减少垃圾处理中的温室气体排放

2024-4-22

全球垃圾处理产业也必须减少温室气体排放。世界上大部分垃圾仍在以受控或不受控的方式进行填埋。

垃圾焚烧发电站是生物碳循环的一部分,其会排放生物和化石二氧化碳的混合物。燃烧化石燃料时释放的碳已在地下封存了数百万年,而燃烧生物质释放的碳则是生物碳循环的一部分。 

本次推出的是我们脱碳系列主题文章的第六部分,聚焦垃圾处理。

A large proportion of the waste produced globally continues to go to landfill.
A large proportion of the waste produced globally continues to go to landfill.

通过回收和热利用减少甲烷排放

垃圾填埋场会排放大量甲烷 (CH4),该温室气体对气候的危害是二氧化碳 (CO2) 的 25 倍。为了实现净零排放目标,必须尽可能消除垃圾填埋场的甲烷排放。这可以通过彻底回收以及对不可回收材料的热利用来实现。在德国和其他一些欧洲国家,凭借高回收率以及有效的热能利用工厂网络,这一目标已经实现。

Graphic of an integrated resource recovery facility.(1)
综合原料回收厂示意图1
Graphic of an integrated resource recovery facility.(1)
综合原料回收厂示意图1

用于回收利用的传感器解决方案

几乎所有东西都需要原材料:房屋、道路、车辆和娱乐设备等。但原材料并非取之不竭。在可持续型循环经济中,预防、循环利用、能源回收以及有效避免会排放污染物的垃圾产生,是重中之重。通过这种方式,二次原材料可以再次用于经济活动,自然资源也得到保护。对垃圾进行追踪、检查、分类和回收的过程需使用大量传感器。

Bottles on conveyor belt scanned by a SICK sensor.

传送带在回收厂内运输垃圾。传送带故障会导致严重延误,造成巨大成本损失。因此,必须检测所有传送带的运行以及物料的正确装载、卸载和定位。增量型编码器 DFS60 可提供有关传送速度的信息,而流量传感器 Bulkscan® LMS511 则可在非接触且无磨损的情况下记录流量、装载重心和装载高度。

增量型编码器
分辨率高、可编程的增量型编码器,适用于高要求应用
DFS60
流量传感器
非接触式免维护流量统计
Bulkscan
Malfunctions of the conveyor belts can lead to significant delays and involve major costs.
传送带故障会导致严重延误,造成巨大成本损失。
Malfunctions of the conveyor belts can lead to significant delays and involve major costs.
传送带故障会导致严重延误,造成巨大成本损失。

从不可回收材料中回收能源

热能利用工厂产生的能源以区域供热和供电的形式进入公共能源网。这些能源还可直接在现场加工成氢气等替代燃料。

 

示例:废气中所有污染物成分的连续排放监测

为了减少排放,废气要经过各种净化过程。SICK 的智能传感器解决方案可确保高效燃烧并优化废气净化系统的运行。

Sensor solutions from SICK enable the exhaust air cleaning systems to combust the air effectively and operate optimally.

持续排放监测系统 (CEMS),如 MCS200HW MCS100FT,可同时测量废气中的多达 12 种污染物成分,并可靠地监测限值。气体分析系统 MERCEM300Z 可测量原始气体和洁净气体中的汞含量。粉尘测量装置 DUSTHUNTER 能够测定粉尘浓度,气体超声流量计FLOWSIC100 则用于测定流量。

测量值计算机 MEAC300 负责记录、存储、标准化、评估、显示和传输排放数据。

数字分析仪解决方案
流量测量装置
The condition data of the analyzers is visualized and interpreted in real time with the help of Condition Monitoring.
Condition Monitoring 用于实时显示和解释分析仪的状态数据。
The condition data of the analyzers is visualized and interpreted in real time with the help of Condition Monitoring.
Condition Monitoring 用于实时显示和解释分析仪的状态数据。

Condition Monitoring 用于实时显示和解释分析仪的状态数据。分析仪的每一个重要变化都会显示出来,还可根据需要在基于浏览器的仪表板中清晰呈现,并直接显示解决方案和建议措施。Monitoring Box 使垃圾焚烧发电站的运营商实现了数字化的预测性维护。这不仅提高了机器可用性和系统吞吐量,还降低了计划外维修成本。

 

CCUS 在垃圾处理中的应用

第一批碳捕获 (Carbon Capture) 试点工厂已经建成。热能利用厂中约 50% 的废料(生物废料)。通过捕捉和利用化石和生物废料中的二氧化碳,这些工厂可以实现二氧化碳负排放。SICK 的气体分析、粉尘浓度和流量测量系统可用于碳捕获、利用和存储。

 

生物源二氧化碳测量的重要性

欧洲碳排放交易体系(即 EU ETS)、英国环境署污染清单指南、德国 BEHG 和中国核证自愿减排量 (CCER) 等排放交易体系均已启用。各国法律都对化石碳和可再生碳进行了区分。

带碳捕获系统的垃圾焚烧处理厂将为二氧化碳负排放做出巨大贡献,这是因为异质原料中含有的生物成分。只有当剩余的温室气体排放(如农业活动产生的温室气体排放)被大量的二氧化碳负排放所抵消时,才能实现温室气体净零排放。因此,希望能以尽可能高的测量精度了解二氧化碳负排放。为了进一步利用捕获的二氧化碳,绿色份额对于生态和生物评估非常重要。

在一些欧洲城市,人均垃圾管理以化石源成分为基础。这也需要确定化石和生物二氧化碳的比例

因此,SICK 开始与 Genius5-Instruments GmbH 合作,在全球范围内销售生物源二氧化碳测量系统 PmCTrace 并为其提供服务,该系统将会成为垃圾焚烧发电站 CEMS 的组成部分。

 

来源

1https://eswet.eu/recovering-the-non-recyclable-the-integrated-resource-recovery-facility/

 

欢迎阅读我们脱碳主题系列的另一部分

脱碳:用于输送和加工应用的气体分析和流量测量

阅读关于脱碳系列主题文章的第二部分内容

矿业和金属制造业的脱碳方法

阅读关于脱碳系列主题文章的第五部分内容

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