Политика конфиденциальности

Твердое топливо — обзор

14.2 Характеристика первичного топлива

В общем, топлива можно охарактеризовать по их агрегатному состоянию, как твердое, жидкое и газообразное. Примеры приведены ниже:

Твердое топливо

•

Уголь.

•

Бурый уголь / лигнит.

•

Древесина (биомасса).

•

Бытовые отходы / осадки сточных вод.

Газообразное топливо

•

Природный газ / сжиженный природный газ (СПГ).

•

Сжиженный углеводородный газ (СУГ).

•

Природные газы с низким LHV.

•

Синтез-газ.

•

Водород.

•

Доменный газ / газ Corex / коксовый газ.

Жидкое топливо

•

Дизель / мазут.

•

Судовое дизельное топливо / мазут.

•

Нефть сырая.

•

Нафта и конденсаты.

Твердое топливо содержит значительные количества золообразующих веществ, что, как следствие, приводит к неблагоприятным условиям окружающей среды для частей тракта горячего газа газовой турбины. До сих пор это запрещало прямое использование этих видов топлива в коммерческих газотурбинных двигателях, хотя низкая удельная стоимость, доступность во многих странах и сравнительно большие мировые ресурсы твердого топлива были бы привлекательной причиной для их применения.Однако для того, чтобы использовать такие виды топлива в газовых турбинах, их необходимо обработать газификацией или преобразованием в жидкое топливо и очистить неочищенный газ перед использованием. Преобразование этого топлива в чистое газообразное топливо даст возможность использовать это более дешевое и низкое качество топлива в высокоэффективной технологии комбинированного цикла. Однако процесс преобразования снижает эффективность и значительно увеличивает требуемые инвестиции. Наконец, общая конфигурация установки должна конкурировать с традиционной технологией котлов для твердого топлива.

Стандартным топливом для стационарных газовых турбин является природный газ, основным компонентом которого является метан и который, следовательно, ведет себя очень похоже на метан. Поскольку высококачественный природный газ доступен не во всех регионах, а есть только газы более низкого качества со значительным количеством инертных компонентов, такие природные газы с низкой теплотворной способностью являются интересной альтернативой. Для природного газа с более низкой теплотворной способностью необходимо учитывать потребность в большем массовом расходе топлива, а также пониженную химическую реактивность.

Кроме того, большое количество отдельных газов, связанных с промышленными процессами, является потенциальным топливом для стационарных газовых турбин (например, доменный газ (BFG), коксовый газ (COG), газ Corex и синтез-газ). Эти виды топлива характеризуются низким содержанием или отсутствием метана, в то время как основными источниками химической энергии, хранящейся в топливе, являются водород и окись углерода. Кроме того, они содержат определенную долю инертных газов (в основном азота и углекислого газа) и обычно характеризуются более низкой теплотворной способностью по сравнению со стандартным природным газом.Следовательно, эти газы ведут себя значительно иначе, чем природный газ. Для применения этих газов в стационарных газовых турбинах необходимо учитывать требуемые большие массовые расходы топлива, а также различную химическую реактивность по сравнению с природным газом. В конечном итоге это приводит к определенным настройкам газовых турбин в дополнение к приложениям со стандартным природным газом.

Жидкое топливо, по сравнению с газообразным топливом (за исключением сжиженного СПГ и СНГ), обеспечивает возможность относительно простого хранения на месте, что обеспечивает независимость от постоянных поставок.Хотя для применения в авиационных двигателях это является обязательным требованием, во многих случаях для стационарных газовых турбин жидкое топливо используется только в качестве резервного или вторичного топлива. Это позволяет работать независимо от подачи основного (газообразного) топлива, имея в виду, что типичные удельные затраты на высококачественное жидкое топливо (дизельное топливо) выше, чем на природный газ. Жидкое топливо можно применять непосредственно или после внешнего испарения. Прямое использование и распыление / испарение внутри камеры сгорания — это признанная технология.Тяжелая нефть требует нагревания для достижения соответствующей вязкости и способности к распылению, и следует соблюдать осторожность в отношении обычно содержащихся микроэлементов (особенно ванадия). Жидкие топлива с низкой температурой вспышки, такие как бензин, керосин, нафта или конденсаты, требуют особой осторожности вдоль топливопровода с точки зрения герметичности и защиты от взрыва и пожара.

Сжигание твердого топлива — обзор

Химический состав

Сжигание твердого топлива включает сушку, выделение и сжигание летучих, а также твердофазное сжигание.При сжигании биоугля будут образовываться относительно крупные частицы (от микрометров до миллиметров), которые будут образовывать зольный остаток и летучую золу (приблизительно от 1 до 200 мкм). Их образование сильно коррелирует с исходной зольностью биомассы, а точнее с количеством огнеупорного материала, то есть материалов, которые не плавятся при температуре печи, например оксидов кремния, кальция или магния.

В то же время сжигание нелетучих веществ приведет к постепенному испарению таких элементов, как натрий, калий, сера и хлор; эти элементы будут образовывать путем зародышеобразования и конденсации мелкие частицы сульфатов (от 1 нм до 1 мкм) и хлорид калия (или натрия), такие как KCl, K ₂ SO ₄ или NaCl.Эти элементы также могут конденсироваться или адсорбироваться на поверхности других частиц. Другие второстепенные элементы, присутствующие в биомассе в более низких концентрациях, также могут испаряться и следовать аналогичному поведению, таким образом участвуя в составе мельчайших частиц. Так обстоит дело с кадмием, свинцом и цинком, причем последний обычно является наиболее распространенным (Sippula et al., 2009).

Мелкие и ультратонкие частицы обычно более богаты следующими элементами: калием, натрием, серой, хлором, цинком и свинцом (Obernberger et al., 2006), которые могут быть использованы при образовании: K ₂ SO ₄ , KCl, (KCl) ₂ , K ₂ CO ₃ , Na ₂ SO ₄ , NaCl, (NaCl) ₂ , ZnO, ZnCl ₂ , PbO и PbCl ₂ (Jöller et al., 2007). Зола и мелкие частицы обычно классифицируются по соотношению основных элементов (алюминий, кальций, железо, калий, магний, натрий, фосфор, кремний и титан), второстепенных элементов (мышьяк, барий, кадмий, кобальт, хром, медь, ртуть, марганец, молибден, никель, свинец, сурьма, таллий, ванадий и цинк), а также содержание серы, хлора и кислорода (Baxter et al., 1998).

Химический состав топлива (в основном углерод, водород, кислород, азот, сера и хлор) влияет на механизм образования частиц. Сера и хлор будут производить сульфатные и хлорированные соли в виде твердых частиц по такому же механизму, что и для калия. Твердые частицы также могут образовываться при взаимодействии кислых газов (SO _x и HCl) с основными газами, такими как аммиак (NH ₃ ). В зависимости от температуры могут возникать более сложные механизмы, такие как зародышеобразование хлорида (KCl) на сульфатах (K ₂ SO ₄ ) (Christensen et al., 1998; Хименес и Баллестер, 2005, 2007). Механизмы образования частиц более широко изучены для угля; для сравнения, биомасса богаче калием, кремнием и кальцием и содержит меньше алюминия, железа и титана, что в некоторых случаях приводит к образованию различных типов частиц (Demirbas, 2004).

Сгорание летучих веществ, выделяемых на ранней стадии пиролиза топлива, также приведет к образованию мелких частиц (PM _0,1 до PM _2,5 ) за счет выделения ароматических органических соединений (ЛОС) в полициклические ароматические углеводороды и сажа.Эти явления, происходящие в пламени, сильно зависят от параметров горения.

