Die Umwandlung von Abfall in Energie verwandelt Abfall in Kraftstoff

Jedes Jahr fallen in Haushalten auf der ganzen Welt Millionen Tonnen fester Abfälle an, die auf kommunalen und kommunalen Mülldeponien entsorgt werden. Heute entwickelt sich eine neue Generation von Waste to Energy (WTE)-Umwandlungstechnologien, die das Potenzial haben, saubere erneuerbare Energie aus festen und flüssigen Abfallmaterialien zu erzeugen.

Der aus der Verbrennung von festen Abfällen verfügbare Energieinhalt stellt eine bedeutende „alternative Energie“ dar; Versorgung, um dazu beizutragen, den Verbrauch und unsere Abhängigkeit von konventionellen fossilen Brennstoffen zu verringern. “Abfall” umfasst per Definition alle anderen Abfallmaterialien als Flüssigkeiten, Gase und nicht verwendbare Nebenprodukte, die als Ergebnis eines Prozesses oder einer Produktion entstehen, die nicht mehr als wertvoll erachtet werden und daher normalerweise entsorgt werden.

Umwandlung von Abfall in Energie aus einer Deponie

Solche Abfallmaterialien stammen typischerweise entweder aus der Wohngemeinde als fester Siedlungsabfall oder aus gewerblichen, leichtindustriellen und landwirtschaftlichen Abfällen. Abfälle aus der Schwerindustrie, der chemischen und medizinischen Industrie werden typischerweise als gefährliche Abfälle eingestuft und im Allgemeinen nicht verwendet, um diese Art von Abfall in Energie umzuwandeln.

Traditionell wird der Begriff “Waste to Energy” hat sich allgemein auf die Praxis der Verbrennung von Abfallprodukten bezogen, entweder durch Verbrennen des Mülls im Hinterhof oder durch große industrielle Verbrennungsanlagen, um Wärme zu erzeugen.

Die Kategorie der Energiegewinnung aus Abfall beschreibt im Großen und Ganzen eines von mehreren Verfahren oder Technologien, bei denen ein nützliches Nebenprodukt (Energie) aus einer ansonsten unbrauchbaren Quelle gewonnen wird.

Waste-to-Energy-Technologien wandeln Abfallstoffe physisch in nützlichere Brennstoffformen um, die zur Energieversorgung verwendet werden können. Diese Abfallverbrennungsprozesse umfassen thermische Umwandlungen wie Verbrennung (Verbrennung), Pyrolyse, Vergasung oder biologische Behandlungen wie anaerobe Vergärung und Fermentation usw. und verschiedene Kombinationen davon.

Zum Beispiel feste Abfälle kann in Biomasse-Holzpellets umgewandelt und zusammen mit vergastem Abfall zusammen mit fossiler Kohle in einem bestehenden konventionellen Kohlekraftwerk verfeuert werden.

Aus Abfall kann auf verschiedene Weise Energie gewonnen werden. Waste-to-Energy-Prozesse umfassen Abfälle, die behandelt und zu einem festen Brennstoff für die Verbrennung zur Erzeugung von Wärme und Dampf verarbeitet wurden. Abfall, der aus organischen und anorganischen Abfällen in Biogas oder Syngas umgewandelt wurde, oder biologische Technologien, bei denen bakterielle Fermentation verwendet wird, um organische Abfälle zu verdauen, um Brennstoff zu gewinnen und den Abfall in Brennstoff umzuwandeln.

Im Folgenden sind einige aufgeführt der üblicheren Arten, wie Abfall in Energie umgewandelt wird.

• Verbrennung – Dies ist bei weitem das älteste, gebräuchlichste und am besten bewährte thermische Verfahren unter Verwendung einer Vielzahl von Abfallbrennstoffen. Siedlungs- und Haushaltsabfälle werden direkt in großen Müllverbrennungsanlagen als Brennstoff mit minimaler Verarbeitung, bekannt als Massenverbrennung, verbrannt.
   
  Die frühesten Abfallverbrennungssysteme waren einfache Verbrennungsanlagen, die neben einer Vielzahl anderer Schadstoffe Wärme und Kohlendioxid erzeugten und keine Energierückgewinnungsfähigkeiten hatten. Heute wird die aus dem Verbrennungsprozess gewonnene Wärmeenergie genutzt, um Wasser in Dampf umzuwandeln, der dann Dampfturbinengeneratoren zur Stromerzeugung antreibt.
   
