Dan: 11. rujna 2023.

Amerika potiče razvoj ‘trajnijih materijala otpornih na koroziju’ za poboljšanje procesa pretvaranja otpada u energiju

U današnjem svijetu, sve više vlada i kompanija se okreće alternativnim izvorima energije, a jedan od najpopularnijih je Waste-to-Energy (WtE) tehnologija. Ova tehnologija koristi komunalni otpad kao gorivo za proizvodnju energije, što ne samo da smanjuje količinu otpada na odlagalištima, već i smanjuje potrebu za fosilnim gorivima.

Na temelju uspješnog zelenog gospodarstva Waste-to-Energy (WtE) viđenog u Skandinaviji i Japanu, vlade sada povećavaju svoja ulaganja u ovaj alternativni izvor energije. Kako bi podržala ovu povećanu potražnju, američka vlada identificirala je ‘nove materijale otporne na koroziju’ kao ključni preduvjet za osiguravanje što učinkovitijeg rada WtE postrojenja.

Vlade spremne ulagati u zelenu tehnologiju

Prema Izvješću američke Uprave za energetske informacije za 2020. , 2018. 50% krutog komunalnog otpada u Sjedinjenim Državama poslano je na odlagalište. Iako ovo jasno ima štetne implikacije za okoliš, to je također drastično rasipanje potencijalnih resursa.

Iako je iste godine SAD spalio 12% svog komunalnog komunalnog otpada za proizvodnju energije, ovaj broj je bliži u usporedbi s drugim zemljama kao što su Japan i Skandinavija (uključujući Dansku, Norvešku i Švedsku), koje su spalile 74% odnosno 53% svog komunalnog otpada. Ujedinjeno Kraljevstvo također ima prostora za napredak u svom zbrinjavanju komunalnog otpada, spalivši 38% iste godine.

S obzirom na goleme ekološke i ekonomske koristi koje WtE proces pruža, a što je doista i dokazano u drugim zemljama, vlade su sada spremne značajno ulagati u ovu zelenu tehnologiju.

Antikorozivni premazi i kompoziti za popravak ključna prednost za WtE tehnologiju

Kako bi poduprlo ovaj rast, u svom Izvješću o komunalnom krutom otpadu za 2019. Waste-to-Energy , Ministarstvo energetike SAD-a je reklo: ‘Postoji nekoliko mogućnosti istraživanja i razvoja za smanjenje operativnih troškova i povećanje prihoda u postojećim postrojenjima za spaljivanje…’. To uključuje razvoj ‘novih materijala otpornih na koroziju’.

U izvješću se dalje govori kako razvoj ovih vrsta rješenja za koroziju ‘…može smanjiti operativne troškove sustava spalionica smanjenjem učestalosti održavanja sustava.’

Ovi antikorozivni sustavi potrebni su ne samo za ‘Poboljšanje pretvorbe otpada u energiju u postojećim postrojenjima’, već također, s obzirom na sve veću potražnju za WtE lokacijama, za ‘razvoj tehnologija za objekte sljedeće generacije’.

Uzimajući u obzir mnoštvo prednosti koje WtE postrojenja mogu ponuditi, ‘materijali otporni na koroziju’ igraju temeljnu ulogu u WtE procesu. Stoga je imperativ da se traže materijali koji ne samo da štite ključnu WtE imovinu, već i značajno povećavaju učinkovitost WtE tehnologije dugoročno.  

Kako radi postrojenje za proizvodnju energije iz otpada?

U procesu spaljivanja WtE, kućni otpad bogat ugljikom se spaljuje, oslobađajući toplinsku energiju koja se koristi za zagrijavanje vode unutar bojlera koji zatim stvara paru pod visokim pritiskom. To zatim pokreće parnu turbinu koja pretvara energiju pare u električnu energiju, koja se zatim prenosi natrag u mrežu. Višak pare također se može odvesti cijevima i koristiti za grijanje lokalnih domova i poslovnih prostora.

WtE proces ima sedam ključnih faza:

1. Vozila za odvoz otpada prevoze otpad do WtE lokacija i skladište ga u velikim jamama.
2. Ogromna pandža na kranu grabi otpad i odlaže ga u komoru za spaljivanje.
3. Otpad (gorivo) izgara, pri čemu se oslobađa toplinska energija (toplina).
4. Voda unutar kotla se zagrijava, stvarajući paru.
5. Visokotlačna para okreće lopatice parne turbine povezane s generatorom, stvarajući tako električnu energiju (pretvarajući toplinsku u električnu energiju).
6. Sustav kontrole onečišćenja zraka uklanja zagađivače iz dimnog plina prije nego što se ispusti kroz dimnjak.
7. Pepeo od dna spalionice (IBA) i leteći pepeo skupljaju se nakon izgaranja kao preostali otpad.

