به تارنمای سازمان انرژی های تجدیدپذیر و بهره وری انرژی برق خوش آمدید.


زباله‌سوزی

زباله‌سوزی راه حلی برای دفع زباله‌ها می‌باشد که از سالها قبل در کشورهای پیشرفته صنعتی مرسوم بوده‌ است. زمانی که بحث دفع زباله‌های خطرناک و بیمارستانی مطرح می‌گردد، نقش زباله‌سوزها بیشتر نمایان می‌گردد.

زباله‌سوزها به عنوان واحدهایی تعریف می‌گردند که توسط حرارت، مواد زائد را اکسید و مواد کربنی را کاهش می‌دهند. محصولات خروجی از زباله‌سوزها، دی‌اکسید کربن، آب، خاکستر و حرارت حاصل از احتراق می‌باشد. علاوه بر این، آلاینده‌های هوا نظیر ترکیبات سولفور و نیتروژن و هالوژنها و فلزات سنگین گوناگون (مانند کادمیم، جیوه و … ) نیز از محصولات دیگر احتراق می‌باشند.

در مورد بسیاری از زباله‌ها، سوزاندن یکی از بهترین ویا ضروری‌ترین شیوه‌های مدیریت زباله به شمار می‌رود. در اغلب موارد، سوزاندن تنها بعنوان مرحله پردازش برای بسیاری از زباله‌های جامد و مایع بشمار می‌آید و پسماند‌های جامد یا مایع برای مراحل بعدی دفع باقی می‌مانند.


زباله‌سوزی مزایای متعددی دارد که برخی از آنها عبارتند از:

·        کاهش حجم نیروگاه

·        کاهش حجم زباله

·        کاهش سریع حجم زباله

·        دفع زباله‌های خطرناک

·        کاهش هزینه‌ها

·        از بین رفتن خطر آلودگی آبهای سطحی

·        از میان رفتن بو

·        کاهش میزان گازهای گلخانه‌ای

·        کاهش میزان آلاینده‌های هوا

·        از بین رفتن زیستگاه جانوران موذی



1.     انواع تکنولوژی های زباله سوزی که در تولید انرژی استفاده می شوند:


 -       احتراق با کمبود اکسیژن[1]( احتراق چند مرحله ای)

-       احتراق توده ای[2](تک مرحله ای)

-       احتراق به روش بستر شناور[3]

-       احتراق به روش کوره دوار[4]

 

تفاوت های اساسی بین این انواع تکنولوژی به شرح زیر هستند:

-       غلظت اکسیژن فرآیندی

-       تعداد مراحل احتراق

-       نحوه اختلاط پسماند با هوا برای اطمینان از سوختن کامل پسماند

-       نحوه پاکسازی گاز خروجی

-       انواع خاکستر و سرباره

تکنولوژیهای احتراق با کمبود اکسیژن، احتراق توده ای، بستر شناور احتراق به روش کوره دوار در 50 سال گذشته به صورت گسترده ای در اروپا و امریکا شمالی مورد استفاده قرار گرفته اند.

 
2. خصوصیات عمومی روش های مختلف زباله سوزی


 
تکنولوژی های مختلف زباله سوزی نیاز به پیش فرآوری های کمابیش یکسانی دارند. در مرحله اول می باید مواد خطرناک، اجسام بزرگ و مواد غیر قابل سوختن حجیم از جریان ورودی جدا شوند. احجام حجیم قابل سوختن باید ابتدا خرد شده و به جریان پسماند وارد شوند.  مواد قابل بازیافت می تواند طی فرآیند جداسازی از پسماند جدا شود.  سپس جریانهای متفاوت پسماند جهت حصول ورودی یکنواختی به لحاظ فیزیکی، شیمیایی و ارزش حرارتی با یکدیگر مخلوط می شوند. این یکنواختی به عملکرد زباله سوز و تاسیسات ثانویه تولید انرژی و کنترل آلودگی کمک می کند. خرد سازی پسماند ممکن است مورد نیاز باشد. کوره های دوار و سیستم های سوخت انداز[5] نیازی به خرد سازی کل پسماند ندارد اما در زباله سوزی به روش بستر شناور لازم است که پسماند ورودی خرد و مخلوط شود. همینطور ارزش حرارتی و ترکیب پسماند ممکن است انجام برخی فرآوری را قبل از ورود به سیستم های سوخت انداز یا کوره دوار اجباری کند. حداقل ارزش حراراتی مناسب برای تولید انرژی از پسماند به روش زباله سوزی 6000 کیلوژول بر کیلوگرم تخمین زده شده است.

[1] Starved Air

[2] Mass Burn

[3] Fluidized Bed

[4] Rotary Kiln

[5] Stoker

به طور معمول تجهیزات ذیل جهت کنترل آلودگی در زباله سوزها نصب می شود:

-       سیستم سرد کردن گاز خروجی برای انجام عملیات تصفیه بعدی

-       اسکرابر با استفاده از آب آهک جهت خنثی کردن اسید های تشکیل شده، فیلتر های پارچه ای، جذب با کربن فعال یا جاذب هاب کاتالیستی.

-       نابود سازی دی اکسین و فوران با تامین دمای شعله 1000 تا 1200 درجه سلسیوس و ممانعت از تشکیل رادیکال کلر آزاد بوسیله ایجاد شرایط کمبود اکسیژن یا بوسیله جذب و فیلتر های پارچه ای.

