الوقود المشتق من النفايات rdf

أنواع الوقود المستمد من النفايات (RDF)

الوقود المستمد من النفايات (RDF) هو نوع من الوقود مصنوع من النفايات الصلبة البلدية (MSW). يتم إنتاجه عن طريق فرز وتقطيع وتجفيف وتعبئة بعض مواد النفايات مثل البلاستيك والنسيج والورق. مقارنة بالوقود الآخر، فإن RDF لديه قيمة حرارية أعلى، مما يجعله مصدرًا ممتازًا للطاقة البديلة للصناعات.

وفقًا لتركيب المواد، تكون أنواع وقود RDF كما يلي:

• الوقود المستمد من النفايات الورقية (P-RDF): يُصنع P-RDF من مخلفات الورق والكرتون. غالبًا ما تستخدمه مصانع التصنيع كوقود أساسي جنبًا إلى جنب مع أنواع الوقود الأخرى.
• الوقود المستمد من النفايات البلاستيكية (Plast-RDF): يتكون Plast-RDF من النفايات البلاستيكية كعنصر رئيسي. يمكن استخدام Plast-RDF كوقود إضافي أو يتم دمجه مع أنواع الوقود الأخرى لتلبية الاحتياجات الحرارية للصناعات المختلفة.
• الوقود المستمد من النفايات العضوية (O-RDF): المواد العضوية مثل مخلفات الطعام والنسيج ونفايات الحدائق هي المكونات الأساسية لـ O-RDF. الوقود المستمد من نفايات النسيج (T-RDF) هو جزء من O-RDF. نظرًا لقيمته الحرارية المنخفضة، لا يتم استخدام O-RDF على نطاق واسع في صناعة الطاقة.
• الوقود المستمد من النفايات المختلطة (M-RDF): يتم تصنيع M-RDF من مواد نفايات مختلفة مثل البلاستيك والنسيج والمواد العضوية. إمكانية تقليل انبعاثات غازات الدفيئة (GHG) لـ M-RDF أعلى نسبيًا من RDF الأخرى. لذلك، لديه قيمة سوقية محتملة أوسع.

بعد أساليب المعالجة، تكون أنواع RDFs كما يلي:

• RDF المقطّع: عادةً ما يتم تحجيمه إلى أقل من 100 مم وقد يحتوي على مجموعة متنوعة من مواد النفايات. يتم استخدامه بشكل شائع في أفران الأسمنت كوقود مشترك مع التكليس والتخلص في وقت واحد.
• RDF المُكوّر: يُصنع من نفس مواد النفايات مثل RDF المقطّع، لكن يتم ضغطه في أسطوانات أو كرات أصغر حجمًا، مما يسهل التعامل معه ونقله. يمكن استخدامه في مرافق المعالجة الحرارية المتقدمة ومصانع الغاز.
• كتل RDF: أكبر حجمًا من الحبيبات وتُصنع من مجموعة واسعة من مواد النفايات من RDF المُكوّر. تُناسب أنظمة التدفئة المحلية في المنشآت الصناعية.

تطبيقات الوقود المستمد من النفايات

للوقود المستمد من النفايات الصلبة البلدية تطبيقات صناعية واسعة الانتشار نظرًا لتركيبته الكيميائية. يمكن استخدامه كبديل لوقود الأحافير أو كوقود لفرن الأسمنت، أو وقود غلايات صناعية، أو علف للغاز، أو عامل اختزال في صهر خام الحديد، أو وقود محطة الطاقة الحرارية.

لقد كانت صناعة الأسمنت هي الصناعة الأساسية التي تستخدم RDF كوقود. يمكن أن يعمل RDF كبديل قابل للاحتراق للفحم أثناء إنتاج الأسمنت. قد تساعد استخدام RDF في تصنيع الأسمنت الصناعات على تقليل RDF المتجه إلى مدافن النفايات وخفض انبعاثات CO2 مع تقليل انبعاثات غازات الدفيئة المتعلقة بتكليس الأسمنت في نفس الوقت. علاوة على ذلك، يساعد ذلك قطاع الأسمنت على تقليل الاعتماد على وقود الأحافير مثل الفحم والنفط.