Границы | Уплотнение биомассы и смесей пластиковых отходов в качестве твердого топлива: опасности, преимущества и перспективы

Введение

Каскадное использование биомассы для достижения биоэкономики замкнутого цикла рассматривается как устойчивое решение для экологически безопасного мира (Патерманн и Агилар, 2018). Производство биоэнергии и биотоплива для замены ископаемого топлива широко рассматривается как вариант каскадного биоочистки (Gelfand et al., 2013; Guo et al., 2015; Bose et al., 2020; Динг и др., 2020). По сравнению с традиционными видами топлива, такими как уголь, природный газ и нефть, топливо из биомассы является экологически нейтральной и устойчивой альтернативой, которая имеет контролируемые выбросы загрязняющих веществ (Gao and Wu, 2011; Van Loo and Koppejan, 2012; Gao et al., 2017). Однако низкая плотность (например, ~ 0,6 кг / л для древесины), высокое влагопоглощение и сравнительно низкая теплотворная способность биомассы (высшая теплотворная способность 15,9–20,3 МДж / кг) ограничивают транспортировку, преобразование и сжигание биомассы. как твердое топливо (Friedl et al., 2005). Для увеличения как объемной плотности, так и плотности энергии биомассы требуется уплотнение, такое как брикетирование и гранулирование (Mostafa et al., 2019). Предыдущие исследования брикетирования биомассы повысили плотность уплотненной биомассы до> 1,1 кг / л за счет оптимизации давления уплотнения, температуры и содержания влаги (Li et al., 2015; Wongsiriamnuay and Tippayawong, 2015; Kudo et al., 2019).

Для транспортировки, хранения и использования уплотненной биомассы в качестве топлива решающее значение имеют устойчивость брикетов или гранул биомассы к механическим повреждениям и долговечность в условиях влажного хранения.Связующие, такие как бентонит, крахмал, глицерин и лигнин, были рекомендованы для повышения долговечности уплотненной биомассы (Kaliyan and Morey, 2010; Yahaya and Ibrahim, 2012; Sakkampang and Wongwuttanasatian, 2014). Однако использование этих связующих не показывает значительного улучшения удельной энергии брикетов или гранул биомассы из-за низкой теплотворной способности этих материалов. Таким образом, предлагается использовать связующие с более высокой теплотворной способностью.

Пластмассы являются одними из основных твердых отходов, которые необходимо обрабатывать должным образом как для управления отходами, чтобы уменьшить их воздействие на окружающую среду, так и для повышения ценности отходов с высоким содержанием органических веществ (Subramanian, 2000).Существуют различные химические формы пластиковых отходов (например, ПЭ, ПП, ПВХ, ПА, ПС и ПЭТ) с различными физико-химическими свойствами и составами (Таблица S1). Учитывая превосходную теплотворную способность некоторых пластиковых отходов (например, 41,80 и 30,90 МДж / кг для полиэтилена и полипропилена, соответственно, по сравнению с ~ 20–21 МДж / кг для полубитуминозного энергетического угля ~ 28 МДж / кг для битуминозного угля и 19,2 МДж / кг для битуминозного угля и 19,2 МДж / кг для полубитуминозного энергетического угля) МДж / кг для сухой древесины хвойных пород в печи) (Eng et al., 2008) сжигание пластмасс рассматривается как многообещающий способ частичной замены использования ископаемого топлива; в то время как вывоз пластмасс на свалки влечет за собой безвозвратные потери ценного сырья и энергии.Кроме того, превосходная текучесть, прочность на разрыв и гидрофобность пластмасс позволяют предположить, что они являются идеальными связующими для уплотнения биомассы и угля (Shenoy et al., 1983; Chang et al., 2012; Chen et al., 2018). Совместное уплотнение биомассы и пластиковых отходов можно рассматривать как шаг ближе к биоэкономике замкнутого цикла, которая может обеспечить сокращение выбросов парниковых газов более чем на 80% (при условии, что 90% древесины и 10% пластика) по сравнению с использованием угля ( Эрикссон и Финнведен, 2009). Между тем сжигание пластиковых отходов в качестве топлива также может привести к быстрой деградации этих небиоразлагаемых полимеров, а не к разложению в окружающей среде с длительным загрязнением (Chamas et al., 2020).

Однако «опасное для жизни» загрязнение, связанное со сжиганием пластиковых отходов, широко рассматривается как проблема, поэтому сжигание пластика подвергается критике во многих областях. Этот мини-обзор: во-первых, кратко описывает загрязняющие вещества, образующиеся при производстве пластмасс. сжигание и соответствующие методы, используемые для борьбы с загрязнением; во-вторых, подчеркивается, что смеси уплотненной биомассы и пластика являются устойчивым твердым топливом на основе его преимуществ; и, в-третьих, предлагает некоторые перспективы будущей работы.

Загрязнение от сжигания пластмасс и отходов, содержащих пластики

Основные загрязнители и опасности, связанные с ними

Для поиска наилучшего использования пластиковых отходов использовались разные методы. Прямое сжигание пластмасс с высокой теплотворной способностью (ПП, ПЭ, ПС) или твердых отходов, содержащих пластмассы, широко изучается как эффективный подход к обращению с пластиковыми отходами (Василевски и Сиудыга, 2013). Однако при сгорании пластика образуется множество загрязняющих веществ, включая газы, твердые частицы (или частицы в воздухе) и твердые остатки (зола).Подробный химический состав этих загрязнителей коррелирует с различными факторами, включая состав пластмасс и условия горения (например, температуру, поток воздуха и время). В целом следующие загрязнители, показанные на Рисунке 1, были идентифицированы на основе репрезентативных исследований, перечисленных в Таблице S2.

Рисунок 1 . Основные загрязнители образуются при сжигании пластиковых отходов. Химические вещества и сокращения: ПХДД, полихолорированные дибензо-п-диоксины; ПХДФ, дибензофураны; ПАУ, полициклические ароматические углеводороды; ПХФ, пентахлорфенолы; ПХД, полихлорбензолы; ГБЦД, гексабромциклодедеканы; ПБДЭ, полибромированные дифениловые эфиры.

Газы

Кислые газы являются одними из основных газообразных загрязнителей, образующихся при сжигании различного сырья, включая уголь, бензин, а также пластмассы. Ранее сообщалось, что основные кислые газы, включая HCl, SO ₂ и даже HF или HCN, являются загрязнителями, образующимися при сжигании пластика (Werther, 2007). Другие газообразные загрязнители, такие как NO _x (т.е. NO, NO ₂ ) и CO, также могут образовываться в зависимости от условий горения (Takasuga et al., 2003; Вертер, 2007). Кислые газы, образующиеся при сгорании, вызывают кислотные дожди, которые вызывают серьезные последствия для почвы, растений, зданий, животных и людей. Газы NO _x и CO ядовиты для людей и животных, эти химические вещества также являются парниковыми газами и служат катализаторами разложения озона при переходе в озоновый слой (De Nevers, 2010).

Твердые частицы

При сгорании пластмасс (или любых органических веществ) также образуются твердые частицы различного химического состава и размеров.Твердые частицы, особенно PM2,5 и PM10, могут напрямую попадать в легкие людей и животных и вызывать проблемы с дыханием (Xing et al., 2016). Эмиссия частиц также вызывает другие сложные проблемы, такие как снижение видимости и прекращение парникового эффекта (De Nevers, 2010; Feng et al., 2018). Более того, твердые частицы, загрязненные токсичными химическими веществами, образующимися при сгорании пластика, могут вызывать дополнительные опасения.