Ključne prednosti stvaranja energije iz otpada

Prema Konfederaciji europskih postrojenja za proizvodnju energije iz otpada (CEWEP) , WtE postrojenja u Europi mogu opskrbiti 18 milijuna stanovnika električnom energijom i 15,2 milijuna stanovnika toplinom. To se temelji na 90 milijuna tona preostalog otpada iz kućanstava i sličnog otpada koji je 2015. obrađen u Europi.

Što se tiče kompenzacije emisije ugljika, CEWEP navodi da ovisno o gorivu koje se zamjenjuje (plin, nafta, kameni ugljen ili lignit) između 10 – 49 milijuna tona fosilnih goriva koja emitiraju 24 – 49 milijuna tona CO ₂ , ne bi trebalo koristiti konvencionalne elektrane. za proizvodnju te količine energije.

Na temelju uspjeha WtE postrojenja zabilježenih u Europi, izvješće No Time to Waste za 2020. koje je izradio britanski think-tank, Policy Connect, ističe sljedeće ključne prednosti koje bi se mogle postići ako UK poveća svoja ulaganja u WtE.

• Što se tiče dobrobiti za okoliš, u izvješću se navodi kako će samo 2030. godine, ako se 80% komunalnog komunalnog otpada pošalje u WtE, a ne na odlagalište, kako bi se Ujedinjenom Kraljevstvu omogućilo da izbjegne četiri milijuna tona emisije CO ₂ . Ova brojka odgovara istoj emisiji stvorenoj od preko devet milijuna barela nafte.
• Što se tiče proizvodnje energije, izvješće detaljno opisuje kako bi, ako 80% preostalog otpada ode u WtE do 2030., proizvelo dovoljno topline s niskim udjelom ugljika za podršku više od pola milijuna domova. Ovo je ekvivalent Birminghamu; ili Edinburgh i Glasgow zajedno; ili Liverpool i Manchester.
• Ocrtavajući financijske uštede ostvarene ulaganjem u WtE tehnologiju, izvješće utvrđuje kako Ujedinjeno Kraljevstvo trenutno troši 280 milijuna funti godišnje na slanje otpada koji se ‘ne može reciklirati’ u inozemstvo. Riječ je o novcu koji bi se inače mogao potrošiti na izgradnju domaće infrastrukture. Na primjer, s ovom količinom kapitala, 10 postrojenja za recikliranje plastike moglo bi se izgraditi u Ujedinjenom Kraljevstvu svake godine, što bi zauzvrat dovelo do značajnog porasta zelenih radnih mjesta dostupnih u Ujedinjenom Kraljevstvu.

U predgovoru izvješća, 13 međustranačkih političara reklo je:

‘Potreba za sigurnim i učinkovitim uklanjanjem našeg otpada nikad nije bila važnija. Dok Ujedinjeno Kraljevstvo pokreće naš pokret Build Back Better, ne smijemo više jednostavno zakopati ili izvoziti problem. Umjesto toga, trebali bismo, kao što bismo činili drugu europsku ekonomiju, tretirati preostali otpad kao vrijedan resurs za proizvodnju topline i energije s niskom emisijom ugljika, s fokusom na postizanje naših važnih ciljeva recikliranja i ulaganje u inovativnu tehnologiju recikliranja.’

predgovor

Kako smanjiti troškove i poboljšati učinkovitost tehnologije pretvaranja otpada u energiju

Od 1952. Belzona Polymerics razvija i usavršava svoju ponudu poliuretanskih i epoksidnih materijala za popravak i zaštitnih premaza otpornih na koroziju. S timovima za istraživanje i razvoj koji se nalaze u Ujedinjenom Kraljevstvu i SAD-u, odjeli imaju više od jednog stoljeća vrijedno kombinirano znanje u području polimerne tehnologije.

U smislu podrške rastućoj WtE infrastrukturi, ovo opsežno znanje i iskustvo su ključni. Osigurava da su formulacije za popravak i zaštitu savršeno usklađene s potrebama, što može biti, agresivnih i izazovnih radnih okruženja.

Belzona nudi asortiman kompozita za popravak ‘otpornih na koroziju’ i industrijskih zaštitnih premaza koji su posebno razvijeni za ‘smanjenje učestalosti održavanja sustava’ i poboljšanje učinkovitosti ključne WtE opreme.

Za površine pod utjecajme abrazije krutih čestica WtE procesa, Belzona serija 2000 poliuretanskih sustava može se primijeniti za popravak i zaštitu poderanih pokretnih traka.

Fleksibilni gumeni materijal za popravak, Belzona 2311 (SR Elastomer) , posebno je razvijen za hitne i trajne aplikacije gdje se traži visoka izdržljivost, elastičnost te visoka otpornost na abraziju i trganje.

