Одной из наиболее актуальных в последнее время проблем механической переработки и переработки отходов в твердое восстановленное топливо (ТБО) является высокая пожароопасность. Во многом это связано с постоянно увеличивающимся количеством литиевых батарей в общем сборе отходов. При повреждении часто инициируется химическая реакция, которая приводит к невероятно высоким температурам. Это может привести к серьезному повреждению объектов и установок, а в худшем случае-к крупному пожару. Чтобы свести к минимуму такую опасность пожара, FPS Линднера (противопожарная система) обнаруживает перегретые частицы в потоке материала, охлаждает их до безопасной температуры и гарантирует, что предметы, которые не могут быть охлаждены, могут быть безопасно удалены вручную.

Spittal an der Drau/Austria, August 2020. Будь то смартфоны, автомобили или зубные щетки – в современном цифровом, мобильном обществе трудно представить себе жизнь без батарей. Миллиарды из них используются для бесчисленных применений. По данным информационного сайта Австрийской Торговой палаты ‘lithium-info.at " (Австрийская Торговая палата, 2019), ежегодно в Альпийской республике продается около 4700 метрических тонн аккумуляторных батарей, 40% из которых составляют литиевые батареи. Только около 45% всех батарей утилизируются правильно, и, по данным Университета Леобена, примерно 1,4 миллиона из них ежегодно попадают в общий сбор отходов (VOEB, 2019). Университет также оценивает, что эта цифра удвоится в среднесрочной перспективе до 2,8 миллиона (VOEB, 2019). Следовательно, риск возникновения пожара возрастает в геометрической прогрессии при механической обработке, при преобразовании отходов в альтернативные виды топлива. Благодаря применяемой технологии литиевые батареи наряду с другими легковоспламеняющимися материалами, такими как пропитанные смолой текстильные отходы, стали одной из наиболее распространенных опасностей для серьезных пожаров.

ПРОБЛЕМЫ, ВЫЗВАННЫЕ МЕХАНИЧЕСКИМ ПОВРЕЖДЕНИЕМ БАТАРЕИ

Как и любой другой аккумулятор энергии, литий-ионные аккумуляторы (lib) состоят из анода и катода, разделенных проницаемой мембраной Li-ion и непроводящим электролитом. Энергия высвобождается, когда ионы текут между двумя электродами, или накапливается в аноде при подаче перенапряжения. По сравнению с другими технологиями, литий-ионные аккумуляторы имеют одну из самых высоких плотностей энергии благодаря очень высокому рабочему напряжению, которое может быть создано между анодом и катодом. В конечном счете, это проблема, когда батарея механически повреждена и короткое замыкание. Если механическая обработка сгибает или разрывает ячейку, это может разрушить сепаратор, вызвав короткое замыкание. Это приводит к тому, что напряжение между полюсами падает до нуля, высвобождая накопленную энергию в виде тепла в разных точках. Даже при явно запущенных, использованных батареях, оставшаяся энергия настолько высока, что может возникнуть температура более 600 ° C. При определенных обстоятельствах это приводит к неудержимой цепной реакции: тепловому бегству. Скачки температуры заставляют соседние ячейки батареи перегреваться и в течение миллисекунд высвобождать накопленную энергию. Это приводит к пожару или взрыву, которые почти невозможно потушить. В этом контексте особенно проблематично то, что тепловой выброс задерживается и не может произойти сразу после механического повреждения. В производстве SRF это означает более высокий риск возникновения пожара на протяжении всей обработки. В худшем случае поврежденная батарея может оказаться в бункере для хранения топлива, где она может вызвать разрушительный пожар. Даже если батарея горит сама по себе и не вызывает взрыва, результирующие температуры являются огромной проблемой из – за точки воспламенения топлива 319-460 ° с (Lorber, 2010).

 

ПРОТИВОПОЖАРНАЯ СИСТЕМА LINDNER (FPS) АКТИВНО ПРЕДОТВРАЩАЕТ ПОЖАРЫ

Непрерывный, связанный с процессом мониторинг температуры поверхности в нескольких соответствующих точках доказал свою высокую эффективность в борьбе с потенциальной пожарной опасностью и активном повышении безопасности на объектах, производящих твердое восстановленное топливо (СРБ). Таким образом, система противопожарной защиты Lindner (FPS) оснащена оптическими датчиками, которые постоянно контролируют температуру на конвейерных лентах и автоматически запускают систему орошения водой для охлаждения перегретых частиц в потоке материала. Благодаря очень раннему обнаружению этих частиц, большинство опасностей выявляется в начале тепловой реакции, сохраняя необходимое количество воды низким.

 

Кроме того, каждый блок имеет свой собственный датчик управления, обнаруживающий объекты, которые не могут быть охлаждены, такие как литий-ионные батареи, где тепловой побег уже был инициирован. Это вызывает сигнал тревоги, останавливая конвейерную ленту под активным охлаждающим соплом, так что опасность может быть удалена вручную. В зависимости от применения пороговое значение может быть выбрано свободно. Чтобы противодействовать даже замедленной реакции энергетических элементов, можно установить столько пар датчиков, сколько необходимо, в зависимости от размера объекта.

FPS Lindner разработан как компактное решение plug&go для облегчения интеграции системы в существующие объекты. Его версия с подогревом коробки также делает его идеальным для холодных сред.

ПРИМЕР НАИЛУЧШЕЙ ПРАКТИКИ-MAYER RECYCLING GMBH

Одной из первых компаний, опробовавших это инновационное решение, стала компания Mayer Recycling GmbH в верхней Штирии, Австрия. Данные, собранные с середины 2019 года, наглядно демонстрируют преимущества этой сложной технологии. На рис.2 показана температура на конвейерной ленте во время типичного производства SRF. В среднем за месяц в потоке материала обнаруживается более 350 перегретых частиц. Из них примерно 10% были все еще слишком горячими для дальнейшей обработки, вызвали тревогу и были удалены вручную. Из извлеченных материалов около 70% составляли батареи, которые уже подвергались химической реакции. Остальные триггеры системы были охлаждаемыми материалами, такими как металлические частицы, которые становились слишком горячими после измельчения.

 

Подводя итог, можно сказать, что собранные данные ясно показывают, что FPS Линднера существенно снижает пожароопасность на производственных объектах SRF.