انرژی از زباله ( EfW ) فرآیند تولید انرژی به شکل برق و/یا گرما از تصفیه اولیه زباله یا پردازش زباله به منبع سوخت است. WtE نوعی بازیابی انرژی است . بیشتر فرآیندهای WtE برق و/یا گرما را مستقیماً از طریق احتراق تولید می‌کنند یا یک کالای سوخت قابل احتراق مانند متان ، متانول ، اتانول یا سوخت‌های مصنوعی تولید می‌کنند .
تاریخچه :
اولین کوره زباله سوز یا “ویرانگر” در ناتینگهام انگلستان در سال 1874 توسط Manlove, Alliott & Co. Ltd به طرح آلفرد فرایر ساخته شد . اولین کوره زباله سوز ایالات متحده در سال 1885 در جزیره گاورنر در نیویورک، نیویورک ساخته شد .
اولین زباله سوز در دانمارک در سال 1903 در فردریکسبرگ ساخته شد .
اولین تاسیسات در جمهوری چک در سال 1905 در برنو ساخته شد . فرآیندهای گازی شدن و پیرولیز قرن ها و برای زغال سنگ از اوایل قرن هجدهم شناخته شده و مورد استفاده قرار گرفته است. بازیافت انرژی کارآمد (2004)
روش ها :
سوزاندن
سوزاندن، احتراق مواد آلی مانند زباله با بازیافت انرژی، رایج ترین اجرای WtE است. تمام نیروگاه های جدید WtE در کشورهای OECD که زباله ها را می سوزانند (بقایای MSW ، تجاری، صنعتی یا RDF ) باید استانداردهای انتشار دقیق را رعایت کنند، از جمله موارد مربوط به اکسیدهای نیتروژن ( NOx )، دی اکسید گوگرد (SO2 ) ، فلزات سنگین و دیوکسین ها . از این رو، نیروگاه های سوزاندن مدرن بسیار متفاوت از انواع قدیمی هستند که برخی از آنها نه انرژی بازیافتی دارند و نه مواد. زباله سوزهای مدرن بسته به ترکیب و درجه بازیافت موادی مانند فلزات از خاکستر برای بازیافت، حجم زباله های اصلی را 95 تا 96 درصد کاهش می دهند.
کوره های زباله سوز ممکن است ذرات ریز ، فلزات سنگین، دیوکسین و گاز اسیدی را منتشر کنند ، حتی اگر این انتشارات نسبتاً کم باشد از زباله سوزهای مدرن. نگرانی های دیگر عبارتند از مدیریت صحیح باقیمانده ها: خاکستر بادی سمی ، که باید در تاسیسات دفع زباله های خطرناک و همچنین خاکستر کف زباله سوز (IBA) که باید به درستی مورد استفاده مجدد قرار گیرند.
منتقدان استدلال می کنند که زباله سوزها منابع ارزشمند را از بین می برند و ممکن است انگیزه های بازیافت را کاهش دهند. با این حال، سوال باز است، زیرا کشورهای اروپایی که بیشترین بازیافت (تا 70٪) را بازیافت می کنند نیز برای جلوگیری از دفن زباله سوزانده می شوند .
کوره های زباله سوز دارای راندمان الکتریکی 14-28 درصد هستند. به منظور جلوگیری از از دست دادن بقیه انرژی، می توان از آن برای گرمایش منطقه ای ( تولید همزمان ) استفاده کرد. راندمان کل زباله سوزهای تولید همزمان معمولاً بالاتر از 80 درصد است (بر اساس ارزش گرمایشی کمتر زباله).
روش سوزاندن برای تبدیل زباله جامد شهری (MSW) یک روش نسبتا قدیمی تولید WtE است. سوزاندن به طور کلی مستلزم سوزاندن زباله ها (بقایای MSW، تجاری، صنعتی و RDF) برای جوشاندن آب است که مولدهای بخار تولید کننده انرژی الکتریکی و گرما را برای استفاده در خانه ها، مشاغل، مؤسسات و صنایع نیرو می دهد. یکی از مشکلات مرتبط با پتانسیل ورود آلاینده ها به اتمسفر با گازهای خروجی از دیگ بخار است. این آلاینده ها می توانند اسیدی باشند و در دهه 1980 گزارش شد که با تبدیل باران به باران اسیدی باعث تخریب محیط زیست می شوند.. کوره های زباله سوز مدرن دارای محفظه های سوختگی اولیه و ثانویه با مهندسی دقیق و مشعل های کنترل شده ای هستند که برای سوختن کامل با کمترین میزان انتشار ممکن طراحی شده اند و در برخی موارد نیاز به اسکرابرهای آهک و رسوب دهنده های الکترواستاتیک را در دودکش ها از بین می برند.
با عبور دود از میان اسکرابرهای آهکی اساسی، هر گونه اسیدی که ممکن است در دود باشد خنثی می شود که از رسیدن اسید به جو و آسیب رساندن به محیط جلوگیری می کند. بسیاری از دستگاه‌های دیگر مانند فیلترهای پارچه‌ای، راکتورها و کاتالیزورها دیگر آلاینده‌های تنظیم‌شده را از بین می‌برند یا جذب می‌کنند. به گفته نیویورک تایمز، کارخانه های سوزاندن مدرن به قدری تمیز هستند که “اکنون چندین برابر دیوکسین از شومینه های خانه و باربیکیوهای حیاط خلوت نسبت به سوزاندن آزاد می شود.” به گفته وزارت محیط زیست آلمان، “به دلیل سخت گیری مقررات، کارخانه های زباله سوز دیگر از نظر انتشار دیوکسین، گرد و غبار و فلزات سنگین قابل توجه نیستند.
