¿Cómo convertir los residuos en tesoros y generar electricidad?
La basura son los desechos que el ser humano desecha en la producción y la vida. Con el desarrollo de la economía mundial y el rápido crecimiento de la población, los residuos industriales y domésticos están aumentando. En la actualidad, la cantidad total de basura generada cada año en el mundo alcanza los 45 mil millones de toneladas, lo que equivale a unas 8 toneladas per cápita. Entre ellos, la nueva basura anual del mundo supera los 654,38 billones de toneladas, con una tasa de crecimiento de 8 a 654,38 00. Estos abundantes recursos de basura se han convertido en otra nueva área desarrollada por la comunidad mundial de ciencia y tecnología.
Con la mejora de la conciencia de la gente sobre la protección del medio ambiente, el auge del movimiento ecologista y la escasez mundial de energía han mostrado una “tarjeta amarilla” de advertencia a la humanidad. El tratamiento científico y la utilización racional de los residuos urbanos se ha convertido. un tema de investigación al que los círculos científicos y tecnológicos actuales conceden gran importancia. Científicos de todo el mundo están buscando formas de lidiar con la basura urbana y desarrollar y utilizar diversas fuentes de energía nuevas. Han descubierto que la basura urbana abandonada es también una nueva fuente de energía con un gran valor de utilización.
Las investigaciones científicas muestran que la basura urbana contiene una gran cantidad de sustancias energéticas secundarias: combustibles orgánicos, y la proporción y el poder calorífico de los combustibles son bastante altos. Por ejemplo, las cenizas en los residuos sólidos municipales representan el 27%; los combustibles vegetales representan el 23,5%; los combustibles de papel representan el 84,4% y los combustibles plásticos representan el 88%; En conjunto, el calor de combustión de aproximadamente 2 toneladas de basura equivale al calor de combustión de 1 tonelada de carbón. Por lo tanto, los expertos en energía creen que la basura de una ciudad es como una "mina a cielo abierto" de baja calidad que puede explotarse indefinidamente. La forma más rentable de desarrollo y utilización es desarrollar la generación de energía procedente de residuos urbanos.
Como nueva industria energética, la utilización de energía procedente de residuos urbanos se ha desarrollado rápidamente en todo el mundo en los últimos años. En la actualidad, países industrializados como Estados Unidos, Japón, Francia, Reino Unido, Alemania, Países Bajos e Italia han incluido la generación de energía residual en la "agenda" nacional, invirtiendo mucho dinero y mano de obra y utilizando alta tecnología moderna. -tech significa desarrollar nuevas tecnologías para la generación de energía residual urbana a gran escala y comercializarla. Actualmente, hay más de 800 plantas de conversión de residuos en energía operativas en todo el mundo. En 1995, había 67 plantas de conversión de residuos en energía en Alemania; en los Estados Unidos había más de 170 plantas de conversión de residuos en energía, y Japón tiene actualmente 125 plantas de conversión de residuos en energía con una capacidad total de generación de energía de 450; megavatios. Para 2010, habrá más de 200 plantas de conversión de residuos en energía, con una capacidad total de generación de energía de 10 GW (10×109 GW). Más del 50% de los residuos del Reino Unido se utilizarán para generar electricidad. Por tanto, la generación de energía a partir de residuos urbanos, como nueva fuente de energía, tiene amplias perspectivas de desarrollo.
Actualmente, existen muchas formas de aprovechar los residuos municipales para generar electricidad. Una es utilizar los vertederos municipales de residuos sólidos para producir biogás para generar electricidad y, lo que es más importante, utilizar el calor residual de la combustión del incinerador para generar electricidad y luego utilizar la basura para producir combustible sólido que quemar directamente para generar electricidad.
En el pasado, la mayoría de los residuos urbanos se transportaban a zonas suburbanas para depositarlos en vertederos sellados. Con el desarrollo de la tecnología moderna de bioingeniería, se puede producir biogás utilizando nuevas tecnologías de ingeniería microbiana y bacterias anaeróbicas para la fermentación y la biodegradación. Cada tonelada de residuos domésticos puede producir 400 metros cúbicos de biogás. Luego, el biogás se utiliza para generar electricidad, que se inyecta a la red para su uso. Como resultado, surgió el "campo de biogás" de basura y las perspectivas de generación de energía del "campo de biogás" son prometedoras.