يمكن أيضًا استخدام RDF كوقود في الغلايات الصناعية ومحطات الطاقة الحرارية. يمكن أن يخفف استخدامه من الاعتماد على الفحم.

مواصفات وصيانة الوقود المستمد من النفايات RDF

المواصفات

• معايير RDF الموحدة: غالبًا ما تُنسب مواصفات الوقود المستمد من النفايات إلى معايير موحدة، مما يجعل من السهل التحكم في إنتاجه وتوزيعه. على سبيل المثال، تشمل مواصفات الوقود المستمد من النفايات في المملكة المتحدة جوانب مثل حجم الجسيمات، ومحتوى الرطوبة، والقيمة الحرارية، والتركيب الكيميائي، ومستوى التلوث. من خلال وجود معايير موحدة، يمكن للمستهلكين أن يطمئنوا إلى جودة واتساق الوقود المستمد من النفايات.
• حجم الجسيمات: يضمن استبعاد العناصر الضخمة أن حجم جسيمات RDF مناسب للتخزين والاحتراق. يمكن أن يكون حجم الجسيمات النموذجي حوالي 50 إلى 100 مم، وهو مناسب لاستخدام العديد من المحارق ومرافق توليد الطاقة مباشرة. قد تكون هناك حاجة إلى أحجام أصغر، مثل 15 إلى 50 مم، لمصانع محددة لتحسين كفاءة الاحتراق.
• محتوى الرطوبة: يُعد محتوى الرطوبة في RDF أمرًا محوريًا في تحديد قيمته الحرارية وكفاءة الاحتراق. يضمن انخفاض محتوى الرطوبة الحصول على غلة طاقة أعلى أثناء الاحتراق. من المهم إيجاد التوازن المناسب، حيث يمكن أن تعيق مستويات الرطوبة المنخفضة جدًا أو المرتفعة جدًا عمليات الإنتاج أو تقلل من كفاءة الوقود. يبلغ محتوى الرطوبة في الوقود المستمد من النفايات بشكل عام بين 10٪ و 20٪، وهو مناسب لتخزينه واحتراقه.
• القيمة الحرارية: القيمة الحرارية، المعروفة أيضًا باسم القيمة الحرارية، هي الطاقة المنبعثة عند احتراق مادة. عادةً ما يؤثر ذلك على عمليات إنتاج الطاقة، مثل الاحتراق والغاز. كلما زادت القيمة الحرارية، زادت الطاقة التي يمكن أن تنتجها. تتراوح القيمة الحرارية لـ RDF عادةً بين 15 إلى 25 MJ/kg. هذه القيمة الحرارية قابلة للمقارنة مع بعض وقود الأحافير، مما يجعلها مصدرًا بديلًا للطاقة قابل للتطبيق.

الصيانة

• التفتيش المنتظم: يلزم إجراء فحوصات منتظمة للبحث عن أي علامات على التلف أو التلف وإصلاح أي مشكلات عند ظهورها لمنعها من أن تصبح مشكلات أكثر خطورة.
• النظافة: يُعد الحفاظ على نظافة RDF وخلوه من الملوثات أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على جودته. قد يشمل ذلك الغسل أو التنظيف بالمكنسة الكهربائية أو الكنس لإزالة الأوساخ أو الغبار أو الحطام. يشمل ذلك أيضًا منع التلوث المتقاطع من تيارات النفايات الأخرى.
• ظروف التخزين: يجب تخزين الوقود المستمد من النفايات في مكان جاف ومهوى جيدًا بعيدًا عن أشعة الشمس المباشرة ومصادر الاشتعال. يساعد ذلك على منع التدهور ويحافظ على جودته. يُعد تنفيذ تقنيات التعامل المناسبة، مثل استخدام المعدات المناسبة وتجنب التعامل اليدوي المفرط، أمرًا ضروريًا لمنع التلوث أو تلف RDF.