-       جلوگیری از انتشار ذرات معلق با استفاده از رسوب دهنده های الکترواستاتیکی یا فیلترهای پارچه ای.  

بعلاوه باید انتشار آلاینده از تاسیسات مورد بصورت مستمر مورد پایش قرار گیرد. خاکستر حاصل در زباله سوزها پس از خروج از زباله سوز سرد می شوند. در این مرحله می توان بوسیله سرند کردن و استفاده از آهنربا برخی از بخش های قابل بازیافت را از آن جدا کرد. حجم خاکستر حاصل بین 10 تا 25 درصد میزان ورودی است. همچنین خاکستر گاز خروجی ممکن است جزء مواد خطرناک محسوب شده و نیاز به استفاده از تکنولوژی های تصفیه پسماند در مورد آنها باشد. وزن خاکستر گاز خروجی تا 5% مقدار ورودی است.



   نکات کلی در مورد نیروگاههای زباله سوزی

 
    3.1 . خصوصیات مواد ورودی

زباله های ورودی برای جدا شدن مواد غیرقابل قبول بررسی می شوند ).مانند زباله های بزرگ غیرقابل اشتعال و مواد حجیم) مواد ورودی برای ایجاد یک ترکیب همگن از نظر فیزیکی، شیمیایی و خصوصیات مربوط به ارزش حرارتی با یکدیگر ترکیب می شوند . برای ایجاد ذرات یکسان (به لحاظ اندازه)  ممکن است فرآیند های مکانیکی (مانند خرد کردن و غربال کردن) روی زباله صورت بگیرد . این امر باعث میشود که درستی و بهینه بودن استفاده از ظرفیت طراحی در اجزاء که درستی و بهینه بودن استفاده از ظرفیت طراحی در اجزاء مختلف تکنولوژی (مانند ظرفیت گرمایی احتراق و واحدهای استحصال انرژی مانند بویلرها، و ظرفیت های گرمایی سیستم های کنترل آلودگی هوا و غیره حفظ شود . زباله های ورودی می توانند به طور مکانیکی و یا دستی فراوری شوند .

یکی دیگر از پیش فراوری های زباله، ورود به تجهیزات واحدهای تصفیه و هضم حرارتی با نرخ کنترل شده است . حداقل ارزش حرارتی برای زباله ورودی جهت تولید الکتریسیته 6000 کیلو ژول بر کیلوگرم است .

 

3.2 استحصال انرژی

مواد زائد جامد شهری ذاتاً دارای انرژی حرارتی هستند که به علت وجود کربن در ساختمان آنها است . در اروپا، مواد زائد جامد شهری فرآوری نشده و آماده نشده معمولاً دارای ارزش  حرارتی در حدود 8000 تا 13000 کیلو ژول بر کیلو گرم هستند   3400 -5600   بی تی یو بر پوند میباشد . به صورت یک قانون عمومی، تجهیزات یک زباله سوز، پس از کسر انرژی مصرفی داخلی کارخانه، م ی توانند 450 تا 500 کیلووات ساعت الکتریسیته را از هر تن زباله (با ارزش  حرارتی در حدود 9000 کیلو ژول / کیلو گرم ) تولید کنند . انرژی که در 24 تن زباله وجود دارد، بعد از تصفیه حرارتی، هضم و تبدیل به الکتریسیته می تواند انرژی سالانه مورد نیاز برای یک خانه در کشورهای توسعه یافته را تأمین کند ]سیستمهای بازیابی انرژی در زباله سوزی شامل بویلرهایی می شود که انرژی حرارتی آزاد شده از زباله را به بخار تبدیل می کنند و سپس به وسیله توربینها یا ژنراتور ها، بخار به برق تبدیل می شود . اساساً در این وضعیت، نیروگاه به جای گاز، نفت یا زغال سنگ از مواد زائد جامد شهری استفاده می کندراندمان بازیابی الکتریکی از این سیستم ها بین   20 تا 30 درصد متغیر است [ .

 

3.3 .کنترل آلاینده های هوا

از یک سیستم کنترل آلودگی هوا برای تصفیه تولیدات گازی مخصوصاً گاز دودکش ) واحد زباله سوز استفاده می شود . طراحی سیستم پالایش هوا تابعی از کیفیت مواد ورودی، تکنولوژی زباله سوزی و قوانین زیست محیطی قابل اعمال بر روی واحد زباله سوز است .

 

3.4 .محصولات و مدیریت خاکسترها

مواد باقی مانده بعد از هضم و تصفیه حرارتی به طور عمومی شامل خاکستر کف و لجن است . این مواد به طور مکانیکی جمع آوری و سرد می شوند (ابتدا بوسیله آب ته نشین شده و سپس به بیرون زباله سوز هدایت می شوند ) ، آهن ربای الکتریکی برای جدا کردن مواد قابل بازیافت مانند آهن و آلومینیوم استفاده می شود . مواد باقیمانده برای بخش نهایی فرستاده می شوند (معمولاً در محلهای دفن قرار داده می شوند . مواد حاصل بسته به وضعیت فیزیکی، ترکیب شیمیایی و مقررات مربوطه می توانند به عنوان سنگدانه ها مورد استفاده قرار گیرند . خاکستر کف ناشی از سیستمهای تصفیه حرارتی معمولاً 10 % حجم و 10 تا 25 % وزن زباله های ورودی را تشکیل می دهند .




 incineration

 


تاریخ بروزرسانی : ۲۹ اردیبهشت ۱۳۹۳ ۱۴:۳۱