Токсины

Образование различных токсинов (Таблица S2) при сгорании пластмасс является одной из основных причин того, что сжигание пластмасс запрещено во многих областях.Эти химические вещества устойчивы, токсичны и не поддаются биологическому разложению (Yasuhara et al., 2005). Многие опасности связаны с токсинами, образующимися при горении пластмасс. Например, летучие вещества от горения полистирола (ПС) вредны для центральной нервной системы. Сжигание PS на открытом воздухе приводит к серьезным рискам для здоровья, таким как сердечные заболевания, обостряет респираторные заболевания, такие как астма и эмфизема, и вызывает сыпь, тошноту или головные боли, повреждает нервную систему, почки или печень, а также репродуктивную систему и систему развития.Диоксины оседают на сельскохозяйственных культурах и в наших водных путях, где они в конечном итоге попадают в нашу пищевую цепочку и попадают в организм человека. Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и полихлорированные дибензофураны (ПХДФ) также являются распространенными токсинами, образующимися при сгорании пластика. Эти химические вещества могут попасть в организм человека через пищевую цепь или при вдыхании, вызывая различные заболевания (Valavanidis et al., 2008; Verma et al., 2016).

Кроме того, из-за широкого использования металлосодержащих добавок при производстве пластмассовых изделий также существует риск образования загрязнителей металлов (Dimitrakakis et al., 2009). Металлические загрязнители в виде твердых частиц или летучей золы (например, Cd, Pb и Cu), газов (например, Hg) и твердых остатков (зола и клинкер) также образуются при сжигании пластиковых отходов (Dimitrakakis et al., 2009 г.). Эти металлы в основном существуют в твердом остатке в виде водорастворимых солей (~ 40%), которые не могут быть отправлены на прямую утилизацию (Forsgren, 2019) на свалках, поскольку выщелачивание этих солей загрязняет подземные воды. Требуется монозаполнение и раздельное управление золой, образующейся при сжигании твердых бытовых отходов (ТБО) (Forsgren, 2019).Опасности этих металлов и соответствующих солей коррелируют с конкретным химическим составом. Например, тяжелые металлы, присутствующие в отходах, могут улетучиваться в процессе сгорания, а затем конденсироваться в процессах охлаждения дымовых газов с образованием субмикронных металлических частиц размером от 0,5 до 10 нм. При вдыхании эти металлические частицы могут вызвать серьезные респираторные проблемы (Chen and Yang, 1998).

Методы, применяемые для контроля за загрязнителями при сжигании пластмасс и отходов, содержащих пластики

При сгорании пластмасс образуются загрязняющие вещества по-разному, но есть также возможности для их сжигания в условиях, когда загрязнение незначительно.Существуют правила выбросов, которые относятся к стандартам качества воздуха в различных странах и регионах. Пересмотренные Национальные экологические стандарты качества воздуха (2004 г.) Новой Зеландии содержат подробную информацию о нормах выбросов твердых частиц, газов и летучих органических углеродов (ЛОС). Более подробные лимиты выбросов токсинов могут относиться к стандартам выбросов отработанных газов ЕС, где перечислены подробные химические вещества, включая металлы, газы и токсины (Werther, 2007; Broadbent et al., 2010). В целом, воздействие горения пластика на окружающую среду и здоровье людей не следует преувеличивать, учитывая, что выбросы в результате процесса можно контролировать до уровней ниже установленных в экологических стандартах.

Некоторые методы контроля выбросов при сжигании пластика описаны в таблице S3. Как показано, можно контролировать выбросы загрязняющих веществ при сжигании пластика с помощью соответствующих методов контроля. Методы осаждения, включая гравитационное осаждение, фильтрацию, циклон, электростатические осадители (ESP) и фильтры / рукавные фильтры, выделены как методы подавления выбросов твердых частиц, поскольку эти методы широко используются и подходят для выбросов, производимых от сжигания (MacKenna and Turner, 1989; De Nevers , 2010).Поглощение пористыми материалами широко используется в промышленности для контроля диоксинов из источников с высокими потоками газа (Andersson and Lindgren, 2006; Liu et al., 2014). Каталитическое сжигание рекомендуется для минимизации выбросов различных органических токсинов, поскольку эти химические вещества ядовиты, и большинство из них имеют устойчивую структуру и не могут разлагаться в умеренных условиях. Поэтому было бы лучше исключить или минимизировать их образование в процессе горения (Zhao, Wang, 2018). Сжигание на месте при температурах на месте с высокой эффективностью желательно и может быть достигнуто с использованием соответствующих катализаторов (Wang and Zhao, 2016). Более того, газообразные загрязнители, такие как кислоты SO ₂ и NO _x , можно контролировать с помощью методов водного / химического улавливания, поскольку эти газы хорошо растворимы и могут легко улавливаться с помощью химических реакций в умеренных условиях (Ghosh-Dastidar et al. , 1996; Gunter et al., 2000; Vosteen et al., 2005). Кроме того, биологические методы, такие как биофильтры, компостирование и анаэробное сбраживание, также способны контролировать различные газообразные загрязнители (ЛОС) и / или органические соединения в водных фазах (Verma et al., 2006; Hough et al., 2010; Гопинатх и др., 2018; Wu et al., 2018). Тяжелые металлы, обычно присутствующие в остатках в виде водорастворимых солей, могут быть переработаны путем химического осаждения (Forsgren, 2019).

Благодаря использованию соответствующих технологий сжигания, проекты по сжиганию муниципальных отходов (содержащих пластмассы) в качестве топлива получили широкое распространение в европейских странах, и в городах, таких как Вена (мусоросжигательный завод Шпиттелау), Мюнхен, расположено множество заводов. (Завод WtE Северный Мюнхен), Берлин, Большой Копенгаген, Цюрих, Амстердам (электростанция на отходах), Брешия (завод Bresica WtE), Барселона (завод Tersa WtE) и Майорка (завод Son Reus WtE) (Chaliki et al., 2014).

Преимущества смесей биомассы и пластика в качестве топлива

При сжигании пластиковых отходов образуются различные загрязняющие вещества, и эти загрязняющие вещества можно контролировать с помощью соответствующих методов, как описано выше. Таким образом, сжигание биомассы / пластмасс с большей частью биомассы вряд ли вызовет больше загрязняющих веществ, чем единичное сжигание пластмасс. В предыдущих исследованиях изучались выбросы загрязняющих веществ при совместном сжигании пластмасс и другого сырья, такого как уголь, кокс и биомасса, и предполагалось, что выброс загрязняющих веществ не увеличился по сравнению со сжиганием единичного сырья.Например, по сравнению со сжиганием угля добавление 20% пластиковых отходов, содержащих бытовые отходы, не показало значительного увеличения выбросов загрязняющих веществ (Frankenhaeuser et al., 1994). Сжигание гранул из соломы / ПВД (90/10) показало меньший выброс зольности по сравнению с гранулами из соломы (Emadi et al., 2017). Однако по сравнению со сжиганием биомассы и биомассы / ПЭ при сжигании биомассы / ПЭТ было больше выбросов ПАУ и твердых частиц, что позволяет предположить, что выбор типов пластика имеет решающее значение (Tomsej et al., 2018). Текущие исследования, по крайней мере, предполагают, что добавление ПЭ в количестве <10% вряд ли приведет к увеличению выбросов загрязняющих веществ. Более того, некоторые из предыдущих исследований продемонстрировали преимущества использования пластмасс как в качестве дополнительного топлива для городских отходов, так и в качестве связующего для угля или биомассы. Мы выделяем три преимущества использования смесей биомассы / пластика в качестве топлива на основе недавних исследований, перечисленных в таблице 1.

Таблица 1 . Идентичные исследования твердого топлива с пластиками в качестве добавок или связующих.

Во-первых, совместное сжигание пластмасс и биомассы является предпочтительным для упрощения разделения городских отходов и экономии производственных затрат. На промышленных предприятиях по переработке отходов в энергию пластмассы обычно сжигаются совместно с другим сырьем (в основном лигноцеллюлозной биомассой или производными продуктами) (Chaliki et al., 2014). В целом, основной состав городских отходов составляют пластмассы (~ 4–23%) и отходы биомассы (~ 15–68%), такие как бумага и дерево. Прямое совместное сжигание означает экономию затрат на предварительное разделение (Karak et al., 2012).

Во-вторых, уплотнение смесей биомассы / пластика может дать твердое топливо с более высокой объемной теплотворной способностью, чем лигноцеллюлозная биомасса. Многие пластиковые отходы (например, LDPE, PP, PE) имеют высокую теплотворную способность (> 30 МДж / кг), как показано в Таблице S1, в то время как у биомассы значительно ниже (<20 МДж / кг). Более того, из-за низкой объемной плотности как пластмасс, так и биомассы их объемная плотность энергии не подходит для прямого сжигания. Напротив, после уплотнения биомассы пластмассами, такими как 10% LDPE, исследования показали, что объемные теплотворные способности биомассы / пластика были значительно увеличены до ~ 18 МДж / л, что сопоставимо с битуминозным углем (Simoneit et al., 2005; Qin et al., 2016; Ван и Чжао, 2016). Более того, пластмассы имеют высокое содержание летучих и низкую температуру воспламенения, что может способствовать повышению эффективности сгорания смесей биомассы и пластика (Sahajwalla et al., 2009).

В-третьих, использование пластмасс в качестве связующих увеличивает стойкость брикетов или гранул из биомассы / пластика как к механическим повреждениям, так и к влажности. Пластмассы в основном используются в качестве связующих в угольной промышленности. Добавление пластмасс в угольные брикеты может повысить их физическую прочность за счет использования физических свойств пластмасс на растяжение (Massaro et al., 2014; Emadi et al., 2017; Tomsej et al., 2018). Недавние исследования уплотнения биомассы / пластика показали, что брикеты или гранулы из уплотненной биомассы / пластика обладают более высокой гидрофобностью и физической прочностью, чем брикеты или гранулы из биомассы, что способствует транспортировке, хранению и сжиганию биомассы в качестве твердого топлива (Bhoumick et al., 2016; Tomsej et al., 2018).

Перспективы получения твердого топлива из биомассы / пластика

На основании приведенного выше обзора использование смесей пластмасс и биомассы в качестве твердого топлива стало многообещающим подходом к управлению пластиковыми отходами и устойчивому использованию отходов лесного хозяйства.Для производства уплотненной биомассы / твердого пластичного топлива предлагаются следующие перспективы.

Существующая инфраструктура угольных котлов требует топлива с объемной плотностью энергии 18–22 ГДж на м 3 ³ . Это ограничивает использование многих видов твердого топлива на основе биомассы в этих котлах. Уплотнение предлагается как средство преобразования биомассы / пластика в брикеты или гранулы с объемной плотностью энергии, сравнимой с углем, поскольку и биомасса, и пластиковые отходы имеют низкую объемную плотность, которая не подходит для транспортировки, хранения и сжигания в качестве топлива.

Следует изучить и разработать методологии уплотнения смесей биомассы и пластика. Следует оптимизировать такие параметры, как соотношение смеси биомассы и пластикового сырья, содержание влаги, давление уплотнения и температура уплотнения.

Также следует учитывать выбор подходящих типов пластиковых отходов. Пластмассы, такие как ПВХ и ПС, всегда следует исключать из горения из-за их химического состава и выбросов, образующихся при горении.Кроме того, высокие температуры плавления ПЭТ (> 250 ° C) и PS (~ 240 ° C) делают эти материалы менее подходящими для уплотнения посредством брикетирования или гранулирования. Более того, у пластиков, таких как ПЭТ, есть жизнеспособный путь рециркуляции, и эти материалы следует использовать повторно. Другие пластиковые отходы, такие как PP и LDPE, могут использоваться в качестве связующих при уплотнении биомассы.

Механизмы смешивания и связывания смесей биомассы / пластика во время их уплотнения должны быть исследованы с целью оптимизации соотношений смешивания биомассы / пластика и повышения стойкости производимых брикетов или гранул как к механическим повреждениям, так и к влажным условиям.

Для определения выбросов загрязняющих веществ при сжигании уплотненной биомассы / пластикового топлива и определения оптимальных методов контроля требуются испытания сжигания как в лабораторных, так и в экспериментальных масштабах. Также требуется общая технико-экономическая оценка уплотнения пластиковых отходов и биомассы в качестве топлива.

Заключение

Загрязняющие вещества неизбежно будут образовываться при сжигании пластиковых отходов, как и любых других отходов, и многие из них токсичны. Однако при наличии надлежащих методов контроля сжигание пластмасс и отходов, содержащих пластмассы, является жизнеспособным способом как для управления отходами, так и для производства энергии.Уплотнение биомассы / пластика некоторыми пластиками, такими как полиэтилен, на уровне ~ 10% не показало увеличения выбросов загрязняющих веществ, но привело к значительному улучшению физико-химических свойств биомассы / пластиковых брикетов или гранул. Для достижения использования биомассы / пластика в качестве твердого топлива поощряются дополнительные усилия по изучению основ уплотнения биомассы / пластика и сжигания уплотненной биомассы / пластика в качестве топлива.

Авторские взносы

Все перечисленные авторы внесли существенный, прямой и интеллектуальный вклад в работу и одобрили ее к публикации.

Финансирование

Это исследование было поддержано Министерством бизнеса, инноваций и занятости через Фонд стратегических научных инвестиций Королевского научно-исследовательского института (CRI).

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.

Благодарности

Авторы выражают признательность Сурену Виджеекуну, Кэтрин Чаллис, Полу Беннету, Грегору Макдональду и Элспет Макрей за полезные комментарии и правки.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https: // www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenrg.2020.00058/full#supplementary-material

Список литературы

Андерссон, С., Линдгрен, П. (2006). Загрязнение воздуха — влажное, полувлажное или сухое. Технология абсорбера Adiox нацелена на удаление диоксинов. Filtr. Сепарат. 43, 30–30. DOI: 10.1016 / S0015-1882 (06) 70919-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бхумик, М.С., Саркер, Н.С., Хасан, М.М., и Рой, Б.К. (2016). Преобразование пластиковых отходов в твердые брикеты в сочетании с биомассой: перспектива Бангладеш. Внутр. Adv. Res. J. Sci. Англ. Technol. 3, 142–146. DOI: 10.17148 / IARJSET.2016.3332

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Боавида Д., Абеля П., Гулюртлу И. и Кабрита И. (2003). Совместное сжигание угля и неперерабатываемых бумажных и пластиковых отходов в реакторе с псевдоожиженным слоем. Топливо , 82, 1931–1938. DOI: 10.1016 / S0016-2361 (03) 00151-0

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Боз, А., О’Ши, Р., Лин, Р., и Мерфи, Дж.Д. (2020). Перспективы новых каскадных систем биопереработки биометана из водорослей. Биоресурсы. Технол . 304: 123027. DOI: 10.1016 / j.biortech.2020.123027

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бродбент А., Каллен Н. и Завар-Реза П. (2010). Зимнее численное моделирование загрязнения воздуха PM10 в Милтоне, Отаго, Новая Зеландия: структура пограничного слоя, эффекты ассимиляции данных и достижение национальных экологических стандартов. Air Qual.Клим. Изменение , 44:22. Доступно в Интернете по адресу: https://search.informit.com.au/documentSummary;dn=624224151734979;res=IELNZC

Google Scholar

Халики П., Псомопулос К., Темелис Н. и Ставроулакис К. (2014). Установки WTE установлены в 10 городах Европы. 12-я Международная конференция по охране и восстановлению окружающей среды (остров Скиатос). С. 493–500.

Google Scholar

Чамас, А., Мун, Х., Чжэн, Дж., Цю, Ю., Tabassum, T., Jang, J.H., et al. (2020). Скорость разложения пластмасс в окружающей среде. САУ Sus. Chem. Eng . 8, 3494–3511. DOI: 10.1021 / acssuschemeng.9b06635

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чанг, К., Оян, Т., Хван, Ф., Чен, К., и Ченг, Л. (2012). Приготовление гибридных твердых покрытий полимер / диоксид кремния с повышенной гидрофобностью на пластиковых подложках. J. Non-Cryst. Твердые тела 358, 72–76. DOI: 10.1016 / j.jnoncrysol.2011.08.024

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен, К.и Ян В. (1998). Летучесть металла при горении пластика. J. Environ. Sci. Лечить. А 33, 783–799. DOI: 10.1080 / 10934529809376762

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Chen, S., Zhang, L., Zhang, G., Zhong, G., Li, J., Zhang, X., et al. (2018). Исследование и сравнение смешения ПЭНП и ПП с различной характеристической вязкостью ПЭТ. Полимеры 10: 147. DOI: 10.3390 / polym10020147

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Де Неверс, Н.(2010). Техника борьбы с загрязнением воздуха . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Waveland Press.

Google Scholar

Димитракакис, Э., Янц, А., Билитовски, Б., и Гидаракос, Э. (2009). Определение тяжелых металлов и галогенов в пластмассах из электрических и электронных отходов. Waste Manag. 29, 2700–2706. DOI: 10.1016 / j.wasman.2009.05.020

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дин, Л., Ченг, Дж., Лин, Р., Дэн, К., Чжоу, Дж., и Мерфи, Дж. Д. (2020). Улучшение совместного производства биоводорода и биометана за счет двухэтапной темной ферментации и анаэробного переваривания предварительно обработанных морских водорослей Laminaria digitata . J. Clean. Прод . 251: 119666. DOI: 10.1016 / j.jclepro.2019.119666

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дистлер Т. и Зицманн В. (2018). Исследование добавок для гранулирования сильно торрефицированной биомассы. Биотопливо Биопрод. Биор. 12, 958–965. DOI: 10.1002 / bbb.1919

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эмади Б., Ироба К. Л. и Табил Л. Г. (2017). Влияние полимерного пластикового связующего на механические характеристики, характеристики хранения и горения торрефицированной и гранулированной травяной биомассы. Заявл. Энергия , 198, 312–319. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2016.12.027

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Eng, G., Bywater, I., and Hendtlass, C. (2008). Справочник по энергетике Новой Зеландии .Крайстчерч: Новозеландский центр передовых технологий.

Google Scholar

Эрикссон, О., и Финнведен, Г. (2009). Пластиковые отходы как топливо-CO 2-нейтральный или нет? Energy Environ. Sci. 2, 907–914. DOI: 10.1039 / b5f

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фэн К., Чжан М. и Ву Х. (2018). Микроэлементы в различных видах индивидуального и смешанного биотоплива: их содержание и выделение в виде твердых частиц при сгорании. Energy Fuels 32, 5978–5989.DOI: 10.1021 / acs.energyfuels.8b00503

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Форсгрен, К. (2019). Опыт переработки в Скандинавии, в первую очередь золы от сжигания отходов и пластмасс. Материалы конференции AIP . Брисбен, QLD: AIP Publishing. С. 020062. DOI: 10.1063 / 1.5117122

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Франкенхаузер М., Хилтунен М., Маннинен Х., Палонен Дж., Руусканен Дж. И Вартиайнен Т. (1994). Выбросы от совместного сжигания использованной упаковки с торфом и углем. Chemosphere 29, 2057–2066. DOI: 10.1016 / 0045-6535 (94)

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фридл А., Падувас Э., Роттер Х. и Вармуза К. (2005). Прогноз теплотворной способности топлива из биомассы по элементному составу. Анал. Чими. Acta 544, 191–198. DOI: 10.1016 / j.aca.2005.01.041

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гао, X., Рахим, М. У., Чен, X., и Ву, Х. (2017). Выбросы неорганических PM10 от сжигания отдельных компонентов молотка и биомассы всего дерева. P. Сжигание. Inst. 36, 3313–3319. DOI: 10.1016 / j.proci.2016.08.072

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гао, X., и Wu, H. (2011). Сжигание летучих веществ, образующихся in situ в результате быстрого пиролиза древесной биомассы: прямые доказательства его значительного вклада в выбросы субмикронных частиц (ТЧ1). Energy Fuels 25, 4172–4181. DOI: 10.1021 / ef2008216

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гельфанд И., Сахаджпал Р., Чжан, X., Изаурральде, Р. К., Гросс, К. Л., и Робертсон, Г. П. (2013). Устойчивое производство биоэнергии из маргинальных земель на Среднем Западе США. Природа 493, 514–517. DOI: 10.1038 / природа11811

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гош-Дастидар, А., Махули, С. К., Агнихотри, Р., и Фан, Л.-С. (1996). Исследование высокореактивного сорбента карбоната кальция для увеличения улавливания SO2. Ind. Eng. Chem. Res. 35, 598–606. DOI: 10.1021 / ie950342r

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гопинатх, М., Пулла, Р. Х., Раджмохан, К., Виджай, П., Мутукумаран, К., и Гурунатхан, Б. (2018). «Биоремедиация летучих органических соединений в биофильтрах», в «Биоремедиация: приложения для защиты и управления окружающей средой» , ред. С. Варджани, А. Агарвал, Э. Гнансоуноу и Б. Гурунатан (Сингапур: Springer), 301–330. DOI: 10.1007 / 978-981-10-7485-1_15

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гюнтер, В., Перкинс, Э., и Хатчон, И. (2000). Удаление кислых газов из водоносного горизонта: моделирование реакций вода – порода для улавливания кислотных отходов. Заявл. Геохим. 15, 1085–1095. DOI: 10.1016 / S0883-2927 (99) 00111-0

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Го, М., Сун, В., и Бухайн, Дж. (2015). Биоэнергетика и биотопливо: история, состояние и перспективы. Обновить. Sust. Energy Rev. 42, 712–725. DOI: 10.1016 / j.rser.2014.10.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хаф, Р.Л., Крюс, К., Уайт, Д., Дриффилд, М., Кэмпбелл, К. Д., и Малтин, К. (2010). Разложение токсинов тиса, полыни и рододендрона во время компостирования. Sci. Total Environ. 408, 4128–4137. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2010.05.024

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Калиян Н., Мори Р. В. (2010). Натуральные связующие и твердые связующие механизмы мостовидного типа в брикетах и ​​пеллетах из кукурузной соломы и проса. Биоресурсы.Technol. 101, 1082–1090. DOI: 10.1016 / j.biortech.2009.08.064

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Карак, Т., Бхагат, Р., и Бхаттачарья, П. (2012). Образование, состав и обращение с твердыми бытовыми отходами: мировой сценарий. Крит. Rev. Env. Sci. Tech. 42, 1509–1630. DOI: 10.1080 / 10643389.2011.569871

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кудо, С., Окада, Дж., Икеда, С., Йошида, Т., Асано, С., и Хаяси, Дж .-, я. (2019). Повышение гранулируемости древесной биомассы путем торрефикации под давлением пара. Energy Fuels 33, 11253–11262. DOI: 10.1021 / acs.energyfuels.9b02939

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Li, H., Jiang, L.-B., Li, C., Liang, J., Yuan, X., Xiao, Z., et al. (2015). Совместное гранулирование осадка сточных вод и биомассы: энергозатраты и свойства гранул. Топливный процесс. Technol. 132, 55–61. DOI: 10.1016 / j.fuproc.2014.12.020

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю З., Ли В. и Хунг М. (2014). Одновременное удаление диоксида серы и полициклических ароматических углеводородов из дымовых газов сжигания с использованием волокон активированного угля. J. Air Waste Manag. 64, 1038–1044. DOI: 10.1080 / 10962247.2014.922519

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Маккенна, Дж. Д., и Тернер, Дж. Х. (1989). Тканевые рукавные фильтры: теория, конструкция и выбор .Роанок, Вирджиния: ETS.

