تغويز القمامة

أنواع تحويل النفايات إلى غاز

تحويل النفايات إلى غاز هو عملية تحويل النفايات الصلبة إلى غازات قابلة للاستخدام مثل الهيدروجين وأول أكسيد الكربون والميثان وغيرها. يتم تسخين النفايات في وجود كمية محدودة من الأكسجين. يتم تسخين النفايات عند درجة حرارة عالية جدًا في حجرة مغلقة. لا يتم إنتاج لهب خلال هذه العملية، والتي تُعرف باسم التحلل الحراري. يتم استخدام طرق متعددة لتحويل النفايات إلى غاز، وسيتم ذكر بعضها أدناه.

• التحويل المباشر إلى غاز:

  يُعرف التحويل المباشر إلى غاز أيضًا باسم التحويل باستخدام الهواء. في هذه الطريقة، يتم تحويل المواد العضوية إلى غازات اصطناعية أو غازات خليط عند تسخينها بالهواء. هذه الطريقة لتحويل النفايات إلى غاز شائعة جدًا في صناعات الكتلة الحيوية وتحويل النفايات إلى طاقة. يتكون غاز الخليط الناتج عن التحويل المباشر إلى غاز بشكل أساسي من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون. هذا التركيب يجعله مرشحًا مثاليًا لصناعات التصنيع الكيميائي ومرافق إنتاج الطاقة.

• التحويل غير المباشر إلى غاز:

  التحويل غير المباشر إلى غاز، المعروف أيضًا باسم التحويل باستخدام البخار، هو عكس التحويل المباشر إلى غاز. في التحويل غير المباشر إلى غاز، يُستخدم البخار لتحويل المواد الصلبة إلى غاز. قد يعتقد البعض أن كلا الطريقتين متشابهتان، لكنهما مختلفتان. تتم عملية التحويل غير المباشر إلى غاز في محول، يُعرف أيضًا باسم مُفاعل الفحم. في هذه العملية، يتم تحويل المادة الصلبة إلى غازات، ثم يتم إزالة المخلفات الصلبة المعروفة باسم الفحم. تتم العملية من خلال اختزال درجة حرارة عالية للمادة المدخلة. المنتج الثانوي للتحويل غير المباشر إلى غاز هو الفحم الذي يمكن استخدامه بشكل أكبر في تطبيقات مختلفة.

• التحويل إلى غاز باستخدام البلازما:

  في هذه الطريقة لتحويل النفايات إلى غاز، تكون كمية محدودة من الأكسجين موجودة عند تسخين النفايات عند درجات حرارة عالية جدًا بمساعدة أقواس البلازما. قوس البلازما هو منطقة موصلة كهربائيًا من الغاز المؤين التي تتولد عندما يمر تيار كهربائي عبر غاز. يُنظر إلى تحويل النفايات إلى غاز باستخدام البلازما كتكنولوجيا متقدمة لمعالجة النفايات. وهي قادرة على التعامل مع أي نوع تقريبًا من المواد المحتوية على الكربون. وهذا يشمل أيضًا مواد مثل النفايات الخطرة والطبية التي لا تستطيع طرق التحويل إلى غاز الأخرى التعامل معها.

• التحويل إلى غاز باستخدام الفراش المائع:

  يتم إنشاء فراش سائل عندما تُعرّض الجسيمات الصلبة لتدفق تصاعدي للسائل أو الغاز، مما يجعلها تتصرّف مثل السائل. تحدث عملية التحويل إلى غاز باستخدام الفراش المائع عندما تختلط جزيئات مادة الفراش الدقيقة مع النفايات الصلبة العضوية. ثم يتم تسخين النفايات وتحدث عملية التحويل إلى غاز. هذه الطريقة لتحويل النفايات إلى غاز مناسبة لمعالجة الكتلة الحيوية الليجنوسليلوزية.