  Die meisten modernen Müllverbrennungsanlagen enthalten jetzt Wärmerückgewinnungssysteme und Systeme zur Kontrolle der Luftverschmutzung. Der Massenverbrennungsprozess verbrennt den Abfall praktisch so, wie er ankommt, wodurch die Notwendigkeit entfällt, das Material vor dem Verbrennen zu verarbeiten, mit Ausnahme der Entfernung von übergroßen Gegenständen und offensichtlich nicht brennbaren metallischen Materialien.
   
  Das Problem bei diesem Ansatz der Massenverbrennung besteht darin, dass das System zur Entfernung von Asche und anderen Schadstoffen nach der Verbrennung in der Lage sein muss, jedes bisschen der Größe und Kapazität des verbrannten Materials, das aus der Verbrennungsanlage kommt, zu beseitigen, während es hineingeht >
• Vergasung – Beachten Sie, dass die Vergasung von Abfallstoffen nicht dasselbe ist wie die Verbrennung. Die Verbrennung ist die Verbrennung von Abfallbrennstoffen in einer sauerstoffreichen Umgebung, während die Vergasung die Umwandlung von Abfallmaterialien ist, die in Gegenwart begrenzter Sauerstoffmengen stattfindet.
   
  Die Vergasung ist ein thermochemischer Prozess, der feste Abfälle in ein Gemisch brennbarer Gase umwandelt. Dampf oder Luftsauerstoff wird bei hoher Temperatur mit dem verfügbaren Kohlenstoff im Abfallmaterial umgesetzt, um Gase wie Kohlenmonoxid, Wasserstoff und Methan zu erzeugen. Der Vergasungsprozess erzeugt ein Synthesegas (Wasserstoff und Kohlenmonoxid), das zur Stromerzeugung verwendet wird.
   
  Während die Verbrennung von Abfall zu Energie den Brennstoffabfall direkt vor Ort in Energie umwandelt, Die thermische Vergasung der Abfallstoffe ermöglicht die Erzeugung von Biogasenergie, die leicht gesammelt und transportiert werden kann.
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  < span class="h6 font-weight-bold ml-1">Pyrolyse – Dies ist ebenfalls ein thermischer Prozess, ähnlich der Vergasung oben, der den thermischen Abbau organischer Abfälle in Abwesenheit von freiem Sauerstoff beinhaltet, um brennbare Gase zu erzeugen. Mit anderen Worten, bei der Pyrolyse werden organische Materialien ohne Sauerstoff durch Wärme zersetzt.
   
  Zu den für die Pyrolyseverarbeitung geeigneten Materialien gehören Kohle, tierische und menschliche Abfälle, Lebensmittelabfälle, Papier, Pappe, Kunststoffe und Gummi. Der Pyrolyseprozess erzeugt Öl, das als synthetischer Biodieselkraftstoff verwendet oder zur Herstellung anderer nützlicher Produkte raffiniert werden kann.
   
  Obwohl es die Pyrolysetechnologie schon seit langer Zeit gibt, ist ihre Anwendung auf Biomasse und Abfallstoffe sind eine relativ neue Entwicklung, da pyrolytische Produkte raffinierter sind und daher effizienter genutzt werden können.
   
  Ein übliches Nebenprodukt der Pyrolyse ist eine Art feinkörnige Biokohle namens „Biokohle“, die den größten Teil des in Biomasse enthaltenen Kohlenstoffs und der Nährstoffe zurückhält und daher als Bodenverbesserung zur Steigerung der Bodenproduktivität verwendet werden kann /li>

• Anaerobe Verdauung – Die Deponierung ist nach wie vor die primäre Methode zur Entsorgung fester Siedlungsabfälle, und wenn sie ungestört bleiben, erzeugen Deponieabfälle erhebliche Mengen an gasförmigen Nebenprodukten, die hauptsächlich aus Kohlendioxid (CO2) und Methan (natürliche Erdgas, CH4). Dieses Deponiegas oder “Biogas” wird durch die anaerobe (sauerstofffreie) Vergärung von organischem Material hergestellt.
   