Массаро, М., Сон, С., и Гровен, Л. (2014). Механические, пиролизные и горючие характеристики брикетированной угольной мелочи со связующими пластиковыми твердыми бытовыми отходами (ТБО). Топливо 115, 62–69. DOI: 10.1016 / j.fuel.2013.06.043

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мостафа, М. Э., Ху, С., Ван, Ю., Су, С., Ху, Х., Эльсайед, С. А., и др. (2019). Значение рабочих условий гранулирования: анализ физико-механических характеристик, а также энергопотребления гранул биомассы. Обновить. Sust. Energy Rev. 105, 332–348. DOI: 10.1016 / j.rser.2019.01.053

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цинь, Л., Хан, Дж., Чен, В., Яо, X., Тадааки, С., и Ким, Х. (2016). Повышенная эффективность сгорания и снижение выбросов загрязняющих веществ в камере сгорания с псевдоожиженным слоем за счет использования пористых материалов слоя оксида алюминия. Заявл. Therm. Англ. 94, 813–818. DOI: 10.1016 / j.applthermaleng.2015.10.153

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сахайвалла, В., Захария, М., Конгкарат, С., Кханна, Р., Саха-Чаудхури, Н., и О’Кейн, П. (2009). Переработка пластмасс как ресурс для производства стали в электродуговых печах (EAF): сжигание и структурные преобразования металлургического кокса и смесей пластмасс. Energy Fuels 24, 379–391. DOI: 10.1021 / ef

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Саккампанг, К., и Вонгвуттанасатиан, Т. (2014). Исследование соотношения энергозатрат и получаемой энергии в процессе брикетирования глицерин-биомассового брикетированного топлива. Топливо 115, 186–189. DOI: 10.1016 / j.fuel.2013.07.023

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шеной А., Чаттопадхьяй С. и Надкарни В. (1983). От показателя текучести расплава к реограмме. Rheol. Acta 22, 90–101. DOI: 10.1007 / BF01679833

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Симонейт Б. Р., Медейрос П. М. и Дидик Б. М. (2005). Продукты сгорания пластмасс как индикаторы сжигания мусора в атмосфере. Environ.Sci. Technol. 39, 6961–6970. DOI: 10.1021 / es050767x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Субраманиан, П. (2000). Вторичная переработка пластмасс и управление отходами в США. Resour. Консерв. Recy. 28, 253–263. DOI: 10.1016 / S0921-3449 (99) 00049-X

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Tomsej, T., Horak, J., Tomsejova, S., Krpec, K., Klanova, J., Dej, M., et al. (2018). Влияние совместного сжигания полиэтиленовых пластиков и древесины в небольшом жилом котле на выбросы газообразных загрязнителей, твердых частиц, ПАУ и 1,3,5-трифенилбензола. Chemosphere 196, 18–24. DOI: 10.1016 / j.chemosphere.2017.12.127

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Валаванидис А., Илиопулос Н., Гоцис Г. и Фиотакис К. (2008). Стойкие свободные радикалы, тяжелые металлы и ПАУ, образующиеся в выбросах твердых частиц сажи и остаточной золе в результате контролируемого сжигания обычных типов пластика. J. Hazard. Матер. 156, 277–284. DOI: 10.1016 / j.jhazmat.2007.12.019

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Лоо, С.и Коппеян Дж. (2012). Справочник по сжиганию биомассы и совместному сжиганию . Лондон, Великобритания: Earthscan.

Google Scholar

Verma, M., Brar, S., Blais, J., Tyagi, R., and Surampalli, R. (2006). Процессы аэробной биофильтрации — достижения в области очистки сточных вод. Прак. Период. Опасность. Токсично, радиоактивно. Waste Manag. 10, 264–276. DOI: 10.1061 / (ASCE) 1090-025X (2006) 10: 4 (264)

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Верма Р., Винода К., Папиредди, М., и Гауда, А. (2016). Токсичные загрязнители из пластиковых отходов — обзор. Procedure Environ. Sci. 35, 701–708. DOI: 10.1016 / j.proenv.2016.07.069

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Vosteen, B., Beyer, J., Bonkhofer, T.-G., Fleth, O., Wieland, A., Pohontsch, A., Kanefke, R., Standau, E., Mueller, C., and Нолти, М. (2005). Процесс удаления ртути из дымовых газов . Патенты Google.

Google Scholar

Ван, Дж., и Чжао, Х. (2016). Применение декорированной CaO железной руды для ингибирования хлорбензола во время газификации in situ химическим петлевым сжиганием пластиковых отходов. Energy Fuels 30, 5999–6008. DOI: 10.1021 / acs.energyfuels.6b01102

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wongsiriamnuay, T., and Tippayawong, N. (2015). Влияние параметров уплотнения на свойства гранул из остатков кукурузы. Biosyst. Англ. 139, 111–120. DOI: 10.1016 / j.biosystemseng.2015.08.009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ву, Х., Янь, Х., Цюань, Ю., Чжао, Х., Цзян, Н., и Инь, К. (2018). Последние достижения и перспективы в области биотренировочных фильтров для очистки от летучих органических соединений и пахучих газов. J. Environ. Manag. 222, 409–419. DOI: 10.1016 / j.jenvman.2018.06.001

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ясухара А., Катами Т. и Шибамото Т. (2005). Образование диоксинов при горении нехлористого пластика, полистирола и изделий из него. Бык. Environ. Contam. Toxicol. 74, 899–903. DOI: 10.1007 / s00128-005-0666-3

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжао, Х. и Ван, Дж. (2018). Химико-петлевое сжигание пластиковых отходов для in situ ингибирования диоксинов. Сжигание. Пламя 191, 9–18. DOI: 10.1016 / j.combustflame.2017.12.026

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Данные о воздействии — Использование твердого топлива в домашних условиях и высокотемпературная жарка

Amazon.com: Бездымные твердые топливные таблетки 14 г Esbit с температурой 1300 градусов для походов, кемпинга и аварийной подготовки, 12 штук: Запасное топливо для походной плиты: Спорт и туризм

Плюсы:

* Абсолютно надежный — было обнаружено, что эти топливные вкладки горят так же долго и так же горячо после десятилетий хранения. Я не знаю, могу ли я сказать это о любом другом моем топливе для походных печей: белый газ, дизельное топливо, канистры с изобутаном или алкоголь.Любые другие могут быть подвержены разливам, испарению, покрытию лаком, негерметичным клапанам по прошествии длительного периода времени. После многих лет использования у меня ни разу не было ни одной неисправной лампы, которая могла бы зажечь или сгореть. Такая надежность делает их идеальными для длительного хранения в наборах для оказания неотложной помощи, которые вы, возможно, не открываете регулярно.

* Гибкость — Я обычно использую эти топливные вкладыши в карманной печи Esbit.

* Производительность — Таблетки Esbit идеально подходят для использования в качестве печного топлива и могут довести до кипения пол-литра воды с помощью одной таблетки в хороших условиях. Чтобы усилить жар или увеличить продолжительность ожога (одна таблетка горит примерно 12–14 минут), вы можете просто сжечь более одной таблетки за раз или последовательно.Однако для крупномасштабного приготовления пищи или когда вам действительно нужно регулировать температуру, походная плита или походная печь — это то, что вам нужно.

* Clean — Поскольку топливо твердое, разливы не представляют проблемы. При горении пламя бездымное, обычно меньше горящей свечи. Табличку с топливом можно использовать повторно, потушив пламя — оставшуюся вкладку можно снова зажечь для следующего приема пищи. После полного сгорания остатков остается минимально. Чтобы печь Esbit была особенно чистой, просто положите на горящую поверхность небольшой кусочек алюминиевой фольги — после того, как топливный язычок сгорел, просто бросьте фольгу с остатками на ней.