مواصفات وصيانة محولات النفايات إلى غاز

مواصفات

• حجم المواد الخام

  عادةً ما يكون لدى محولات النفايات إلى غاز نطاق محدود لحجم المواد الخام. بشكل عام، ستكون المواد الخام ذات قطر 2 إلى 7 سم مناسبة. بالإضافة إلى ذلك، يكون طول المواد الخام عادةً أقل من 20 سم. يمكن لبعض الطرز قبول قطع أطول. قد تفضل محولات النفايات إلى غاز المواد الخام ذات الحجم الموحد لإنتاج الغاز بشكل متسق.

• درجة حرارة تشغيل محول النفايات إلى غاز

  بشكل عام، تقع درجة حرارة تشغيل محولات النفايات إلى غاز ضمن النطاقات التالية بناءً على الطرز والتطبيقات:

  • محول النفايات إلى غاز ذو تيار هبوطي: 700-1000 درجة مئوية
  • محول النفايات إلى غاز ذو تيار تصاعدي: 1000-1300 درجة مئوية
  • محول النفايات إلى غاز ذو فراش سائل: 500-800 درجة مئوية
  • محول النفايات إلى غاز باستخدام غربال جزيئي: 400-600 درجة مئوية
  • محول النفايات إلى غاز باستخدام التفاعل الكيميائي الدائري: 500-800 درجة مئوية

• ضغط محول النفايات إلى غاز

  يكون ضغط الغاز في محولات النفايات إلى غاز عادةً بين 1 و 10 كيلو باسكال. قد يختلف الضغط حسب تصميم محول النفايات إلى غاز والتطبيق.

• الإنتاجية

  غالبًا ما يتم تقييم إنتاجية محول النفايات إلى غاز بناءً على قدرته على المعالجة وعائد الغاز. بشكل عام، يمكن لمحول النفايات إلى غاز معالجة كمية معينة من المواد الخام في الساعة وإنتاج حجم محدد من الغاز.

صيانة

يمكن أن تضمن الصيانة المنتظمة تشغيل محول النفايات إلى غاز بشكل جيد. فيما يلي بعض نصائح صيانة محول النفايات إلى غاز:

• التنظيف: قم بتنظيف الأسطح الخارجية لمحول النفايات إلى غاز بانتظام وإزالة أي غبار أو أتربة أو حطام متراكم. نظّف المكونات الداخلية، مثل الفلاتر والفوهات، لضمان عدم انسداد تدفق الغاز.
• التزييت: تحقق من نظام التزييت لمحول النفايات إلى غاز بانتظام وتأكد من أن المكونات مزيّتة بشكل كافٍ. قد يتم إضافة زيت التشحيم أو الشحوم حسب الحاجة لتقليل الاحتكاك والتآكل بين الأجزاء المتحركة.
• قطع الغيار: فحص أجزاء محول النفايات إلى غاز بانتظام، بما في ذلك الشفرات والشاشات وأحزمة نقل المواد، إلخ. حدد الأجزاء التالفة أو البالية واستبدلها على الفور للحفاظ على كفاءة تشغيل محول النفايات إلى غاز.
• النظام الكهربائي: تحقق من النظام الكهربائي لمحول النفايات إلى غاز، بما في ذلك الدوائر والموصلات والمفاتيح. تأكد من عدم وجود اتصالات فضفاضة أو تآكل وإصلاح المكونات المعطلة.
• التفتيش: فحص محول النفايات إلى غاز بأكمله بشكل دوري والتحقق من وجود مشكلات محتملة، بما في ذلك تسرب الغاز وتسرب المياه والأصوات غير الطبيعية. يجب إصلاح تسرب الغاز وتسرب المياه على الفور. إصلاح الأصوات غير الطبيعية على الفور أيضًا. بالإضافة إلى ذلك، تحقق مما إذا كان محول النفايات إلى غاز يعمل بما يتماشى مع المواصفات وقم بإجراء التعديلات اللازمة إذا لزم الأمر.

