为了减少前往伊拉克和阿富汗偏远基地营地的危险且昂贵的车队任务数量,并在这些基地处理垃圾,陆军正在支持一项旨在将固体废物转化为柴油的行业项目。
Covanta Energy Corp. 正在利用陆军工程兵团提供的 150 万美元的资金,开发将垃圾转化为柴油的技术,这种柴油与原油基柴油燃料没有区别,可用于军用车辆和发电机。
“如果你能同时制造燃料并消除废物流,那将非常有吸引力,”陆军工程兵团的环境工程师 Stephen Cosper 说,他将帮助监督该项目。他补充说,如果成功,这项技术在海外将特别有用。
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军方在海外的燃料需求量巨大。根据政府问责办公室的数据,2008 年,国防部平均每月供应超过 6800 万加仑的燃料,以支持在伊拉克和阿富汗的部队。当包括柴油车队使用的燃料时,这个数字还会上升。
美国在阿富汗的部队升级意味着在一个内陆、崎岖、道路网络稀疏,并受到强盗和敌军监视的国家,燃料成本可能会增加。根据 GAO 的数据,仅在 2008 年 6 月,在向阿富汗巴格拉姆空军基地运送燃料的努力中,就有 44 辆卡车和 22 万加仑燃料因袭击或其他事件而损失。
在伊拉克和阿富汗偏远临时基地营地处理垃圾本质上很棘手,因为建立为长期使用而设计的焚化炉成本很高,但燃烧坑——理想情况下用于短期处理垃圾——已被证明与接触者健康问题有关。在伊拉克和阿富汗,由于没有永久性基地营地,何时引入焚化炉的理由可能很模糊。
任何可以帮助大型半永久性基地在现场满足部分自身燃料需求的技术,都有助于降低燃料成本、健康风险以及燃料运输人员的内在危险。 这正是 Covanta Energy 的项目可能帮助陆军取得进展的地方。
Covanta 的研发副总裁 Steve Goff 说,为了用垃圾制造柴油,Covanta Energy 的子公司 Covanta Renewable Fuels LLC 将会收集固体废物,将其与重油和催化剂混合,然后在专门的涡轮反应器中将混合物加热到 500 度,该反应器可以将有机垃圾转化为液态柴油燃料。
Goff 说:“这是一种催化解聚过程,它将依赖于从德国公司 AlphaKat 购买的专利催化剂。” 他补充说,据他所知,没有其他人正在研究这种类型的技术。
该项目中使废物转化为柴油成为可能的关键部分是催化剂(包含硅、铝和钠)以及转速为 3,000 rpm 的涡轮机。
Goff 说,与大多数泵和混合器不同,涡轮机旨在处理所有液体、固体和蒸汽,并且在旋转机械的相对高温下进行处理。 大多数泵和混合器仅处理液体或液体和固体的混合物,而压缩机处理蒸汽,但这种涡轮反应器是一种泵、混合器和反应器,可以很好地处理所有物质,他说。
Cosper 指出,涡轮机的“概念和整体设计是独特的”。
满足美国 EPA 要求
Cosper 说,与需要极高温度和大量电力来分解废物的燃烧或气化技术不同,该项目将在相对温和的温度下运行。 这意味着需要投入到项目中的电力资源将减少。
Cosper 说,较低温度的另一个好处是避免了在较高温度下可能发生的有害化学反应,这些反应会产生有毒化学物质。
Covanta 的 Goff 说,与生物柴油不同,这种废物基柴油在分子结构上与原油基柴油相同。 因此,“它不会出现生物柴油经常遇到的一些处理问题。”
今年,该公司计划在马萨诸塞州西韦勒姆的新工厂测试该系统,使用不同类型的垃圾,从纸张和食物垃圾到塑料和轮胎,因为城市固体废物非常多样化。 Covanta 希望根据测试结果,能够在年底前评估该项目的经济可行性。
尽管该公司将把“数百万美元”自有资金投入到该项目中,但陆军资金将用于测试该技术以满足美国 EPA 要求,并将脱硫技术应用于该过程,以确保其能够满足超低 EPA 硫要求。 Covanta 以竞争原因为由,拒绝透露今年计划在该项目中投资的具体金额。
该公司的大部分业务在于垃圾发电设施,这些设施依靠燃烧垃圾将水变成蒸汽。 这些蒸汽反过来又为涡轮机提供动力,从而持续发电。 该公司运营着 44 家工厂,其中 41 家在美国。
“需要‘一些改进’”
对于这个柴油项目,Covanta 获得了马萨诸塞州的两年许可,可以将一家工厂作为研发基地运营,但如果该项目成功,该公司将需要申请商业许可才能继续运营该工厂。
这个项目不是国防部第一次尝试将垃圾转化为能源,但标志着唯一一次尝试用垃圾制造柴油。
近年来,陆军探索了气化技术以及利用特定种类的垃圾制造乙醇来运行发电机的方法,但目前,这是唯一一个由陆军工程兵团研究资金资助的垃圾发电项目。 Cosper 说,气化技术是可靠的,但需要“一些改进”才能使其在野外可用。
2009 年 GAO 的一份报告指出,系统性障碍阻碍了国防部减少对石油基石油的依赖,并有效解决前沿部署地点的燃料需求管理问题。
GAO 说:“国防部在实现这些目标方面面临困难,因为管理前沿部署地点的燃料需求一直不是部门的优先事项,而且其燃料减少工作也没有得到很好的协调或全面开展。” 海外军事设施中没有广泛使用的垃圾发电计划。
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