Лучшие достижения в области технологий рекуперации энергии

Dec 15, 2023

Добро пожаловать в Thomas Insights — каждый день мы публикуем последние новости и аналитику, чтобы держать наших читателей в курсе того, что происходит в отрасли. Зарегистрируйтесь здесь, чтобы получать главные новости дня прямо на свой почтовый ящик.

Ожидается, что к 2025 году глобальный объем отходов достигнет 6 миллионов тонн в день, и большая часть из них будет отправляться прямо на свалки.

Только в США ежегодно на свалки попадает 140 миллионов тонн отходов. Когда отходы на свалке оставлены гнить, они производят побочные продукты, которые загрязняют почву, источники воды и растения. Свалки также производят газы, включая углекислый газ, водяной пар и следы кислорода, азота и водорода, которые могут создавать смог и способствовать изменению климата.

Рекуперация энергии — это процесс переработки отходов, в котором технологии «Отходы в энергию» (WtE) преобразуют химические вещества в остатках отходов в практические формы энергии, такие как электричество, тепло или топливо.

Технологии ПОЭ могут перерабатывать невозобновляемые отходы, чтобы уменьшить ущерб окружающей среде и генерировать устойчивую энергию. Это лучший вариант, чем отправлять отходы непосредственно на свалку, но стоит отметить, что повторное использование, восстановление и переработка должны быть приоритетными, когда это возможно.

Сегодня на рынке существует три основных типа технологий WtE.

WtE с термическим преобразованием сегодня являются наиболее распространенными. При прямом сжигании (сжигании) непереработанные материалы из потока твердых бытовых отходов (мусора) производят пар для производства электроэнергии. Технологии, которые способствуют прямому сжиганию, включают установки массового сжигания, модульные системы и топливные системы, полученные из отходов.

Этот ограниченный и контролируемый процесс сжигания уменьшает объем твердых отходов, предназначенных для захоронения, и создает возобновляемый источник энергии. Однако, поскольку прямое сжигание является целесообразным вариантом только в том случае, если ТБО имеют более высокую теплотворную способность, часто предпочтительны термохимические методы.

Подобно рекуперации тепловой энергии, этот процесс преобразования извлекает энергию (с помощью методов, включая газификацию, пиролиз и сжижение) с использованием высоких температур, но обычно он гораздо более эффективен.

Например, при газификации производится синтез-газ, который можно легко сжечь в газовой турбине или двигателе и генерировать электроэнергию с эффективностью около 30%. Использование тепловой энергии, вырабатываемой при прямом сжигании, можно привести в действие паровую турбину, но с КПД всего 15-27%.

Другой пример: пиролиз, также известный как «пластик в топливо», превращает переработанный пластик из ТБО в синтетическую сырую нефть. Его можно дополнительно переработать в дизельное топливо, бензин, печное топливо или воски.

Этот процесс преобразования извлекает энергию посредством биоразложения отходов. Например, биогаз можно извлечь посредством анаэробного сбраживания (АД).

AD чаще применяется для переработки сельскохозяйственных отходов, таких как навоз, но его также можно применять для расщепления твердых биологических веществ в сточных водах и пищевых отходов. Когда отходы помещаются в реакторы, содержащие микробные сообщества, они разлагаются и производят биогаз. Энергию биогаза можно использовать так же, как и природный газ, для обеспечения тепла, выработки электроэнергии и систем охлаждения.

Изображение предоставлено: Белиш / Shutterstock.com