利川水、熱能和高壓,熱解聚處理技術(shù)可以將動物內(nèi)臟等有機廢物轉(zhuǎn)變成燃油和其他化學產(chǎn)品。
把垃圾變成燃油
只用有機垃圾作原料,生產(chǎn)出極具價值的產(chǎn)品,這不是新的騙局,而是位于美國密蘇里州的一座造價2500萬美元的廢品加工廠的職能。2003年末工廠開工,它由美國農(nóng)業(yè)巨頭康家公司和一家技術(shù)開發(fā)公司聯(lián)合創(chuàng)辦??导夜久刻煲讱⒋罅康碾u和其它動物,公司計劃每天將200噸動物內(nèi)臟傾倒進一個大罐子里,然后將這些有機垃圾運到處理廠,經(jīng)過熱解聚工藝處理,出現(xiàn)在工廠另一端的是500桶家用燃料,還有足夠運作整個工廠的天然氣以及11噸可以制造化肥的濃縮礦物質(zhì)。
“熱斛聚技術(shù)”是伊利諾伊州微生物學家保羅·巴斯基斯發(fā)明的一項專利技術(shù),可以應(yīng)用于幾乎所有含有碳元素的原料。與用玉米粉制造乙醇不同,熱解聚技術(shù)模仿的足地球把有機物轉(zhuǎn)變成石油的過程,只是整個進程縮短了。在從前的廢品處理技術(shù)中,人們總是試圖把水從廢料中壓榨提取出來,該技術(shù)卻依靠水來加速處理過程。
從理論上講,熱解聚工廠可處理的范圍從廢舊汽車輪胎到動物糞便,從廢紙到醫(yī)療垃圾。這利·工廠可以推廣到全世界,因為不論在哪里,它的原料都十分充足。或許,它可以解決人類對石油不斷擴大的需求。
盡管還只是一項尚處在初步實踐階段的新技術(shù),但支持者們相信不久之后這樣的工廠就會遍布全球。目前,美國聯(lián)邦政府,天然氣技術(shù)協(xié)會以及許多私人投資者都對該項目充滿興趣。美國貝爾實驗室的前任總監(jiān)安德里亞森相信,熱解聚技術(shù)將為美國能源供給翻開全新的一頁。
模擬大自然的神力
巴斯基斯是一位微生物學家和發(fā)明家,許多年來,他一直在探索將有機廢物轉(zhuǎn)化成石油的途徑。隨著科技的發(fā)展,他也在不斷改良自己的設(shè)計,他隨時關(guān)注生物化學和物理學領(lǐng)域的最新研究,并廣泛吸收借鑒。他的研究吸引了很多投資人,他們愿意把理論變?yōu)閷嵺`。
巴斯基斯將目光投向一個理論上行得通但從未取得商業(yè)成功的領(lǐng)域,那就是利用熱量將有機垃圾降解為最基本的成份。與其他學者不同,巴斯基斯更看重水在整個過程中的作用,他發(fā)明創(chuàng)造出一種新的降解工藝,與前人的處理方式相比,只需要更少的熱量、更低的氣壓和更短的時間。
在康家公司的廢品處理廠里,一號有機垃圾處理爐的溫度可達260攝氏度,壓力為41個氣壓,有機物在這個“高壓鍋”里“蒸煮”的時間不超過半小時,就可以完成把脂肪分解為脂肪酸,把蛋白質(zhì)分解為氨基酸的最初步驟。隨后這些原料進入第二個處理階段,來自“高壓鍋”的流體迅速減壓,并分成兩部分。主要成分流向第二階段反應(yīng)爐,水蒸汽則通過管道返回第一階段的反應(yīng)爐,為接下來要處理的垃圾預熱。在第二階段的反應(yīng)爐中,繼續(xù)利用較高的溫度分解有機物的分子鏈,并不斷吸取混合物中分子量較小,結(jié)構(gòu)較簡單的物質(zhì)。這些物質(zhì)在高溫高壓下首先變成氣體,并通過管道進入蒸餾水槽。在這里它們被分離提純,分隔為甲烷等氣態(tài)碳氫化合物、比重小于水的輕油和比重大于水的重油。經(jīng)過這一處理過程,剩余的是固體碳和一些可用于化肥生產(chǎn)的礦物質(zhì)混合體。
生產(chǎn)出來的可燃氣體就地利用,用于反應(yīng)爐的加熱,水也在經(jīng)過滅菌處理后循環(huán)利用。輕油和重油經(jīng)過進一步蒸餾,分離為汽油、煤油等輕型燃料和用于化學品生產(chǎn)的石腦油;碳可以用來生產(chǎn)印刷顏料。有機原料中15%的能量在處理過程中消耗掉了,但剩余的85%能量儲存在高利用率的產(chǎn)品中。
足以改變未來的技術(shù)
該項目不僅吸引了私人投資者,美國能源部和環(huán)保部門也資助1200萬美元,幫助建設(shè)康家公司的廢品處理廠。公司對項目擁有足夠的信心,已經(jīng)在阿拉巴馬州的工廠附近買下地皮,著手建立第二座同類工廠。
熱解聚技術(shù)足以改變世界和未來。它的原料來源廣泛,從比較容易處理的汽水瓶等簡單塑料制品,到諸如聚氯乙烯這樣難以降解的物質(zhì)。從前,人們利用簡單的焚燒手段對付聚氯乙烯,但它燃燒時產(chǎn)生的二惡英對環(huán)境危害相當大;而利用熱解聚技術(shù),處理工序中的氯元素與水中的氫元素結(jié)合,生成鹽酸——種應(yīng)用廣泛的化學產(chǎn)品。熱解聚技術(shù)還可以處理目前在歐洲堆積如山的牛骨——因為瘋牛病的威脅,各國禁止把動物骨骼磨制成骨粉喂給其它動物。
當然,熱解聚技術(shù)最有價值的產(chǎn)品還是可用作石油替代品的燃料。目前,在美國國家財政和政策的支持下,熱解聚處理廠生產(chǎn)石油的價格約為每桶J5美元,遠低于國際市場的原油售價。巴斯基斯相信在技術(shù)成熟之后,燃料產(chǎn)品的生產(chǎn)成本可以降至每桶6至8美元。在以后的數(shù)十年中,熱解聚處理工廠有望有效降低美國對進口石油的依賴。同時,因為處理過程中大部分能量都保留在產(chǎn)品中,而不像傳統(tǒng)的焚燒處理方式那樣全部轉(zhuǎn)化為熱量,熱解聚技術(shù)可以有效地緩解全球變暖和溫室效應(yīng)。
但現(xiàn)在,熱解聚技術(shù)還無法真正改變世界,因為僅有一個實踐者是遠遠不夠的,我們期待著成千上萬座這樣的工廠在世界各地出現(xiàn)的那一天。