將垃圾轉化為燃料並降低戰場風險

陸軍希望將其垃圾轉化為其作戰機器的燃料

為了減少前往伊拉克和阿富汗偏遠基地營地的危險且昂貴的車隊任務數量,並在這些基地處理垃圾,陸軍正在支援一項旨在將固體廢物轉化為柴油的行業專案。

Covanta Energy Corp. 正在利用陸軍工程兵團提供的 150 萬美元的資金,開發將垃圾轉化為柴油的技術,這種柴油與原油基柴油燃料沒有區別,可用於軍用車輛和發電機。

“如果你能同時製造燃料並消除廢物流,那將非常有吸引力,”陸軍工程兵團的環境工程師 Stephen Cosper 說,他將幫助監督該專案。他補充說,如果成功,這項技術在海外將特別有用。


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軍方在海外的燃料需求量巨大。根據政府問責辦公室的資料,2008 年,國防部平均每月供應超過 6800 萬加侖的燃料,以支援在伊拉克和阿富汗的部隊。當包括柴油車隊使用的燃料時,這個數字還會上升。

美國在阿富汗的部隊升級意味著在一個內陸、崎嶇、道路網路稀疏,並受到強盜和敵軍監視的國家,燃料成本可能會增加。根據 GAO 的資料,僅在 2008 年 6 月,在向阿富汗巴格拉姆空軍基地運送燃料的努力中,就有 44 輛卡車和 22 萬加侖燃料因襲擊或其他事件而損失。

在伊拉克和阿富汗偏遠臨時基地營地處理垃圾本質上很棘手,因為建立為長期使用而設計的焚化爐成本很高,但燃燒坑——理想情況下用於短期處理垃圾——已被證明與接觸者健康問題有關。在伊拉克和阿富汗,由於沒有永久性基地營地,何時引入焚化爐的理由可能很模糊。

任何可以幫助大型半永久性基地在現場滿足部分自身燃料需求的技術,都有助於降低燃料成本、健康風險以及燃料運輸人員的內在危險。 這正是 Covanta Energy 的專案可能幫助陸軍取得進展的地方。

Covanta 的研發副總裁 Steve Goff 說,為了用垃圾製造柴油,Covanta Energy 的子公司 Covanta Renewable Fuels LLC 將會收集固體廢物,將其與重油和催化劑混合,然後在專門的渦輪反應器中將混合物加熱到 500 度,該反應器可以將有機垃圾轉化為液態柴油燃料。

Goff 說:“這是一種催化解聚過程,它將依賴於從德國公司 AlphaKat 購買的專利催化劑。” 他補充說,據他所知,沒有其他人正在研究這種型別的技術。

該專案中使廢物轉化為柴油成為可能的關鍵部分是催化劑(包含矽、鋁和鈉)以及轉速為 3,000 rpm 的渦輪機。

Goff 說,與大多數泵和混合器不同,渦輪機旨在處理所有液體、固體和蒸汽,並且在旋轉機械的相對高溫下進行處理。 大多數泵和混合器僅處理液體或液體和固體的混合物,而壓縮機處理蒸汽,但這種渦輪反應器是一種泵、混合器和反應器,可以很好地處理所有物質,他說。

Cosper 指出,渦輪機的“概念和整體設計是獨特的”。

滿足美國 EPA 要求

Cosper 說,與需要極高溫度和大量電力來分解廢物的燃燒或氣化技術不同,該專案將在相對溫和的溫度下執行。 這意味著需要投入到專案中的電力資源將減少。

Cosper 說,較低溫度的另一個好處是避免了在較高溫度下可能發生的有害化學反應,這些反應會產生有毒化學物質。

Covanta 的 Goff 說,與生物柴油不同,這種廢物基柴油在分子結構上與原油基柴油相同。 因此,“它不會出現生物柴油經常遇到的一些處理問題。”

今年,該公司計劃在馬薩諸塞州西韋勒姆的新工廠測試該系統,使用不同型別的垃圾,從紙張和食物垃圾到塑膠和輪胎,因為城市固體廢物非常多樣化。 Covanta 希望根據測試結果,能夠在年底前評估該專案的經濟可行性。

儘管該公司將把“數百萬美元”自有資金投入到該專案中,但陸軍資金將用於測試該技術以滿足美國 EPA 要求,並將脫硫技術應用於該過程,以確保其能夠滿足超低 EPA 硫要求。 Covanta 以競爭原因為由,拒絕透露今年計劃在該專案中投資的具體金額。

該公司的大部分業務在於垃圾發電設施,這些設施依靠燃燒垃圾將水變成蒸汽。 這些蒸汽反過來又為渦輪機提供動力,從而持續發電。 該公司運營著 44 家工廠,其中 41 家在美國。

“需要‘一些改進’”

對於這個柴油專案,Covanta 獲得了馬薩諸塞州的兩年許可,可以將一家工廠作為研發基地運營,但如果該專案成功,該公司將需要申請商業許可才能繼續運營該工廠。

這個專案不是國防部第一次嘗試將垃圾轉化為能源,但標誌著唯一一次嘗試用垃圾製造柴油。

近年來,陸軍探索了氣化技術以及利用特定種類的垃圾製造乙醇來執行發電機的方法,但目前,這是唯一一個由陸軍工程兵團研究資金資助的垃圾發電專案。 Cosper 說,氣化技術是可靠的,但需要“一些改進”才能使其在野外可用。

2009 年 GAO 的一份報告指出,系統性障礙阻礙了國防部減少對石油基石油的依賴,並有效解決前沿部署地點的燃料需求管理問題。

GAO 說:“國防部在實現這些目標方面面臨困難,因為管理前沿部署地點的燃料需求一直不是部門的優先事項,而且其燃料減少工作也沒有得到很好的協調或全面開展。” 海外軍事設施中沒有廣泛使用的垃圾發電計劃。

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