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[编译]废物衍生燃料的增长

2024/06/20 14:32 来源:水泥大数据研究院 李坤明

最近的研究表明,与煤炭相比,每公斤RDF的燃烧可减少约2.25公斤二氧化碳。......

水泥是现代生活所需的最基本材料之一。英国每年生产超过800万吨水泥用于建造房屋、学校、道路、办公室和医院,泰国每年生产近3300万吨水泥,印度是仅次于中国的世界第二大水泥生产国,每年生产超过3.23亿吨水泥。

然而,要达到制造工艺所需的约1500℃的温度,需要大量能源密集型化石燃料,主要是煤炭。因此,水泥行业占全球温室气体排放量的8%,其40%来自燃料使用,60%来自化学反应。

近年来的一个成功案例是采用替代品替代化石燃料,例如由日常垃圾的可燃成分制成的垃圾衍生燃料(RDF)和碳密集度较低的不可回收塑料废物(NRPW)。最近的研究表明,与煤炭相比,每公斤RDF的燃烧可减少约2.25公斤二氧化碳。

目前,欧洲是替代燃料使用方面的全球领先者,在某些情况下,政府部门可以向水泥生产商支付焚烧废料的费用,或者免费提供废料以供处理。在德国和波兰,替代率高达70%。英国整个行业的平均总替代率目前为43%--每年替代相当于50万吨煤炭,但仍远低于70% 的目标。

在亚洲,替代燃料的利用率严重不足。例如,中国和印度是全球最大的两个水泥生产国,替代率分别为7%和4%。中国、印度、缅甸、泰国和越南是世界上塑料消费量最大的国家--每天积累约217000吨塑料垃圾,替代和减排的机会应该非常大。然而,这些国家中的许多国家没有必要的废物管理基础设施来收集和处理塑料垃圾。

替代燃料的复杂性 

替代燃料的成分将以不同的方式影响生产过程,从水分含量到挥发性物质含量和颗粒大小。替代燃料来自许多不同的领域,其成分远比煤炭复杂,还含有可能导致工厂内积聚和堵塞的化学物质。这反过来又会导致生产中断,甚至出现危险的热失控情况。替代燃料的能量密度也较低,并且在水分含量方面带来挑战。

此外,焚烧这些废物时释放出的二恶英和呋喃(一类有毒物质)可能对我们的健康和生态系统有害,具体取决于焚烧过程的温度和废物的成分。

水泥窑使用RDF的另一个主要问题是氯含量,氯含量会影响混凝土的结构完整性。氯化合物和碱硅反应会产生盐,从而导致微裂纹和抗压强度下降。氯还会使混凝土中的铁氧化,导致结构过早损坏。

综上所述

RDF和 NRPW作为水泥生产中的替代燃料,其增长速度越来越快,与煤炭相比,其直接好处是减少碳排放,使用这些燃料可以加快从地面、水道和当地环境中清除这些废物。全球垃圾场和垃圾填埋场中积累了约50亿吨塑料废​​物,水泥行业使用这些废物可能被视为双赢的解决方案。

另一种观点是,垃圾应该得到更好的分类和回收,而不是焚烧。新兴的人工智能技术,例如由我们的Greyparrot AI朋友开发的人工智能垃圾识别系统, <https://www.greyparrot.ai/>可以部署在回收工厂的移动传送带上,有可能显著改变这一现状。我们还需要更好的法规和对垃圾管理基础设施的投资。

对于我们可以燃烧的替代燃料,这些不同的相互作用增加了工厂控制参数决策的复杂性。人工智能可以模拟潜在燃料组合的影响,并了解不同替代燃料的性能和混合之间的关系。这些预测工具需要预测随着时间的推移堵塞形成的可能性,并准确地捕捉复杂的物理化学反应。这是Carbon Re将在我们的Delta Zero平台中构建的东西。

编辑:李坤明

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