سيناريوهات تحويل النفايات إلى غاز

تحتاج بعض الصناعات إلى محولات النفايات إلى غاز لإدارة تدفقات النفايات الخاصة بها بكفاءة. فيما يلي تطبيقات محتملة وسيناريوهات استخدام آلات تحويل النفايات إلى غاز:

• إدارة النفايات الصلبة البلدية:

  يمكن للمدن والحكومات المحلية استخدام محطات تحويل النفايات إلى غاز لإدارة النفايات الصلبة الخاصة بها، وتقليل النفايات، وإنتاج طاقة مفيدة. يمكن للنظام التعامل مع أنواع مختلفة من النفايات البلدية، مثل المواد العضوية والبلاستيك والورق ومواد التغليف. أثناء إدارة النفايات بكفاءة، تقلل محولات النفايات إلى غاز أيضًا من الملوثات البيئية الناتجة عن محارق النفايات التقليدية.

• معالجة النفايات الصناعية:

  تنتج العديد من الصناعات مثل الصناعات التحويلية ومعالجة الأغذية والكيميائية حجمًا كبيرًا من النفايات الصلبة كل يوم. توفر محولات النفايات إلى غاز لهذه الصناعات طريقة فعالة لمعالجة نفاياتها الصلبة. في الوقت نفسه، تقوم أيضًا بتحويل النفايات إلى طاقة قيمة. يمكن استخدام الطاقة في العمليات الصناعية أو تصنيعها بشكل أكبر إلى طاقة كهربائية.

• حلول النفايات في الضيافة وخدمات الطعام:

  تنتج الفنادق والمطاعم وشركات تقديم الطعام كمية كبيرة من النفايات الغذائية والتغليفية. يمكن لمحولات النفايات إلى غاز تحويل هذه النفايات إلى طاقة نظيفة في الموقع، مما يقلل من التأثير البيئي للتخلص من النفايات.

• معالجة نفايات البناء والهدم:

  يمكن لمحولات النفايات إلى غاز التعامل مع نفايات البناء مثل الخشب والبلاستيك والمواد المركبة. هذا يقلل من استخدام المواد في صناعة البناء والتأثير البيئي ويسمح بتطوير المناطق الحضرية بشكل أكثر استدامة.

• إدارة نفايات الزراعة:

  يمكن لمشغلي المعدات الزراعية أو الزراعية أيضًا استخدام أنظمة تحويل النفايات إلى غاز للتعامل مع نفاياتهم الزراعية، مثل مخلفات المحاصيل وروث الماشية ومواد التغليف. يمكن للمزارعين تقليل النفايات الزراعية والبصمة الكربونية من خلال تحويل هذه النفايات الزراعية إلى طاقة من خلال تحويل النفايات إلى غاز. علاوة على ذلك، يمكن استخدام الطاقة المنتجة في الموقع للري أو التدفئة في المزرعة، مما يحسن استدامة المزرعة.

كيفية اختيار تحويل النفايات إلى غاز

عند اختيار محول نفايات إلى غاز، يجب على المشترين مراعاة العوامل الموضحة أدناه.

• توصيف المواد الخام

  يشير توصيف المواد الخام إلى التركيبات الفيزيائية والكيميائية للمواد النفايات. وهذا يشمل الخصائص الكيميائية مثل محتوى الرطوبة ومحتوى الرماد. يجب على المشترين التفكير في تدفقات النفايات المحلية واختيار محولات النفايات إلى غاز التي تتناسب مع خصائص النفايات الخاصة بهم. على سبيل المثال، قد تختار المناطق الحضرية ذات المحتوى العضوي العالي محولات النفايات إلى غاز التي تحول المواد العضوية بشكل فعال إلى غاز.

• نضج التكنولوجيا وسجل التتبع المؤكد

  توجد العديد من تقنيات تحويل النفايات إلى غاز. بعضها متطور بشكل جيد ومستخدم على نطاق واسع، بينما لا تزال بعضها تجريبية. يجب على المشترين اختيار محولات النفايات إلى غاز ذات سجل تتبع مثبت. يجب عليهم أيضًا مراعاة الأنظمة التي كانت قيد الاستخدام لسنوات عديدة. توفر هذه الأنظمة أداءً موثوقًا به ودعمًا تقنيًا جيدًا.