Se puede decir que el uso de "digestores de biogás" de basura para generar electricidad es un método de tratamiento de residuos municipales con tecnología madura, baja inversión, bajo costo, fácil uso y gestión, y favorecido por los países desarrollados. En 1991, los Países Bajos promulgaron un plan municipal de generación de energía con biogás residual e invirtieron más de 80 millones de dólares estadounidenses para construir varias plantas de energía a gran escala con biogás. El campo de biogás abandonado en Wedaste, en el norte de los Países Bajos, contiene 6.543.805 toneladas de residuos domésticos y puede producir 5.000 metros cúbicos de biogás por hora, que se pueden convertir en 4,5 megavatios de electricidad. Francia celebró en Metz la "Conferencia Europea sobre el Desarrollo de Residuos Fermentados" y propuso un plan para acelerar el uso de residuos para producir biogás para la generación de energía. En Vantaa se completó y puso en funcionamiento la primera central eléctrica de Finlandia con digestor de residuos para convertirlos en energía, y se han depositado en vertederos 6,543,8 millones de toneladas de residuos. En los próximos 654,38 00 años se podrán producir 30 millones de metros cúbicos de biogás para generar energía.
La capacidad actual de generación de energía de los digestores de residuos en el Reino Unido alcanza los 18 MW. El Departamento de Energía británico planea invertir otros 654,3805 millones de libras en el año 2000 para construir varias centrales eléctricas con digestores de residuos. La planta de energía digestor de basura en Illinois, EE.UU., tiene una superficie de 61 hectáreas, llena 18.000 toneladas de basura y genera 16.000 kilovatios de electricidad, lo que equivale a la generación de energía de 28.000 barriles de petróleo al año. Japón ha construido una planta de energía con un digestor de basura de 42.000 metros cuadrados en el condado de Ganye, con una capacidad de generación de energía anual de 1.1000 kilovatios hora.
El establecimiento de plantas incineradoras de residuos para quemar residuos está implantado desde hace tiempo en los países desarrollados. Sin embargo, durante el proceso de incineración, todavía es una cuestión reciente recuperar su energía térmica y utilizarla para la generación de energía, convirtiendo la incineración de residuos en energía.
Esto se debe al vertido de residuos municipales en vertederos, que ocupan una gran superficie y provocan contaminación. La incineración de residuos no sólo reduce el volumen y el peso restante de los residuos después de la incineración, sino que también ocupa un área pequeña. Al mismo tiempo, las sustancias nocivas se eliminan mediante la incineración y el sistema de purificación de gases de combustión puede prevenir la contaminación del aire después del tratamiento. Con el desarrollo de la tecnología moderna de energía térmica, el calor generado durante la incineración de residuos puede procesarse a través de un sistema de recuperación para promover turbinas generadoras para generar electricidad e integrarse a la red eléctrica para su uso. Por lo tanto, la generación de energía mediante incineración de residuos es una importante tendencia de desarrollo en los países desarrollados.
Además, muchos países también están convirtiendo activamente los residuos en combustible sólido o quemando directamente residuos industriales para generar electricidad. India ha construido una central eléctrica de combustible concentrado de residuos en Madrás, que puede procesar 60 toneladas de combustible residual por día y generar 5 megavatios de electricidad. El Reino Unido ha construido una planta de conversión de residuos en energía en Escocia que puede quemar 8 millones de neumáticos de desecho cada año y suministrar energía a 25.000 hogares. Japón ha construido una planta de energía térmica que utiliza residuos de plástico como combustible en la ciudad de Iwaki, prefectura de Fukushima. Procesa 200 toneladas de residuos de plástico por día y genera 25 billones de kilovatios de electricidad, suministrando energía a 10.000 hogares.
China también es muy rica en “recursos” de basura. El país produce más de 654,38 mil millones de toneladas de basura cada año, con una tasa de crecimiento anual de 654,38 00. La industria china de conversión de residuos en energía ya ha comenzado y el uso de residuos urbanos para generar electricidad también se ha incluido en la agenda de las principales ciudades. Muchas ciudades grandes y medianas han comenzado a utilizar residuos para generar electricidad.
Shenzhen tomó la iniciativa en el desarrollo de la generación de energía a partir de residuos en el país hace 10 años. Hay dos calderas de incineración de residuos de vapor saturado, que pueden incinerar 400 toneladas de residuos cada día y generar 3 MW de electricidad. Hangzhou introducirá equipos extranjeros y construirá una central eléctrica de "digestor de basura"; Zhuhai utilizará un incinerador de basura de diseño chino que procesará 500 toneladas de basura cada día.
Puntos de aprendizaje
Biodegradación
La biodegradación se refiere al fenómeno en el que los microorganismos convierten la materia orgánica en materia inorgánica simple. Los excrementos y cadáveres de diversos organismos de la naturaleza se transforman en sustancias inorgánicas simples mediante descomposición microbiana. Los microorganismos también pueden degradar compuestos orgánicos sintéticos. Por ejemplo, la aldrina se convierte en dieldrina mediante oxidación; mediante reducción, los pesticidas que contienen nitro se reducen a aminas; la escisión cíclica de grupos aromáticos también es una reacción común en la degradación microbiana.
La degradación microbiana permite ciclar los elementos de la vida y degradar diversas materias orgánicas complejas, manteniendo así un círculo virtuoso del ecosistema.