Pužni transporteri se također mogu premazati proizvodima Belzona serije 1800 za zaštitu od abrazije koji su mnogostruko otporniji na dugotrajnu abraziju od originalne podloge.

Dizajniran za popravak i zaštitu opreme oštećene abrazijom sitnih čestica, Belzona 1812 (Ceramic Carbide FP) je epoksidni kompozitni materijal koji kombinira iznimno čvrste, tijesno zbijene keramičke agregate otporne na abraziju u polimernom vezivu.

Za faze toplinske obrade i konverzije, cijevi oštećene erozijom-korozivom mogu se popraviti s Belzona SuperWrap II. Projektiran kako bi pružio vrhunsku čvrstoću, otpornost na koroziju i kemikalije, ovaj sustav za omatanje cijevi i zakrpe cijevi alternativno je rješenje zamjeni oštećenih metalnih podloga.

Za premaze pumpi mogu se koristiti sustavi Belzona 1300 , kao što je Belzona 1341 (Supermetalglide) . Ova je tehnologija dizajnirana za povećanje učinkovitosti crpke korištenjem hidrofobne tehnologije za odbijanje procesnih tekućina i smanjenje turbulentnog protoka. Zabilježena su povećanja učinkovitosti do 7% na novoj opremi i do 20% na obnovljenoj opremi.

Za fazu osnovnog toka procesa, vijci peći za spaljivanje mogu se podmazati pomoću visokotemperaturnog maziva, Belzona 8211 (HP Anti-Seize) . Ovo je materijal za predmontažu metalnih komponenti izloženih visokim temperaturama. Sprječava zapinjanje, koroziju, udubljenje, nagrizanje i izobličenje navoja.

Za područja zadržavanja kemikalija kao što su spremnici kemikalija i obloge spremnika kemikalija mogu se specificirati Belzona 5892 i Belzona 1391T . Ovi sustavi pružaju izvrsnu zaštitu od erozije i korozije na povišenim temperaturama zajedno s otpornošću na širok raspon procesnih kemikalija, kao što je vapno koje se koristi u jedinicama za odsumporavanje dimnih plinova.

Transportne ploče vrućeg pepela na dnu spalionice mogu se zaštititi od povišenih temperatura sa sustavima serije Belzona 1300 kao što je Belzona 1391T . Ovaj epoksidni premaz punjen keramikom pruža otpornost na eroziju i koroziju visokotemperaturne opreme koja radi na 130°C.

Sustavi Belzona serije 5800 mogu se primijeniti za premazivanje cijevi i popravke izolacije cijevi. Belzona 5871 pruža toplinsku izolacijsku barijeru i zaštitu od korozije te je hladna na dodir.

Sustavi Belzona serije 1000 često se koriste za opće popravke komponenti izmjenjivača kao što su cijevni snop, površine prirubnica, vodene kutije i završni poklopci. Na primjer, kompozitni sustav popravka Belzona 1111 (Super Metal) pruža izvanrednu zaštitu u mnogim različitim uvjetima rada. 

Zaštita vanjskih dimnjaka od oštećenja uzrokovanih vremenskim uvjetima i kiselim pepelom izvodi se Belzona 5100 sustavima za oblaganje. Premaz Belzona 5111 (Caramic Cladding) dizajniran je za zaštitu metalnih i zidarskih površina od fizičkih, kemijskih i bakterijskih napada.

Kombinacija Belzona 2211 (MP Hi-Build Elastomer) i Belzona 3111 (Fleksibile Membrane) može se primijeniti za zaštitu spojeva na krovovima. Ovi su sustavi dokazano učinkovitiji u zaštiti krovova u dužem vremenskom razdoblju nego što se to može postići konvencionalnim postupcima zavarivanja.

Budući da se svi ovi sustavi mogu izvesti bez potrebe za vrućim radovima, to osigurava brzo, sigurno i učinkovito rješenje za popravak i zaštitu.

Polimerna tehnologija podržava prijelaz prema ekološki prihvatljivoj budućnosti sa smanjenim utjecajem emisije ugljika na okoliš

S obzirom na neposredni rast tehnologije proizvodnje energije iz otpada, ključno je da se primjenjuju odgovarajući “materijali otporni na koroziju”, uključujući kompozitne sustave za popravak i zaštitne premaze. Njihovom implementacijom na postojeća postrojenja i razvijajuće tehnologije u sektoru proizvodnje energije iz otpada moguće je djelovati na optimalnu trajnost opreme.

Ovime se podržava smanjenje emisija ugljika u skladu s ciljevima nulte neto emisije ugljika do 2050. godine utvrđenim u Pariškom sporazumu, kao i značajne ekonomske uštede diljem svijeta.