一个人的垃圾是另一个人的宝藏。在这种情况下,一个人的固体废物、商业和工业废物、生物质、塑料、轮胎和有机污染物是另一个人的能源、燃料和商品化学品,这要归功于通常称为热解和气化的废物转化技术。多年来,这些废物转化技术一直受到不合时宜的清洁空气法案 (CAA) 法规的监管,并且仍处于相对较低的商业采用水平。现在这可能正在改变。
9 月 8 日,美国环保署宣布了一项拟议规则制定(ANPRM)的预先通知,以“协助制定热解和气化装置法规的潜力”,许多人希望这代表着标准化和澄清这些技术法规的第一步.此外,去年 8 月 EPA发布了一项针对其他固体废物焚烧 (OSWI) 工厂的拟议规则,该规则将通过从“市政废物燃烧装置”的定义中删除对热解的引用来简化热解法规。在 ANPRM 中,EPA 表示将在 10 月 31 日之前发布最终的 OSWI 规则。
热解和气化过程在现行法律中没有定义。这些工艺多年来发生了变化和改进,现在有多种不同的配置,例如高温和低温气化、等离子气化、热或催化热解和加氢裂化。从广义上讲,热解是一种非燃烧过程,涉及在低氧到无氧环境中加热分解原料,并产生焦油、油、颗粒物质以及还原的硫和氮化合物。在气化中,主要区别之一是氧气的存在,原料在高温下与蒸汽或氧气反应(甚至低温气化发生在几百摄氏度),并产生合成气等产品,其具有广泛的应用,包括用作燃料。
在美国,热解和气化技术仍未得到充分利用,那里的工厂很少,正常商业运营的工厂也很少。但行业对化学和塑料回收的兴趣正在迅速增长,EPA 最近采取的标准化法规的措施可能有助于开发和采用化学回收和废物转化技术。改革监管格局将有助于明确这一新兴领域。
EPA 在监管热解和气化方面遇到的一个困难是确切的过程不适合许多现有的监管类别。长期以来,热解一直受到 CAA 第 129 节、42 USC § 7429 的监管(在必要的范围内),这要求 EPA 建立基于最大用于“燃烧[]来自商业或工业机构或公众的任何固体废物材料”的固体废物焚烧装置的可实现控制技术 (MACT)。EPA 为新的和现有的装置以及一般的“其他类别的固体废物焚烧装置”或 OSWI 颁布了这些规定。
目前,OSWI 法规规定“市政废物燃烧装置”(MWC) 包括“热解/燃烧装置”。40 CFR § 60.3078。但法规并未定义“热解/燃烧”,该术语仅出现在城市垃圾燃烧装置的定义中,而 OSWI 的定义仅包括“非常小的城市垃圾燃烧装置”;即便如此,EPA 之前也采取了以下立场,即热解也作为 OSWI 根据“机构废物焚烧单元”的定义进行监管,尽管事实上热解仅存在于 MWC 的定义中。毋庸置疑,行业参与者发现这是一个令人烦恼且令人困惑的监管制度。
因此,2020 年 8 月的拟议规则旨在从 OSWI 法规中删除对热解的提及。EPA 提议从 OSWI 定义中删除热解,因为“此类 [热解] 装置用于燃烧未包含的气体,并且不涉及 OSWI 规则中定义的固体废物的燃烧。”事实上,热解根本不涉及燃烧。相反,热解在高温下分解或“裂化”原料,使用催化剂(催化裂化)或不使用(热裂化)。与燃烧过程相反,热解是吸热的——裂解反应吸收热量而不是散发热量。
2020 年 8 月的拟议规则是EPA 于 2004 年最初颁布 OSWI 法规后长达15 年的诉讼和规则制定的结晶。环保组织已经表示,他们认为拟议规则是不可接受的,并且可能会对该规则进行进一步的诉讼。该规则和热解/OSWI修正案是否按计划生效还有待观察。
与此同时,ANPRM 采取了更广泛的观点,但对 EPA 计划的具体步骤(如果有的话)没有作出承诺。目前,ANPRM 是一项纯粹的信息性活动,如果 EPA 认为不合适,则不需要采取任何措施。在 OSWI 规则预计于 10 月颁布之后,EPA 似乎更可能打算使用 ANPRM 全面改革其热解法规,鉴于其在化学品和废物回收方面的平行作用,同时监管气化是有意义的。
EPA 的行动不仅仅是对一系列长期含糊不清的法规进行必要的改革——在此提供更好的指导将使受监管的行业更全面地采用新兴机制来解决两个紧迫的环境问题:有效销毁弹性污染物和回收碳密集型塑料和化学品。
“PFAS”,即全氟和多氟烷基物质,是一类广泛的化学品,具有广泛的工业和商业用途。虽然国内行业合作伙伴自愿同意减少某些类型的 PFAS 的使用,但如何确保销毁具有显着弹性和持久性的 PFAS 污染物质仍然是一个棘手的问题。EPA 的 PFAS 创新处理小组 (PITT)在今年 1 月发表了一份研究简报,讨论了使用热解和气化工艺销毁受 PFAS 污染的废物。PITT 将热解和气化确定为有效破坏含有 PFAS 的废水固体的“有前途的技术”。有效销毁含 PFAS 的废水将是一个显着的好处。
更广泛地说,现代热解和气化技术在促进有效的塑料和化学品回收以及减少使用新投入的需求方面具有很大的前景。正如 EPA 在 ANPRM 中所承认的那样,热解和气化不会降低与原料相关的输出质量,因此有可能“围绕塑料使用产生‘循环经济’,其中消费后的塑料产品可以回收到再次生产质量相同或相似的塑料,而不是被丢弃或‘降级’为质量较差的产品。”有效和广泛采用热解和气化可以减少化学品制造对原始投入的需求,从而减少相关排放和环境影响。