استخدامات الوقود المستمد من النفايات RDF

يمكن لـ RDF استبدال وقود الأحافير في العديد من القطاعات الصناعية. بعض التطبيقات النموذجية لـ RDF المقدمة في تقرير سوق النفايات إلى الطاقة لعام 2022 هي كما يلي:

• صناعة الأسمنت: تُعد مصانع الأسمنت من أكبر مستهلكي RDF. تتضمن عملية تصنيع الأسمنت تكليس الحجر الجيري عند درجات حرارة عالية جدًا. تستخدم صناعات الأسمنت RDF لتحقيق هذه درجة الحرارة. يمكن لصناعة الأسمنت حرق RDF دون معالجة مسبقة. حوالي 40٪ من مصانع الأسمنت في جميع أنحاء العالم تستخدم RDF.
• محطات الطاقة التي تعمل بالفحم: تُعد محطات الطاقة من المستخدمين النهائيين لـ RDF. يقوم جزء من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم بتحويل الفحم إلى مصدر للطاقة مع RDF. تحرق هذه المحطات RDF بالكامل. لا تُولّد الطاقة عن طريق احتراق RDF. يجب إعادة تجهيز محطات الطاقة التي تعمل بالفحم والتي تحرق RDF للحصول على الطاقة للاحتراق المشترك.
• مصانع الصلب: تستخدم مصانع الصلب القيمة الحرارية العالية لـ RDF لإنتاج الصلب. يمكن للمصانع استخدامه كجزء من المواد الخام لإنتاج الصلب أو كمصدر للطاقة.
• غلايات صناعية: يمكن للغلايات الصناعية التي تم إعادة تجهيزها لاستخدام RDF حرقها كوقود لإنتاج الطاقة أو تحويل المواد الخام. تشتمل أنواع الغلايات على غلايات البخار، وغلايات المياه الساخنة، وغلايات الغاز، وغلايات الزيت، وغلايات زيت النفايات.
• مرافق المعالجة المشتركة: تُعالج مرافق المعالجة المشتركة مواد خام متنوعة. تقبل RDF كواحدة من المواد الخام المدخلة للمعالجة والتحويل. يمكن أن تكون المرافق مصانع أسمنت أو صناعات كيميائية أو صناعات معالجة أخرى.
• محطات الطاقة الحرارية الأرضية: الوقود المستمد من الأسمنت (CDF) هو الوقود النهائي لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية. يمكن لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية حرق CDF لزيادة توليد الطاقة. CDF هو نوع من RDF مصنوع حصريًا من النفايات الإسمنتية.
• صناعة الزجاج: يمكن لصناعة الزجاج حرق RDF لإذابة المواد الخام الزجاجية.

كيفية اختيار الوقود المستمد من النفايات RDF

هناك بعض العوامل التي يمكن مراعاتها عند اختيار معدات معالجة RDF للنفايات الصلبة البلدية (MSW) في مدينة أو أكثر من هذه المدن. تتراوح هذه العوامل من حجم المدينة من حيث توليد النفايات يوميًا، وتركيب النفايات، وخيارات التكنولوجيا المتاحة، والمنتج النهائي، والفصل، والتخزين، والنقل، والبنية التحتية، واللوائح البيئية، والجدوى الاقتصادية، وقبول الجمهور، وبناء القدرات.

يجب مراعاة قدرة المدينة على توليد كمية معينة من الوقود المستمد من النفايات (RDF) يوميًا، جنبًا إلى جنب مع تركيبها، لاختيار التكنولوجيا المناسبة التي يمكن أن تُعالج نوع النفايات لتحويلها إلى وقود قابل للاستخدام ينبعث منه كميات أقل من الكربون.

