Czasopismo | PRZEMYSŁ CHEMICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 8

Przegląd wybranych technologii zgazowania odpadów

Review of selected waste gasification technologies

10.15199/62.2024.8.11

nr katalogowy: 150074
10.15199/62.2024.8.11

Streszczenie

Omówiono technologię zgazowania różnych rodzajów odpadów w kie runku produkcji gazu syntezowego. Przedstawiono przegląd istniejących technologii, ich główne zalety, ograniczenia oraz możliwości wykorzy stania wytworzonego gazu syntezowego. O jakości wyprodukowanego gazu syntezowego decydują właściwości fizyczno-chemiczne surowca, czyli odpadów, rodzaj zastosowanej technologii i warunki prowadzenia procesu oraz wielkość instalacji. Przedstawiono technologie zgazowania prowadzone w reaktorach ze złożem stałym lub w złożu fluidalnym, które zapewnia elastyczność utylizowanego wsadu i jest odpowiednim rozwiązaniem w przypadku heterogenicznego zgazowania odpadów w instalacjach średniej i dużej skali, czyli 50–100 MWth. Rozwiązania tech nologiczne procesów zgazowania są już stosowane z dobrymi efektami ekonomicznymi i ekologicznymi od wielu lat, niemniej istniejące techno logie cały czas są rozwijane i wdrażane jako nowe rozwiązania oparte na dotychczasowych konstrukcjach, jednak zwiększające ich efektywność poprzez różnego rodzaju modyfikacje i stosowanie nowych materiałów lub stanowiące hybrydy istniejących rozwiązań.