* Простота — для некоторых это может быть недостатком, но этот рецензент ценит простоту этого топлива вместе с карманной печкой Esbit. У меня есть несколько причудливых походных печей с клапанами, уплотнительными кольцами, баллонами с топливом под давлением, многотопливной емкостью, и которые могут вскипятить воду за считанные минуты. И иногда это хорошо: когда жена голодна и устала, мне нездорово заставлять ее ждать. Но когда у меня бывает тот редкий момент, когда я могу быть где-то далеко, когда только я и тишина, я действительно наслаждаюсь тихим танцующим пламенем моей печи Esbit.Никакой накачки, прокачки, регулировки или обширной настройки причудливой печи, ни рев реактивного двигателя газовой горелки. Нет. Просто разверните плиту, зажгите спичку и прислушайтесь к мягкому шипению, когда вода закипает. При всех электронных возможностях современной жизни иногда простое — это хорошо. Лучше, чем хорошо.

Минусы:

* Чувствительность к ветру — так как их можно легко выдуть, необходимо защитить их от ветра, чтобы обеспечить максимальную эффективность при приготовлении пищи или нагревании воды.Я делаю свои собственные лобовые стекла для карманных печей Esbit, складывая длинный лист алюминиевой фольги в длину несколько раз, пока он не станет примерно от 3 до 4 дюймов в ширину и примерно 18 дюймов в длину; затем я делаю прорези внизу, чтобы позволить воздуху пламени и поместите ветровое стекло вокруг печи, чтобы обеспечить достаточное пространство для прохождения воздуха. Благодаря такой защите у меня никогда не было проблем с моей печью, работающей на Esbit. Большинство походных печей также чувствительны к ветру и должны быть аналогично защищен ветровым стеклом.

* Ограниченные возможности приготовления — При использовании в карманной плите топливо Esbit идеально подходит для кипячения пол-литра воды для восстановления обезвоженной еды, приготовления лапши рамен или для приготовления чая, кофе или горячего какао. Это делает его идеальным для минималистских пеших прогулок, дневных походов, в качестве аварийной или резервной печи или для хранения в вашем грузовике (как я) в те времена, когда вы находитесь в лесу в холодный день и действительно можете использовать горячую чашку. чая или кофе, или дымящуюся миску лапши. Дело не в том, что вы не можете приготовить на нем полноценную еду, как я, но это никогда не будет так быстро, легко и удобно, как использование более производительной и регулируемой походной плиты.

* Запах — при горении топливо не сильно пахнет, если только вы не находитесь в замкнутом пространстве. (чего, конечно, в любом случае быть не должно) Остаток, однако, пахнет старой рыбой. Я рекомендую хранить плиту (которая останется на ней после использования) в отличных пакетах Opsak от Loksak.

Возможные варианты использования:

Я ношу запасные топливные вкладыши, а также карманную плиту Esbit, штормозащитные спички, четыре чайных пакетика, полиэтиленовые пакетики, полотенце из наноупаковки, унцию походной воды и титановую пробку в Snow Peak Trek 700. чашка / горшок. Этот небольшой набор — удивительно универсальный кухонный набор, который живет в моем грузовике и используется каждый день в походах и походах. Он всегда готов подать чашку чая, увлажнить еду в Mountain House или приготовить лапшу рамен.Конечно, он также есть, если мне нужно было вскипятить воду в чрезвычайной ситуации, чтобы очистить ее, развести костер и т.д. в карманной плите, куда бы я ни пошел, а также использую их в качестве домашней аптечки. Я считаю их надежными, прочными и удобными. Я могу однозначно порекомендовать их для отдыха на природе, простого приготовления пищи в лагере, использования в чрезвычайных ситуациях или в качестве резервной копии для других походных печей.Отличный продукт, пять звезд.

Доступ к нетвердому топливу — Энергетическое образование

Отсутствие у доступа к нетвердому топливу для использования в освещении, приготовлении пищи и обогреве является всемирной проблемой, которая, по оценкам Всемирной организации здравоохранения, является причиной 4 миллионов смертей в год. ^[2] Использование неэффективных и вредных видов топлива в слаборазвитых странах является серьезной проблемой для здоровья, безопасности и окружающей среды.Эти нетвердые виды топлива включают жидкое топливо, такое как керосин, этанол или другое биотопливо, а также газообразное топливо, такое как природный газ. Напротив, твердое топливо включает традиционную биомассу, такую ​​как древесина, древесный уголь и сельскохозяйственные отходы, а также переработанная биомасса, такая как брикеты. ^[2]

Риск для здоровья

Неполное сгорание топлива, такого как древесный уголь и другие твердые виды топлива, приводит к образованию вредного и загрязняющего дыма, который представляет значительный риск для здоровья. ^[2] Использование этих видов топлива увеличивает шансы смерти от пневмонии, инсульта, сердечных заболеваний, хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), рака легких и других заболеваний. ^[3]

Одной из основных проблем при сжигании твердого топлива являются твердые частицы, которые приводят к загрязнению воздуха внутри помещений. Наряду с этими частицами, такими как черный углерод, при сжигании твердого топлива выделяется вредный дым, содержащий канцерогены и окись углерода. ^[4] Вдыхание этих частиц может привести к респираторным инфекциям, особенно у детей младшего возраста. Кроме того, наличие дыма в помещении приводит к более высокому уровню ХОБЛ, особенно у женщин, которые подвергаются воздействию большого количества этого дыма.Эти женщины в два раза чаще болеют ХОБЛ, чем женщины, которые умеют готовить на более чистом топливе. ^[3] Кроме того, рак легких и горла более вероятен из-за частого воздействия этого дыма и твердых частиц.

В дополнение к респираторным заболеваниям, которые возникают из-за дыма, который образуется при сжигании этого неэффективного топлива, его использование в домашних условиях также создает значительные риски для безопасности. Риск ожогов из-за небезопасных видов топлива и технологий для приготовления пищи представляет серьезную опасность для здоровья женщин в развивающихся странах. ^[4]

Другие отрицательные побочные эффекты

Помимо многочисленных последствий для здоровья, время, затрачиваемое на сбор топлива, отнимает у детей время и ограничивает время для получения дохода или учебы. Кроме того, в более опасных районах женщины и дети подвергаются риску насилия или травм, пока они добывают это топливо. ^[3] Кроме того, неправильное хранение этого топлива является основной причиной отравлений детей во всем мире, что приводит к смерти и повреждению нервной системы. ^[4]

Тенденции

В настоящее время более двух третей сельского населения мира зависит от твердого топлива для приготовления пищи и обогрева, при этом люди в Африке к югу от Сахары, Океании и Южной Азии имеют наименьший доступ.На этих территориях проживает около 96% всех людей, не имеющих доступа к нетвердому топливу. ^[2] Согласно оценкам, в 2010 году 2,8 миллиарда человек не имели доступа к экологически чистым видам топлива для приготовления пищи. ^[4]

В целом скорость доступа в сельской местности хуже. Из всех людей, не имеющих надежного доступа к экологически чистому горючему топливу, примерно 78% этих людей живут в сельской местности. ^[4] Кроме того, доступ к нетвердому топливу для приготовления пищи хуже в развивающихся странах, где уровень доступа к чистому горючему топливу колеблется от 19 до 95%. ^[2] Более урбанизированные районы с более высокими доходами обычно больше полагаются на нетвердое топливо, ярким примером которых является Западная Азия, поскольку это самый богатый и наиболее урбанизированный район в развивающемся регионе. Западная Азия, в отличие от отсутствия доступа к нетвердому топливу в других регионах Азии, имеет почти всеобщий доступ к нетвердому топливу. ^[4] Хотя страны Африки к югу от Сахары и многие регионы Азии все еще получают доступ к нетвердым видам топлива, Восточная Европа и Западная Азия достигли почти всеобщего доступа.В последнее время темпы роста доступа к нетвердому топливу были намного выше, чем темпы роста в сельской местности, и составляли 1,7% против 0,6%. ^[2] Это, вероятно, связано с тем, что для доставки большого количества альтернативных видов топлива в городские центры требуется меньше транспорта, чем для их распределения в сельской местности.

Если не будут активно вноситься изменения, общее количество людей, использующих твердое топливо для отопления и приготовления пищи, вероятно, останется неизменным в будущем. ^[3] Рекомендации по расширению этого доступа включают сосредоточение внимания на 20 странах, на которые приходится 85% людей, не имеющих надежного доступа к нетвердому топливу.Все эти страны расположены в Азии или Африке к югу от Сахары. Большинство из этих 20 стран расположены в Азии.

Улучшения

С 1990 по 2010 год 20 странам удалось предоставить 1,2 миллиарда человек доступ к нетвердому топливу, при этом наибольший рост наблюдался в Индии, Китае и Бразилии, где в целом росло благосостояние. В этих регионах 738 миллионов человек получили доступ к источникам жидкого или газового топлива. ^[4] Кроме того, продолжают расти ставки в городских и сельских центрах.Однако, чтобы не отставать от роста населения в этих областях, эти показатели должны значительно увеличиваться, чтобы и дальше позволить большему количеству людей иметь доступ к безопасному, более экологически чистому горючему топливу для приготовления пищи, отопления и освещения.

Интерактивная карта

Доступ к нетвердому топливу сильно различается по всему миру. Ниже приведена карта, показывающая процент населения страны, имевшего доступ к нетвердому топливу в 2010 году. ^[5] Обратите внимание, что методология не различает числа ниже 5% или выше 95%, поэтому Канада является указан как имеющий 95% доступ.

Список литературы

Доступ к нетвердому топливу — Энергетическое образование

Отсутствие у доступа к нетвердому топливу для использования в освещении, приготовлении пищи и обогреве является всемирной проблемой, которая, по оценкам Всемирной организации здравоохранения, является причиной 4 миллионов смертей в год. ^[2] Использование неэффективных и вредных видов топлива в слаборазвитых странах является серьезной проблемой для здоровья, безопасности и окружающей среды.Эти нетвердые виды топлива включают жидкое топливо, такое как керосин, этанол или другое биотопливо, а также газообразное топливо, такое как природный газ. Напротив, твердое топливо включает традиционную биомассу, такую ​​как древесина, древесный уголь и сельскохозяйственные отходы, а также переработанная биомасса, такая как брикеты. ^[2]

Риск для здоровья

Неполное сгорание топлива, такого как древесный уголь и другие твердые виды топлива, приводит к образованию вредного и загрязняющего дыма, который представляет значительный риск для здоровья. ^[2] Использование этих видов топлива увеличивает шансы смерти от пневмонии, инсульта, сердечных заболеваний, хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), рака легких и других заболеваний. ^[3]

Одной из основных проблем при сжигании твердого топлива являются твердые частицы, которые приводят к загрязнению воздуха внутри помещений. Наряду с этими частицами, такими как черный углерод, при сжигании твердого топлива выделяется вредный дым, содержащий канцерогены и окись углерода. ^[4] Вдыхание этих частиц может привести к респираторным инфекциям, особенно у детей младшего возраста. Кроме того, наличие дыма в помещении приводит к более высокому уровню ХОБЛ, особенно у женщин, которые подвергаются воздействию большого количества этого дыма.Эти женщины в два раза чаще болеют ХОБЛ, чем женщины, которые умеют готовить на более чистом топливе. ^[3] Кроме того, рак легких и горла более вероятен из-за частого воздействия этого дыма и твердых частиц.

В дополнение к респираторным заболеваниям, которые возникают из-за дыма, который образуется при сжигании этого неэффективного топлива, его использование в домашних условиях также создает значительные риски для безопасности. Риск ожогов из-за небезопасных видов топлива и технологий для приготовления пищи представляет серьезную опасность для здоровья женщин в развивающихся странах. ^[4]

Другие отрицательные побочные эффекты

Помимо многочисленных последствий для здоровья, время, затрачиваемое на сбор топлива, отнимает у детей время и ограничивает время для получения дохода или учебы. Кроме того, в более опасных районах женщины и дети подвергаются риску насилия или травм, пока они добывают это топливо. ^[3] Кроме того, неправильное хранение этого топлива является основной причиной отравлений детей во всем мире, что приводит к смерти и повреждению нервной системы. ^[4]

Тенденции

В настоящее время более двух третей сельского населения мира зависит от твердого топлива для приготовления пищи и обогрева, при этом люди в Африке к югу от Сахары, Океании и Южной Азии имеют наименьший доступ.На этих территориях проживает около 96% всех людей, не имеющих доступа к нетвердому топливу. ^[2] Согласно оценкам, в 2010 году 2,8 миллиарда человек не имели доступа к экологически чистым видам топлива для приготовления пищи. ^[4]

В целом скорость доступа в сельской местности хуже. Из всех людей, не имеющих надежного доступа к экологически чистому горючему топливу, примерно 78% этих людей живут в сельской местности. ^[4] Кроме того, доступ к нетвердому топливу для приготовления пищи хуже в развивающихся странах, где уровень доступа к чистому горючему топливу колеблется от 19 до 95%. ^[2] Более урбанизированные районы с более высокими доходами обычно больше полагаются на нетвердое топливо, ярким примером которых является Западная Азия, поскольку это самый богатый и наиболее урбанизированный район в развивающемся регионе. Западная Азия, в отличие от отсутствия доступа к нетвердому топливу в других регионах Азии, имеет почти всеобщий доступ к нетвердому топливу. ^[4] Хотя страны Африки к югу от Сахары и многие регионы Азии все еще получают доступ к нетвердым видам топлива, Восточная Европа и Западная Азия достигли почти всеобщего доступа.В последнее время темпы роста доступа к нетвердому топливу были намного выше, чем темпы роста в сельской местности, и составляли 1,7% против 0,6%. ^[2] Это, вероятно, связано с тем, что для доставки большого количества альтернативных видов топлива в городские центры требуется меньше транспорта, чем для их распределения в сельской местности.

Если не будут активно вноситься изменения, общее количество людей, использующих твердое топливо для отопления и приготовления пищи, вероятно, останется неизменным в будущем. ^[3] Рекомендации по расширению этого доступа включают сосредоточение внимания на 20 странах, на которые приходится 85% людей, не имеющих надежного доступа к нетвердому топливу.Все эти страны расположены в Азии или Африке к югу от Сахары. Большинство из этих 20 стран расположены в Азии.

Улучшения

С 1990 по 2010 год 20 странам удалось предоставить 1,2 миллиарда человек доступ к нетвердому топливу, при этом наибольший рост наблюдался в Индии, Китае и Бразилии, где в целом росло благосостояние. В этих регионах 738 миллионов человек получили доступ к источникам жидкого или газового топлива. ^[4] Кроме того, продолжают расти ставки в городских и сельских центрах.Однако, чтобы не отставать от роста населения в этих областях, эти показатели должны значительно увеличиваться, чтобы и дальше позволить большему количеству людей иметь доступ к безопасному, более экологически чистому горючему топливу для приготовления пищи, отопления и освещения.

Интерактивная карта

Доступ к нетвердому топливу сильно различается по всему миру. Ниже приведена карта, показывающая процент населения страны, имевшего доступ к нетвердому топливу в 2010 году. ^[5] Обратите внимание, что методология не различает числа ниже 5% или выше 95%, поэтому Канада является указан как имеющий 95% доступ.

Список литературы