إذا كان سيتم توظيف تقنيات تحويل النفايات إلى طاقة مثل الاحتراق أو الهضم اللاهوائي أو التغازير، فيجب تحديد المنتج النهائي المطلوب بوضوح. يمكن أن يكون الكهرباء أو طاقة التدفئة أو الميثان أو الغاز الاصطناعي، وسوف يعتمد الاختيار على احتياجات المدينة من الطاقة. إذا كانت الطاقة في شكل طاقة يتم إنتاجها ذات أهمية قصوى، فقد يتم اختيار الاحتراق أو الهضم اللاهوائي، بينما قد يكون التغازير هو الخيار الأفضل إذا كان الغاز الاصطناعي مطلوبًا.

يجب أيضًا تقييم البنية التحتية في المدينة. تشمل ذلك توافر التقنيات المتقدمة، ومرافق الفصل والتخزين، وكذلك أنظمة النقل. على سبيل المثال، إذا لم تكن هناك منشأة لفصل المواد العضوية عن النفايات، فقد لا يكون الهضم اللاهوائي للنفايات لتوليد الميثان خيارًا عمليًا. وبالمثل، إذا كان من الضروري نقل RDF لمسافات طويلة، فسيكون من الضروري تخزينه في صومعة أو حاوية.

يجب أن يكون الوعي العام بضرورة معالجة النفايات إلى وقود مشتق مفيد ذا أهمية قصوى، وكذلك قبول التكنولوجيا المستخدمة. يمكن أن تساهم الحملات التعليمية حول فصل النفايات والطاقة النظيفة بشكل كبير في نجاح الوقود المستمد من النفايات في مدينة معينة.

أخيرًا، يعتمد اختيار التكنولوجيا لتحويل النفايات إلى وقود مشتق أيضًا على الجدوى الاقتصادية للتكنولوجيا في المنطقة، وبناء القدرات، وإنفاذ القانون، وتعزيز الاقتصادات الدائرية، ومرافق التدريب المتاحة. يجب دراسة نظام إدارة النفايات بأكمله بعناية قبل اختيار أي تقنية لمعالجة النفايات إلى وقود مشتق، حيث سيضمن ذلك استدامة المشروع على المدى الطويل.

الأسئلة والأجوبة حول الوقود المستمد من النفايات RDF

س1: ما هي التحديات في إدارة RDF؟

ج1: تأتي إدارة RDF مع العديد من التحديات. الأول هو فصل مواد النفايات. قد يتطلب ذلك تكاليف وموارد إضافية للمعدات المتخصصة والشخصيات المدربة. يُعد التلوث تحديًا رئيسيًا آخر تواجهه شركات إدارة النفايات. يُعد المسؤوليات، والشواغل البيئية، وانبعاثات الكربون من الأشياء التي يجب أن تفكر فيها الشركات عند استخدام الوقود المستمد من النفايات.

س2: هل RDF صديق للبيئة؟

ج2: يمكن اعتبار مصانع معالجة RDF خيارات صديقة للبيئة. ذلك لأن RDF يقلل من حجم النفايات التي كانت ستنتهي بها المطاف في مدافن النفايات. علاوة على ذلك، يستفيد RDF من مواد النفايات التي لا فائدة منها بخلاف ذلك.

س3: ما هي مزايا الوقود المستمد من النفايات؟

ج3: ميزة RDF هي أنه يستفيد من مواد النفايات التي لا فائدة منها بخلاف ذلك. في نفس الوقت، يقلل من حجم المواد التي كانت ستذهب إلى مدفن النفايات. يُساعد تقليل المواد في مدافن النفايات أيضًا على إطالة عمر العديد من مدافن النفايات الموجودة. أخيرًا، يمكن للطاقة المنتجة من الوقود المستمد من النفايات تشغيل المصانع الصناعية ومحطات الطاقة ومصانع الأسمنت.