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      焚化與能源生產有何關系


      時間:2013-01-23 17:37 來源:鄭州清晨物資回收公司 作者:admin

             要想實現能源的可持續化,就要捕獲從一項工序中釋放出的能量并用于另一項工序。這項WTE作業也被稱為“從廢棄物中提取能源” (energy-from-waste,EFW)。盡管作為一種污染源,廢棄物焚化可謂臭名昭著,但是它具有的某些特征非常適合用做 WTE之用。
             焚化是個能量成本很高的過程,也就是說,使用焚化爐要消耗大量的能源。畢竟,要想在幾秒鐘時間內銷毀數千噸的東西總是要付出一些代價的。而其中諸如熱能等能量則會在焚化爐的外壁上、熾熱的灰塵里和濃重的煙霧中損失掉。為了把焚化變成一個能源可持續的過程,我們必須想辦法捕獲這些損失掉的能量并把它們重新 加以利用。 1980年到1990年間,美國從事廢棄物處理的WTE工廠數量 幾乎翻了一倍,達到了近100家;到了2002年這個數字更是有數 百之大。而自此以后,WTE的增加速度開始放緩。2005年,在焚 化過程中進行了某種能量回收的MSW約為3340萬美噸(約3030 噸),僅占全年MSW排放量的14%。這其中的原因有可能是因 為在《清潔空氣法案》開始實施之前,焚化爐釋放的廢氣曾在一 些地區對人們造成過嚴重的健康危害,甚至導致了死亡,因此這 里的人們現在反對任何形式的垃圾焚化。
            環保智庫Environmental Literacy Council在其網站(http://w ww.enviroliteracy. org)上對美 國當前的垃圾焚化情況作總結時說: “起初焚化爐單單是用來銷毀 廢棄物的。但是現在,它們大多數都變成了WTE設備,利用燃燒 的過程生產熱能、蒸氣、電能等副產品。”該組織同時也指出了垃 圾焚化所面臨的阻礙:“盡管垃圾焚化的歷史很長,但是鑒于諸如 氣態污染物排放之類的問題存在,對焚化爐的使用仍將充滿爭議。 盡管可以使用污染物控制設備,人們還是擔心類似重金屬、二惡英 之類的有害物質會不會隨著煙塵泄漏到空氣之中。”WTE的支持 者必須得說服民眾,讓他們認識到WTE是可持續發展中非常重要 的一環,而且像丹麥的凱隆堡等城市在這方面已經取得了成功。
             有三種不同的WTE焚化爐都能起到捕獲熱能的作用:其一是 批量焚燒型,其二是分子型,其三是廢棄物衍生型。每一種類型都 具備日處理100~3000美噸(約91~2722噸)廢棄物的能力,同時 能夠產生與燃燒25~750磅(約11~340千克)煤相當的熱量。批 量焚燒型焚化爐的體積很大,得由一臺高空起重機向其中填入廢棄 物。這種焚化爐是用來處理無法用其他方式焚燒的大件廢棄物的, 其頂部裝有排風扇,可以為燃燒持續注入新鮮空氣;而一臺水射器 會負責向燃燒室中熾熱的灰燼噴水降溫。批量焚燒型焚化爐可以將 一噸廢棄物變成最多500磅(約227千克)重的灰燼,而且這些灰燼可以直接運走進行填埋。為了處理方便,一些垃圾處理場建有直通焚化爐和填埋場的傳送帶。分子型焚化爐體積較小,一般用于醫院等場所進行就地處理(詳見下文的工具欄“醫院廢棄物”)。以上兩種焚化爐會在焚燒垃圾的過程中用所產生的熱量將水煮沸至蒸氣狀,之后就會用泵將這些蒸氣壓入分配線中,為建筑進行供暖或者由動力渦輪機生產電能。第三種類型,也就是廢棄物衍生型會將廢棄物分解成小的顆粒。每一粒所蘊含的能量價值和煤炭差不多,而且有時人們還會往其中添加少量煤屑以提高其價值呢。 如果垃圾焚化工廠能夠做到將所有的廢棄物都銷毀干凈,而且除了能量之外什么都不剩下,那將會怎樣昵?有一種新的焚化技術也許能夠實現這種100 010的轉化,這就是等離子弧技術( plasma arc)。美國國家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)早在20世紀60年代就開發出了等離子弧技術,但這種技術直到最近10年才被應用于MSW處理之中。一些歐洲國家(主要是德國、英國和愛爾蘭)、加拿大、印度還有日本等目前都在建造等離子設備。 等離子弧技術能夠將廢棄物汽化,這也就是為什么有時候它也被稱做等離子弧汽化器或者氣化( gasification)器。等離子弧是在一個閉路循環系統中發生作用的,產生的氣體不會散失,反而會進入一臺氣動渦輪機之中;而渦輪機所產生的能量則又會以其他一到兩種形式得到重新利用:①用于驅動廢棄物處理設備的蒸氣;②供周圍住宅、工商業使用的電能。通過對從焚化過程中產生的易燃氣體加以利用,最后所排出的廢氣幾乎不含任何有害物質了。
             例如,日本的等離子弧焚化爐中排出的廢氣要遠遠低于該國的限制標準,而且日本的標準本來就比美國的嚴格一些。佛羅里達州圣露西縣(St. Lucie County)正在準備建造一座等離子弧焚化設施,該設施一方面能夠用做處理當地的垃圾,另一方面還能生產電力。當地供電局的官員說,他們希望利用該設施每天汽化1000美噸(約 907噸)的生活垃圾,并在5年內把這個數字逐漸提高到3000美噸(約 2422噸)。同時,他們還將為大約40 000戶家庭供給電能。佛羅里達市政電力公司(Florida Municipal Power Agency)的一位經理馬克,麥凱恩(Mark McCain)曾在2008年說: “如果這個項目能夠按照預期運行,它將會成為消費者所期望的那種可再生能源。” 當固體被加熱到近乎太陽表面的溫度時,就會產生等離子電弧。
              等離子弧技術通過把電和高壓結合在一起(近似于閃電時的情況),從固體中獲得等離子電弧。在10 0000F(約5540℃)的高溫下,幾乎各種類型的廢棄物都會在幾秒鐘內變成氣體。佛羅里達州的政府官員們希望當這座設施達到滿額運轉時,它每天能夠利用排出的 80 000磅(合36 287千克蒸氣)生產出1 20兆瓦的電能。隨后這些蒸氣會輸往附近一家果汁生產廠的渦輪機中,而少量含有金屬的灰燼則送往建筑公司作為原材料使用。圣露西縣的官員還希望對目前埋在填埋場中的垃圾也進行處理,根據估測,這項新技術也許能在20年內清理掉該縣1980年以來所填埋的全部廢棄物。2006年,圣露西縣長克里斯·克拉夫特(Chris Craft)對美聯社(Associated Press)說道: “等離子弧焚化一舉解決了人類面臨的兩大難題:垃圾處理與能源生產。這堪稱人類的終極夢想,它必將改變世界。” 即使最終人們的期望沒能實現,這種垃圾處理方法至少會成為解決垃圾增長問題的一種可持續的選擇。(責任編輯:admin)
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