управление по утилизации отходов Большого Манчестера недавно объявила о наличии значительного рыночного интереса к первоначальным заявкам на использование RDF, который, по прогнозам, будет производиться в тоннах до 900 000 тонн в год.[15][16]

Bollnäs

Весной 2008 года компания Bollnäs Ovanåkers Renhållnings AB (BORAB) в Швеции начала свою новую превращение отходов в энергию растение. Твердые бытовые отходы а также промышленные отходы превращаются в топливо из отходов. 70 000-80 000 тонн RDF, которые производятся в год, используются для питания близлежащего завода BFB, который обеспечивает жителей Bollnäs с электричеством и районное отопление.[17][18]

Израиль

В конце марта 2017 года Израиль запустил собственный завод по переработке RDF в парке рециклинга Хирия; который ежедневно будет принимать около 1500 тонн бытовых отходов, что составит около полумиллиона тонн отходов каждый год, с расчетным производством 500 тонн RDF ежедневно.[19] Завод является частью «настойчивых усилий Израиля по улучшению и продвижению управления отходами в Израиле».[20]

Объединенные Арабские Эмираты

В октябре 2018 г. ОАЭ Министерство изменения климата и окружающей среды подписало концессионное соглашение с Emirates RDF (BESIX, Tech Group Eco Single Owner, Griffin Refineries) для разработки и эксплуатации объекта RDF в эмирате Умм Аль Кувейн. Объект будет принимать 1000 тонн бытовых отходов в день и перерабатывать отходы 550 000 жителей эмиратов Аджман и Умм Аль Кувейн в RDF. RDF будет использоваться на цементных заводах, чтобы частично заменить традиционное использование газа или угля.[21]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Разница между RDF и SRF
  2. ^ CEN / TC 343 - Опубликованные стандарты
  3. ^ а б Velis C. et al. (2010) Производство и обеспечение качества твердого регенерированного топлива с использованием механико-биологической обработки (МБТ) отходов: комплексная оценка
  4. ^ Уильямс, П. (1998) Обработка и удаление отходов. Джон Уайли и сыновья, Чичестер
  5. ^ Биологическая сушка для механо-биологической обработки отходов: обзор науки и техники.
  6. ^ Твердое рекуперированное топливо: влияние состава потока отходов и переработки на содержание хлора и качество топлива
  7. ^ Ресурсоэффективно ли твердое регенерированное топливо?
  8. ^ Хлор в твердом регенерированном топливе (SRF), полученном из отходов, сжигаемом совместно в цементных печах: систематический обзор источников, реакций, судьбы и последствий
  9. ^ Биогенное содержание технологических потоков от установок механико-биологической очистки, производящих твердое регенерированное топливо. Соответствуют ли методы ручной сортировки и выборочного определения растворения?
  10. ^ Европейский комитет по стандартизации, список опубликованных стандартов
  11. ^ Разработка плана частичного отбора проб для твердого регенерированного топлива из отходов (SRF): влияние измельчения на подготовку репрезентативной пробы на основе теории отбора проб (ToS)
  12. ^ Статистическая количественная оценка репрезентативности и неопределенности подвыборки твердого регенерированного топлива из отходов (SRF): сравнение с теорией отбора проб (ToS)
  13. ^ https://ejatlas.org/conflict/urban-waste-incinerator-of-acerra
  14. ^ Завод по восстановлению ресурсов Арнольда О. Чантленда, www.city.ames.ia.us, Дата обращения 29.11.06.
  15. ^ Здоровый интерес к контракту на топливо из отходов Манчестера, www.letsrecycle.com, Дата обращения 20.11.06.
  16. ^ Манчестер ищет рынки сбыта топлива из отходов, www.letsrecycle.com, Дата обращения 20.11.06.
  17. ^ BORAB - Завод по переработке отходов в энергию, Дата обращения 03.03.11.
  18. ^ Bioenergitidningen - Новая мусороперерабатывающая фабрика в Боллнесе, Дата обращения 15.03.11.
  19. ^ Израиль превращает свалку в энергетический ресурс - Дата обращения 27.03.17.
  20. ^ Там же
  21. ^ «Министерство по изменению климата ОАЭ заключило контракт на установку альтернативного топлива». Construction Week Online, Ближний Восток. Получено 2019-11-14.