در مقایسه با سایر ضایعات مربوط به فناوری های انرژی، به نظر می رسد سوزاندن به دلیل راندمان تولید انرژی بالاتر، هزینه های سرمایه گذاری کمتر و نرخ انتشار کمتر، جذاب ترین است. علاوه بر این، سوزاندن بیشترین مقدار برق را با بالاترین ظرفیت برای کاهش انبوه زباله در محل های دفن زباله از طریق احتراق مستقیم به همراه دارد.
سوخت از پلاستیک
یکی از فرآیندهایی که برای تبدیل پلاستیک به سوخت استفاده می شود، پیرولیز است ، تجزیه حرارتی مواد در دمای بالا در یک جو بی اثر. این شامل تغییر ترکیب شیمیایی است و عمدتا برای تصفیه مواد آلی استفاده می شود. در تولید در مقیاس بزرگ، ضایعات پلاستیکی آسیاب و ذوب می‌شوند و سپس تجزیه می‌شوند. مبدل های کاتالیزوری در این فرآیند کمک می کنند. بخارات با روغن یا سوخت متراکم شده و در مخازن ته نشینی جمع شده و فیلتر می شوند. سوخت پس از همگن شدن به دست می آید و می توان از آن برای خودروها و ماشین آلات استفاده کرد. معمولاً به عنوان سوخت حرارتی یا انرژی حاصل از پلاستیک نامیده می شود.
یک فرآیند جدید از یک کاتالیزور دو بخشی، کبالت و زئولیت، برای تبدیل پلاستیک ها به پروپان استفاده می کند . این بر روی پلی اتیلن و پلی پروپیلن کار می کند و بازده پروپان تقریباً 80٪ است.
دیگر
تعدادی فناوری جدید و نوظهور دیگر وجود دارد که قادر به تولید انرژی از زباله و سایر سوخت ها بدون احتراق مستقیم هستند. بسیاری از این فناوری‌ها پتانسیل تولید نیروی الکتریکی بیشتری از همان مقدار سوخت را دارند که با احتراق مستقیم امکان‌پذیر است. این عمدتاً به دلیل جداسازی اجزای خورنده (خاکستر) از سوخت تبدیل شده است، در نتیجه دمای احتراق بالاتر را در دیگ‌ها ، توربین‌های گاز ، موتورهای احتراق داخلی ، پیل‌های سوختی ممکن می‌سازد . برخی می توانند انرژی را به طور موثر به سوخت مایع یا گاز تبدیل کنند:
فن آوری های عملیات حرارتی :
- تبدیل به گاز : گاز قابل احتراق، هیدروژن ، سوخت های مصنوعی تولید می کند
- دپلیمریزاسیون حرارتی : نفت خام مصنوعی تولید می کند که می تواند بیشتر تصفیه شود
- پیرولیز : تار / روغن زیستی و ذغال سنگ قابل احتراق تولید می کند
- گازی شدن قوس پلاسما یا فرآیند گازسازی پلاسما (PGP): گاز سنتز غنی از جمله هیدروژن و مونوکسید کربن قابل استفاده برای پیل های سوختی یا تولید الکتریسیته برای به حرکت درآوردن قوس پلاسما، سیلیکات منجمد شده قابل استفاده و شمش های فلزی، نمک و گوگرد تولید می کند.
فناوری های غیر حرارتی:
- هضم بی هوازی : بیوگاز غنی از متان
- تولید تخمیر : نمونه هایی از اتانول، اسید لاکتیک، هیدروژن
- درمان بیولوژیکی مکانیکی (MBT)
- MBT + هضم بی هوازی
- MBT برای امتناع از سوخت مشتق شده
اثرات زیست محیطی :
گزارشی در سال 2019 که توسط اتحاد جهانی برای جایگزین‌های زباله سوز (GAIA) توسط مرکز محیط زیست و طراحی تیشمن در مدرسه جدید انجام شد ، نشان داد که 79 درصد از 73 تأسیسات پسماند به انرژی در ایالات متحده در مناطق کم قرار دارند. – جوامع درآمدی و/یا “جوامع رنگین پوست”، به دلیل ” قوانین مسکونی تاریخی، تفکیک نژادی و منطقه بندی اخراج کننده که به جوامع سفیدتر و ثروتمندتر اجازه می دهد استفاده های صنعتی و رنگین پوستان را از مرزهای خود حذف کنند.” . در چستر، پنسیلوانیاسینتانا ورگارا، استادیار دپارتمان مهندسی منابع محیطی در دانشگاه ایالتی هومبولت در کالیفرنیا، جایی که یک گروه اجتماعی فعالانه مخالف تاسیسات محلی زباله به انرژی است، اظهار داشت که مقاومت جامعه بر اساس آلودگی و واقعیت است. که بسیاری از این امکانات در جوامع بدون هیچ گونه مشارکت اجتماعی و بدون هیچ گونه منفعتی برای جامعه قرار گرفته اند.
مطاللب دیگر:
هیچ دیدگاهی نوشته نشده است.