Топливо из отходов - Refuse-derived fuel

Топливные пеллеты, полученные из отходов

Топливо из отходов ( RDF ) - это топливо, получаемое из различных видов отходов, таких 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 цементной печи , заменяя часть обычного ископаемого топлива , такого как уголь, если они соответствуют строгим требованиям. Иногда их можно использовать только после предварительной обработки для обеспечения "индивидуальное" топливо для цементного процесса ".

RDF состоит в основном из горючих компонентов таких отходов, как неперерабатываемые пластмассы (за исключением ПВХ ), бумажный картон, этикетки и другие гофрированные материалы. Эти фракции разделяются различными этапами обработки, такими как просеивание, воздушная классификация, баллистическая сепарация, разделение черных и цветных материалов, стекла, камней и других посторонних материалов и измельчение до однородного размера зерна, или также гранулирование для получения однородный материал, который можно использовать в качестве заменителя ископаемого топлива, например, на цементных заводах, заводах по производству извести, угольных электростанциях или в качестве восстановителя в сталеплавильных печах. Если задокументировано в соответствии с CEN / TC 343, оно может быть обозначено как твердое регенерированное топливо (SRF).

Другие описывают свойства, например:

  • Вторичное топливо
  • Заменители топлива
  • «Climafuel®» как торговое название Cemex
  • «AF» как сокращение от альтернативных видов 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 по типу и составу 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. В настоящее время доступен всесторонний обзор производства SRF / RDF, стандартов качества и термического восстановления, включая статистические данные о качестве SRF в Европе.

История

В 1950-х годах шины впервые были использованы в цементной промышленности в качестве топлива из отходов. Затем в середине восьмидесятых 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 со стороны конкуренции. С восьмидесятых годов Германская ассоциация цементных заводов (Verein Deutscher Zementwerke eV (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 предприятий по переработке отходов для энергетики , которые используют переработанное топливо из отходов с более низкой теплотворной способностью 8-14 МДж / кг и размером зерна до 500 мм для производства электроэнергии и тепловой энергии ( тепло / пар) для систем централизованного теплоснабжения или промышленного использования.

Обработка

Такие материалы, как стекло и металлы, удаляются во время обработки, поскольку они негорючие. Металла удаляется с помощью магнита и стекла с помощью механического скрининга . После этого воздушный нож отделяет легкие материалы от тяжелых. Легкие материалы имеют более высокую теплотворную способность и создают окончательный RDF. Тяжелые материалы обычно отправляются на свалку . Остаточный материал может продаваться в переработанном виде (в зависимости от технологической обработки) в виде простой смеси или может быть спрессован в топливные гранулы , кирпичи или бревна и использоваться для других целей либо отдельно, либо в процессе рекурсивной переработки . RDF или SRF - это горючая субфракция твердых бытовых отходов и других подобных твердых отходов, полученная с использованием сочетания механических и / или биологических методов очистки, таких как биосушка . на установках механо-биологической очистки (МБТ). Во время производства RDF / SRF на установках MBT происходят значительные потери горючего материала, что вызывает споры о том, является ли производство и использование RDF / SRF ресурсоэффективным или нет по сравнению с традиционным одностадийным сжиганием остаточных ТБО при сжигании ( Energy из отходов ) растений.

Производство RDF может включать следующие этапы:

  • Разделка мешков / измельчение
  • Размер скрининга
  • Магнитная сепарация
  • Воздушный классификатор (разделение по плотности)
  • Грубое измельчение
  • Сепарация рафинирования с помощью инфракрасной сепарации

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 может использоваться в цементной промышленности, где действуют строгие стандарты контроля загрязнения воздуха Директивы по сжиганию отходов . 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. / Мас., 95% уверенность). RDF также может подаваться в модули плазменной газификации и пиролизные установки. Если RDF можно сжигать чисто или в соответствии с Киотским протоколом , RDF может предоставить источник финансирования, где неиспользованные углеродные кредиты продаются на открытом рынке через углеродный обмен. Однако использование контрактов на муниципальные отходы и экономичность этих решений - все еще относительно новая концепция, поэтому финансовые преимущества RDF могут быть спорными. Европейский рынок производства RDF быстро вырос благодаря, например, европейской директиве о свалках или налогам 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

Доля биомассы в RDF и SRF имеет денежную стоимость в соответствии с несколькими протоколами по парниковым газам , такими как Схема торговли выбросами Европейского Союза и Программа сертификатов возобновляемых обязательств в Соединенном Королевстве. Биомасса считается углеродно-нейтральной, поскольку CO
2освобожденная от сгорания биомасса перерабатывается на заводах. Фракция сожженной биомассы RDF / SRF используется операторами стационарного сжигания для снижения общего количества выбросов 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. Был разработан альтернативный, но более дорогой метод, основанный на принципах радиоуглеродного датирования. В 2007 году был опубликован технический обзор (CEN / TR 15591: 2007), в котором описан метод углеродного анализа -14 , а в 2008 году был опубликован технический стандарт метода углеродного датирования (CEN / TS 15747: 2008). уже является эквивалентным методом с использованием углерода-14 по стандартному методу ASTM D6866.

Хотя датирование углерода-14 может определить долю биомассы RDF / SRF, оно не может напрямую определить теплотворную способность биомассы. Определение теплотворной способности важно для программ зеленых сертификатов, таких как программа возобновляемых обязательных сертификатов. Эти программы присуждают сертификаты, основанные на 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 может быть использован 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 извлечения (сгорания) RDF / SRF из-за их по своей сути изменчивого (гетерогенного) состава. Последние достижения позволяют получать оптимальные схемы субдискретизации от пробы SRF / SRF, скажем, 1 кг до граммов или мг, которые необходимо протестировать в аналитических устройствах, таких как калориметрия бомбы или TGA. С помощью таких решений можно обеспечить репрезентативную частичную выборку проб, но в меньшей степени это касается содержания хлора. 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 связи с проблемой управления отходами в Неаполе в Кампании , Италия, был построен мусоросжигательный завод Acerra, стоимость которого составила более 350 миллионов евро. Инсинератор сжигает 600 000 тонн отходов в год. Энергии, производимой на объекте, достаточно для питания 200 000 домохозяйств в год.

Айова

Первым полномасштабным заводом по переработке отходов в энергию 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.

Манчестер

Город Манчестер на северо-западе Англии находится в процессе заключения контракта на использование RDF, который будет производиться на предлагаемых установках механической биологической очистки в рамках огромного контракта PFI . Управление по удалению отходов Большого Манчестера недавно объявило о значительном рыночном интересе к первоначальным заявкам на использование RDF, который, по прогнозам, будет производиться в тоннах до 900 000 тонн в год.

Bollnäs

Весной 2008 года компания Bollnäs Ovanåkers Renhållnings AB (BORAB) в Швеции запустила свой новый завод по переработке отходов в энергию . 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 близлежащей установки BFB, которая обеспечивает жителей Боллнеса электричеством и централизованным теплоснабжением .

Израиль

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

Объединенные Арабские Эмираты

В октябре 2018 года, в ОАЭ Министерство «сек изменения климата и окружающей среды подписали концессионное соглашение с Emirates RDF ( Besix , Tech Group Eco одного владельца, Griffin нефтепереработку) развивать и эксплуатировать RDF объекта в эмирате Умм - Аль - Кувейн . Объект будет принимать 1000 тонн бытовых отходов в день и преобразовывать 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.

Смотрите также

использованная литература