• القابلية للتوسع والمرونة

  يجب على المشترين اختيار محولات النفايات إلى غاز لديها إمكانية للتوسع في المستقبل. ستسمح هذه محولات النفايات إلى غاز لهم بزيادة قدرة المعالجة مع نمو أحجام النفايات. علاوة على ذلك، يجب أن تتناسب محولات النفايات إلى غاز المختارة مع أنواع مختلفة من المواد الخام. سيسمح ذلك للمشترين باستخدام تدفقات النفايات المستقبلية مع تحسن التكنولوجيا.

• إمكانات التكامل

  يجب على المشترين التجاريين محولات النفايات إلى غاز التي يمكن دمجها بسلاسة مع أنظمة إدارة النفايات الأخرى. وهذا يشمل مرافق استعادة المواد ومحطات الهضم اللاهوائي. سيؤدي التكامل السلس إلى نهج شامل لإدارة النفايات مع تعظيم استعادة الموارد.

• انبعاثات الهواء

  بالإضافة إلى تقليل النفايات، يجب على محولات النفايات إلى غاز تقليل الانبعاثات الضارة. يجب على المشترين البحث عن محولات النفايات إلى غاز ذات أنظمة فعالة لتنظيف الغاز وتنظيفه. أيضًا، يجب أن تحتوي محولات النفايات إلى غاز على تحكم متقدم في انبعاثات الهواء لضمان الامتثال للوائح الصارمة. الأهم من ذلك، يجب أن تحمي الأنظمة صحة الإنسان والبيئة.

أسئلة وأجوبة حول تحويل النفايات إلى غاز

س1: ما الفرق بين الاحتراق وتحويل النفايات إلى غاز؟

ج1: الفرق الأساسي بين تحويل النفايات إلى غاز والاحتراق هو كيفية تحويلهما للنفايات إلى طاقة. يتم التحكم في تحويل النفايات إلى غاز من خلال تفكيك النفايات عند درجات حرارة عالية في غياب الأكسجين، بينما يحترق الاحتراق النفايات في وجود الأكسجين. هناك فرق آخر هو أن تحويل النفايات إلى غاز ينتج منتجات ثانوية مثل غاز الخليط، بينما ينتج الاحتراق ببساطة رمادًا.

س2: ما نوع النفايات التي يمكن استخدامها في تحويل النفايات إلى غاز؟

ج2: عادةً ما تشير النفايات الصلبة البلدية إلى النفايات العضوية، مثل نفايات الماشية وقش المزارع ومواد الخشب المهدرة. يمكن لبعض مصانع تحويل النفايات إلى غاز المتقدمة أيضًا التعامل مع النفايات الخطرة، مثل النفايات الطبية، التي تحتوي على البلاستيك والمواد الكيميائية.

س3: ما هي الاتجاهات في سوق تحويل النفايات إلى غاز؟

ج3: يركز الاتجاه الأخير على التقنيات التي تحول النفايات إلى قيمة، ويتناسب تحويل النفايات إلى غاز بشكل جيد مع هذا الاتجاه.

س4: هل تحويل النفايات إلى غاز شكل من أشكال إعادة التدوير؟

ج4: على عكس إعادة التدوير، التي تركز على جمع ومعالجة المواد لإعادة استخدامها في شكلها الأصلي، فإن تحويل النفايات إلى غاز هو التحويل الحراري للنفايات إلى طاقة. ومع ذلك، فإن كلاهما يشترك في هدف مماثل - تقليل استخدام مدافن النفايات.

س5: ما هي بعض التطورات في تقنية تحويل النفايات إلى غاز؟

ج5: تشمل بعض التطورات الأساسية تحسين مرونة المواد الخام، وتحسين استعادة الطاقة، وتكامل تقنيات ما قبل المعالجة وما بعد المعالجة.