Wat is thermische behandeling?
Thermische behandeling is meestal een term die verwijst naar een methode voor het verwerken van afval dat niet terug kan worden gerecycled in de sector consumentenproducten. Door het afval op specifieke niveaus toe te passen, of in feite te verbranden, wordt het volume van onherstelbare materialen drastisch verminderd en worden brandbare materialen verbrand voor de opwekking van energie van afval naar energie. Een verwant gebied van thermische behandeling is de verwerking van verontreinigde grond of grondwater om verontreinigende stoffen te verwijderen. Het primaire doel van dergelijke behandelingen is het scheiden van koolwaterstoffen en andere organische verbindingen van anorganische materialen zoals zware metalen en metaalzouten. Sommige van de industrieën die afhankelijk zijn van thermische behandeling voor economische efficiëntie en naleving van milieuwetten zijn de gemeentelijke sector voor afvalbeheer, cementovens en de opkomende industrie van thermische depolymerisatie (TDP) die ruwe olie uit afval produceert.
Afvalbeheer door thermische behandeling is niet altijd een laatste fase van het afval. In sommige gevallen produceert het proces afvalstoffen die voldoen aan de milieuwetgeving en die op stortplaatsen kunnen worden verwijderd. In situaties waar grote hoeveelheden zware metaalverbindingen worden geproduceerd, moeten deze materialen verder worden verwerkt of worden verzonden naar faciliteiten die het afval kunnen gebruiken in een soort industriële productie. De kosten voor het behandelen van afval met thermische methoden worden echter als vrij laag beschouwd en zijn meestal een factor van arbeidskosten.
Er zijn twee hoofdtypen van thermische behandeling van afval vanaf 2011. Verbranding wordt gebruikt in cementovens bij temperaturen van 2552 ° tot 2,732 ° Fahrenheit (1400 ° tot 1500 ° Celsius), waar koolwaterstofverbindingen worden vernietigd of verbrand als brandstof, en het wordt ook toegepast op gevaarlijke vormen van biologisch afval, zoals geproduceerd op medisch gebied. Andere benaderingen van verbranding omvatten pyrolyse waarbij organische verbindingen worden afgebroken zonder dat zuurstof aanwezig is, en vergassing waarbij dezelfde verbindingen reageren met zuurstof en stoom om syngas te produceren, een brandstof die voornamelijk bestaat uit koolmonoxide en waterstof.
Thermische desorptie is de tweede thermische behandelingsmethode die vanaf 2011 beschikbaar is, waarbij verbindingen worden verdampt maar niet worden verbrand. De methodologie kan worden gebruikt om ter plaatse vervuild water en grond te behandelen, om vluchtige organische stoffen te verwijderen die verdampt zijn en verzameld worden voor verder gebruik of verwijdering. Op deze manier behandelen van grond of water gebeurt via verschillende methoden, waaronder elektrische weerstand en radiofrequentieverwarming of de injectie van hete verbindingen zoals lucht, water of stoom. Bodem en water met extreme verontreinigingen zoals van radioactief afval worden behandeld via een thermisch desorptieproces dat bekend staat als vitrificatie, waarbij de materialen worden hervormd tot een soort glas dat organische verbindingen verwijdert en metalen en radionucliden opsluit. Vitrificatie is echter een duur proces dat moet worden uitgevoerd bij temperaturen van 2.912 ° tot 3.632 ° Fahrenheit (1.600 ° tot 2.000 ° Celsius).
Thermische depolymerisatie is een andere vorm van thermische behandeling van afval, waarbij de grondstof van afvalbiomassa en plastic wordt gebruikt in een versnelde versie van het natuurlijke proces dat fossiele brandstoffen genereert. In de loop van enkele uren wordt druk en warmte op het afval toegepast om de moleculaire structuur van de verbindingen af te breken in eenvoudiger koolwaterstofketens. Aanvankelijk vereiste thermische depolymerisatie meer energie om de brandstof te maken dan de brandstof zelf kon bieden tot 1996, toen verfijningen in het proces het economisch haalbaar maakten.
Naar schatting werd vanaf 2007 minstens 3.198.916 ton stedelijk afval (MSW) op jaarbasis omgezet in energie door de drie grootste westerse bedrijven in het veld. Dit is echter slechts een zeer kleine hoeveelheid van het vaste afval dat jaarlijks wereldwijd wordt geproduceerd. Alleen China produceert alleen al in 2007 ongeveer 211.000.000 ton MSW. Naar schatting is Japan vanaf 2007 toonaangevend in de thermische behandeling van MSW, waar meer dan 40.000.000 ton werd verwerkt. Het grote nadeel van thermische behandeling is dat, ondanks strikte controles, het proces aanzienlijke hoeveelheden zeer giftige luchtverontreinigende stoffen genereert, zoals dioxineverbindingen, kwik en koolmonoxide.