Abstract

A review, with 58 refs., of technologies for gasification of various types of waste towards the prodn. of synthesis gas. Existing technologies were discussed, considering the method of heat supply, the gasification factor (air, steam, CO2 , oxygen) and reactor type. The construction of the main reactor types such as a fixed bed reactor (co-current, counter current and cross-current), a fluidized bed (bubble and circulating), an entrained fluidized bed, as well as rotary furnace and plasma reactors were discussed. The main advantages and limitations of the gasifica tion methods and also the possibilities of using the obtained synthesis gas were presented.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Eurostat Municipal Waste Residues, https://ec.europa.eu/eurostat/ statistics-explained/index.php/Municipal_waste_statistics, dostęp 5.10.2022 r.
[2] M. Banaś, Przem. Chem. 2018, 97, nr 9, 1453.
[3] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego I Rady (UE) 2018/850 z dnia 30 maja 2018 r. zmieniająca dyrektywę 1999/31/WE w sprawie składowania odpadów, Dz.U. UE L 150/100.
[4] G. Ozbay, M. Jones, M. Gadde, S. Isah, T. Attarwala, J. Environ. Public Health 2021, 6921607.
[5] M. Banaś, T. Pająk, J. Bator, W. Wróbel, J. Ciuła, Energies 2024, 17, nr 10, 2390.
[6] J. Mukawa, T. Pająk, T. Rzepecki, M. Banaś, Energies 2022, 15, nr 14, 5255.
[7] J. Ciuła, I. Wiewiórska, M. Banaś, T. Pająk, P. Szewczyk, Energies 2023, 16, nr 9, 3910.
[8] Y.V. Fan, J.J. Klemeš, C.T. Lee, S. Perry, J. Environ. Manag. 2018, 223, 888.
[9] Q. Li, A. Faramarzi, S. Zhang, Y. Wang, X. Hu, M. Gholizadeh, Energy Convers. Manag. 2020, 226, 113525.
[10] Z. Hameed, M. Aslam, Z. Khan, K. Maqsood, A.E. Atabani, M. Ghauri, S.M.S. Khurram, M. Rehan, A.-S. Nizami. Renew. Sustain. Energy Rev. 2021, 136, 110375.
[11] S. Yi, Y.-C. Jang, A.K. An, J. Clean. Prod. 2018, 176, 503.
[12] H.M. Mahmudul, M.G. Rasul, D. Akbar, R. Narayanan, M. Mofijur, Renew. Sustain. Energy Rev. 2022, 166, 112577.
[13] H.K. Jeswani, A. Azapagic, Waste Manag. 2016, 50, 346.
[14] M. Ram, J.C. Osorio-Aravena, A. Aghahosseini, D. Bogdanov, C. Breyer, Energy 2022, 238, 121690.
[15] Y. Zhang, Y. Cui, P. Chen, S. Liu, N. Zhou, K. Ding, L. Fan, P. Peng, M. Min, Y. Cheng i in.,
[w:] Sustainable resource recovery and zero waste approaches (red. M. Taherzadeh, K. Bolton, J. Wong, A. Pandey), Elsevier, Amsterdam 2019, 193.
[16] O. Alves, L. Calado, R.M. Panizio, M. Gonçalves, E. Monteiro, P. Brito, Waste Manag. 2021, 131, 148.
[17] S. Mishra, R.K Upadhyay, Mater. Sci. Energy Technol. 2021, 4, 329.
[18] P. Zhai, Y. Li, M. Wang, J. Liu, Z. Cao, J. Zhang, Y. Xu, X. Liu, Y.-W. Li, Q. Zhu i in., Chem 2021, 7, nr 11, 3027.
[19] C. Xu, B. Liao, S. Pang, L. Nazari, N. Mahmood, S.M.S.H.K. Tushar, A. Dutta, M.B. Ray,
[w:] Comprehensive energy systems (red. I. Dincer), Elsevier, Amsterdam 2018, 770.
[20] F. Gallucci, R. Liberatore, L. Sapegno, E. Volponi, P. Venturini, F. Rispoli, E. Paris, M. Carnevale, A. Colantoni, Energies 2019, 13, 102.
[21] A. Kumar, D. Jones, M. Hanna, Energies 2009, 2, 556.
[22] N.V. Raibhole, S.N. Sapali, Adv. Mater. Res. 2012, 622–623, 633.
[23] P. Basu, Biomass gasification, pyrolysis and torrefaction, Elsevier, Amsterdam 2018, 211.
[24] A.M. Parvez, M.T. Afzal, T.G. Victor Hebb, M. Schmid, J. CO2 Util. 2020, 40, 101217.
[25] D. Mukherjee, S.-E. Park, B.M. Reddy, J. CO2 Util. 2016, 16, 301.
[26] S. Heidenreich, M. Müller, P.U. Foscolo, Advanced biomass gasification, Elsevier, Amsterdam 2016.
[27] U. Lee, J.N. Chung, H.A. Ingley, Energy Fuels 2014, 28, 4573.
[28] A. Ramos, E. Monteiro, V. Silva, A. Rouboa, Renew. Sustain. Energy Rev. 2018, 81, 380.
[29] A. Chanthakett, M.T. Arif, M.M.K. Khan, A.M.T. Oo, J. Environ. Manag. 2021, 291, 112661.
[30] D.T. Pio, L.A.C. Tarelho, Renew. Sustain. Energy Rev. 2021, 145, 111108.
[31] M. Materazzi, P. Lettieri, L. Mazzei, R. Taylor, C. Chapman, Fuel 2013, 108, 356.
[32] B. Buragohain, P. Mahanta, V.S. Moholkar, Renew. Sustain. Energy Rev. 2010, 14, 73.
[33] J.A. Ruiz, M.C. Juárez, M.P. Morales, P. Muñoz, M.A. Mendívil, Renew. Sustain. Energy Rev. 2013, 18, 174.
[34] A. Tremel, D. Becherer, S. Fendt, M. Gaderer, H. Spliethoff, Energy Convers. Manag. 2013, 69, 95.
[35] L. Mazzoni, I. Janajreh, S. Elagroudy, C. Ghenai, Energy 2020, 196, 117001.
[36] A. Molino, P. Iovane, A. Donatelli, G. Braccioa, S. Chianese, D. Musmarra, Chem. Eng. Trans. 2013, 32, 337.
[37] Z. Ou, L. Guo, C. Chi, J. Zhao, H. Jin, D. Thévenin, Fuel 2022, 329, 125474.
[38] T. Wang, J. Xu, X. Liu, M. He, J. CO2 Util. 2022, 66, 102248.
[39] Y. Wang, C. Ren, S. Guo, S. Liu, M. Du, Y. Chen, L. Guo, Energy 2023, 263, 125694.
[40] J. Chen, L. Fu, M. Tian, S. Kang, E. Jiaqiang, Energy 2022, 261, 125104.
[41] J. Chen, Q. Wang, Z. Xu, E. Jiaqiang, E. Leng, F. Zhang, G. Liao, Energy Convers. Manag. 2021, 237, 114122.
[42] N. Mazaheri, A.H. Akbarzadeh, E. Madadian, M. Lefsrud, Energy Convers. Manag. 2019, 183, 671.
[43] D.T. Pio, H.G.M.F. Gomes, L.A.C. Tarelho, A.C.M. Vilas-Boas, M.A.A. Matos, F.S.M.S. Lemos, Renew. Energy 2022, 181, 1223.
[44] S. Luo, Y. Zhou, C. Yi, Energy 2012, 44, 391.
[45] G. Vonk, B. Piriou, P. Felipe Dos Santos, D. Wolbert, G. Vaïtilingom, Waste Manag. 2019, 85, 106.
[46] U. Arena, F. Di Gregorio, Waste Manag. 2016, 50, 86.
[47] M. Thamavithya, A. Dutta, Fuel Process. Technol. 2008, 89, 949.
[48] N. Agon, M. Hrabovský, O. Chumak, M. Hlína, V. Kopecký, A. Mašláni, A. Bosmans, L. Helsen, S. Skoblja, G. Van Oost i in., Waste Manag. 2016, 47, 246.
[49] R. Warnecke, Biomass Bioenergy 2000, 18, 489.
[50] G. Lopez, M. Artetxe, M. Amutio, J. Alvarez, J. Bilbao, M. Olazar, Energy Rev. 2018, 82, 576.
[51] Z.A.B.Z. Alauddin, P Lahijani, M. Mohammadi, A.R. Mohamed, Renew. Sustain. Energy Rev. 2010, 14, 2852.
[52] M.L. Valderrama Rios, A.M. González, E.E.S. Lora, O.A. Almazán del Olmo, Biomass Bioenergy 2018, 108, 345.
[53] Y.A. Situmorang, Z. Zhao, A. Yoshida, A. Abudula, G. Guan, Renew. Sustain. Energy Rev. 2020, 117, 109486.
[54] Gasification. A sustainable technology for circular economies. Scaling up to reach net-zero by 2050, https://www.europeanbiogas.eu/new paper-proves-potential-of-gasification-to-scale-up-and-support-net zero-by-2050, dostęp 5.10.2022 r.
[55] https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/syngas-mar ket-1178.html, dostęp 5.10.2022 r.
[56] https://www.fortunebusinessinsights.com/gasification-market-103487, dostęp 5.10.2022 r.
[57] D. Porshnov, WIREs Energy Environ. 2022, 11, e421.
[58] Y.H. Chan, S.N.F. Syed Abdul Rahman, H.M. Lahuri, A. Khalid, Environ. Pollut. 2021, 278, 116843

Zeszyt


PRZEMYSŁ CHEMICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-8 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Open Access

Zeszyt

2024-8

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma