Efektivní systém waste-to-energy jako přispění k čístým technologiím

Efficient waste-to-energy system as a contribution to clean technologies

journal article - other

en

This paper deals with the problem of efficient energy utilization in the field of thermal processing of waste (waste-to-energy). An up-to-date incineration plant cannot be considered as only waste disposal facility. The waste combustion (incineration) processes are accompanied by release of large amount of energy, that shall be effectively utilized (e.g. steam production and its export to consumers, power generation, cogeneration). In addition to the main purpose of incineration, i.e. treating the specified amount of waste, waste-to-energy systems are able to some extent substitute conventional energy production plants fired by fossil fuel and thus to contribute to solving global environmental problems. For example, methodology presented in Reference Document on the Best Available Techniques for Waste Incineration (BREF) can be used for assessment of plant performance from the view of energy utilization. This approach is based on evaluation of criterion Plant Efficiency. An existing incineration plant has been evaluated and results are presented and discussed. In the future, it has been expected that evaluation like this will be obligatory for every plant. The arrival of more and more sweeping environmental limits represents a driving force for retrofit. At the same time maximum heat recovery and efficient energy utilization should be required. Influence of different operational modes (type of waste incinerated, combustion temperature, air-preheating etc.) and lay-out of heat recovery system (e.g. cogeneration) on plant performance has been investigated. A mathematical model based on combination of basic auxiliary operations and simple thermodynamic models of heat engines has been created with the aid of a specific computational tool. Its conception is based on both requirements and experience coming from industry. The most serious problem of effectively running incineration plants consists in economical utilization of energy produced. Examples of integration into existing energy systems are shown and discussed.

článek se zabývá problematikou efektivního využití energie v oblasti tepelného zpracování odpadu (waste-to-energy). Moderní spalovny nelze brát jen jako zařízení na likvidaci odpadu. Procesy spalování odpadu jsou doprovázeny uvolněním velkého množství energie, která by měla být efektivně využita (tj. výroba páry a její export k zákazníkům, výroba energie, kogenerace). Kromě likvidace odpadu jsou spalovny schopny do jisté míry nahradit konvenční zařízení využívající fosilní paliva a tím přispívat k řešení globálních problémů životního prostředí. Například metodika představená v příručce Best Available Techniques for Waste Incineration (BREF) může být použita pro posouzení výkonnosti zařízení z hlediska využití energií. Tento přístup je založen na vyhodnocení kritéria nazvaného Plant Efficiency. Podle tohoto kritéria byla vyhodnocena stávající spalovna a výsledky tohoto hodnocení jsou v článku uvedeny a rozebrány. V budoucnu se očekává, že takové hodnocení bude povinné pro každé zařízení. Přísnějších limity týkající se životního prostředí vyžadují dodatečnou montáž nových zařízení. Současně by také mělo být požadováno maximální využití tepla a efektivní využití energie. Dále byl posuzován vliv různých provozních režimů (typ spalovaného odpadu, teplota spalování, předehřev vzduchu, atd.) a návrh systému využití tepla (tj. kogenerace). S pomocí specifického výpočetního nástroje byl vytvořen matematický model založený na kombinaci základních pomocných operací a jednoduchých termodynamických modelech tepelných strojů. Jeho koncept je založen jak na požadavcích, tak na zkušenostech z praxe. Nejzávažnější problém efektivního provozu spaloven spočívá v ekonomickém využití vyráběné energie. Příklady integrace do stávajících energetických systémů jsou uvedeny a rozebrány.

This paper deals with the problem of efficient energy utilization in the field of thermal processing of waste (waste-to-energy). An up-to-date incineration plant cannot be considered as only waste disposal facility. The waste combustion (incineration) processes are accompanied by release of large amount of energy, that shall be effectively utilized (e.g. steam production and its export to consumers, power generation, cogeneration). In addition to the main purpose of incineration, i.e. treating the specified amount of waste, waste-to-energy systems are able to some extent substitute conventional energy production plants fired by fossil fuel and thus to contribute to solving global environmental problems. For example, methodology presented in Reference Document on the Best Available Techniques for Waste Incineration (BREF) can be used for assessment of plant performance from the view of energy utilization. This approach is based on evaluation of criterion Plant Efficiency. An existing incineration plant has been evaluated and results are presented and discussed. In the future, it has been expected that evaluation like this will be obligatory for every plant. The arrival of more and more sweeping environmental limits represents a driving force for retrofit. At the same time maximum heat recovery and efficient energy utilization should be required. Influence of different operational modes (type of waste incinerated, combustion temperature, air-preheating etc.) and lay-out of heat recovery system (e.g. cogeneration) on plant performance has been investigated. A mathematical model based on combination of basic auxiliary operations and simple thermodynamic models of heat engines has been created with the aid of a specific computational tool. Its conception is based on both requirements and experience coming from industry. The most serious problem of effectively running incineration plants consists in economical utilization of energy produced. Examples of integration into existing energy systems are shown and discussed.

Zpracování odpadu – Spalování odpadu – Rekuperace energie – Waste to energy

Waste processing – Incineration – Energy recovery – Waste to energy

2009

01.02.2009

1618-954X

Clean Technologies and Environmental Policy

11

1

19–29

11