  Die anaerobe Vergärung zur Erzeugung von Biogas kann entweder auf natürliche Weise erfolgen und ein Deponiegas erzeugen, oder in einer kontrollierten Umgebung wie einem Biogasfermenter . Ein Fermenter ist ein erwärmter, versiegelter, luftloser Behälter, in dem Bakterien ein organisches Material wie flüssige und halbflüssige Gülle, tierische Abfälle und Gülle unter sauerstofffreien Bedingungen fermentieren, um Biogas zu erzeugen.
   
  Der Hauptvorteil der anaeroben Vergärung bei der Umwandlung von Abfall in Energiebrennstoff besteht darin, dass sie sich mit "nassem Abfall" die normalerweise schwer zu entsorgen sind. Die erzeugte Biogasmenge ist durch die Größe des Faulbehälters begrenzt und wird daher größtenteils als Brennstoff für kleinere Betriebe wie landwirtschaftliche Betriebe verwendet, wo genügend Energie für den Betrieb des Hofes erzeugt werden kann. Das erzeugte Biogas kann in einem herkömmlichen Gaskessel zur Wärmeerzeugung oder als Brennstoff in einem Gasmotor zur Stromerzeugung oder zum Betreiben einiger landwirtschaftlicher Fahrzeuge verbrannt werden.
• Fermentation – Die Fermentation verwendet verschiedene Mikroorganismen und Hefen, um flüssiges Ethanol, eine Art Alkohol, aus Biomasse und Bioabfällen herzustellen. Die Umwandlung von Abfall in Energie durch Fermentation erfordert eine Reihe chemischer Reaktionen, um den Ethanol-Biokraftstoff herzustellen. Die erste Reaktion wird als Hydrolyse bezeichnet, die organische Materialien in Zucker umwandelt. Die Zucker werden dann fermentiert, um verdünntes Ethanol herzustellen, das dann weiter destilliert wird, um Ethanol in Biokraftstoffqualität (Ethylalkohol) herzustellen Aufgrund der Mengen an Abfallmaterialien, die wir produzieren, helfen Abfallmanagementtechnologien jetzt dabei, Alternativen zu Deponien zu finden, indem sie so viel wie möglich des gemischten allgemeinen Abfalls wieder recyceln oder wiederverwenden, um Abfall in Energie und Abfall in Brennstoffe umzuwandeln.

  Anstatt Restabfälle direkt auf Deponien zu entsorgen, können fortschrittliche Umwandlungstechnologien in Verbindung mit fortschrittlichen Umweltschutzsystemen eingesetzt werden, um diese kalorischen Materialien in saubere Energie umzuwandeln.

  Fortschrittliche Abfall-zu-Energie-Technologien können zur Erzeugung von Biogas eingesetzt werden (Methan und Kohlendioxid), Synthesegas (Wasserstoff und Kohlenmonoxid), flüssige Biokraftstoffe (Ethanol und Biodiesel) oder reiner Wasserstoff. So wie Öl, Kohle und Gas als Brennstoffe in einem mit fossilen Brennstoffen befeuerten Kraftwerk verwendet werden, können diese alternativen Biokraftstoffe auch in Strom umgewandelt werden.

  Umwandlung Waste to Energy hat auch viele Vorteile, da es nicht nur die Menge an Mülldeponien reduziert, sondern auch die Menge an Treibhausgasemissionen und Umweltverschmutzung, die wir jedes Jahr in die Atmosphäre pumpen, sowie unsere Abhängigkeit von umweltfreundlichen Stoffen reduziert -erneuerbare fossile Brennstoffe.

  Viele Abfall-zu-Energie-Umwandlungstechnologien sind jedoch darauf ausgelegt, nur eine oder wenige Arten von Abfällen zu verarbeiten, und es kann schwierig sein, verschiedene Arten von Abfallmaterialien vollständig zu trennen.

  Fortschritte bei Umwandlungstechnologien ohne Verbrennung und Methoden wie Pyrolyse und thermische Vergasung bieten Möglichkeiten zur Erzeugung sauberer Energie aus Abfallmaterialien, die viele der Umweltprobleme bei konventioneller Verbrennung und Verbrennung vermeiden.

  Heute haben wir die Technologien und Optionen, die uns zur Verfügung stehen, um den Bioabfall, der recycelt werden sollte, von dem Abfall zu trennen, der als wertvolle und zukünftige Energiequelle verwendet werden kann, um Abfall und andere erneuerbare Abfallbrennstoffe in saubere Energie umzuwandeln.