1 Termiczne metody unieszkodliwiania odpadów

2 Termiczne metody utylizacji odpadówSpalanie – proces utlenienia przebiegający z wydzieleniem dużej ilości ciepła i połączony ze świeceniem. Piroliza – zespół procesów fizykochemicznych, które należy przeprowadzić, aby uzyskać efekt w postaci rozkładu paliwa bez udziału tlenu

3 - uwodornianie – przekształcenie substancji w warunkach podwyższonej temperatury i ciśnienia- suszenie

4 Cele spalania - uczynienie odpadów resztkowych obojętnymi (przy minimalizacji emisji gazów i odcieków) - zniszczenie szkodliwych zanieczyszczeń organicznych - zatężenie szkodliwych zanieczyszczeń nieorganicznych - zmniejszenie ilości (objętości) przeznaczonych do składowania odpadów pierwotnych - wykorzystanie wartości opałowej odpadów - przetworzenie pozostałości w użyteczne surowce wtórne

5

6

7

8 Lokalizacja spalarni - Na terenach średnich i dużych miast brak terenów (np. wymagania co do odległości od zabudowań mieszkalnych) - W małych miastach przeszkodą może być charakter terenu (rolnictwo, park krajobrazowy, tereny turystyczne, uzdrowiskowe) - Minimalna ilość odpadów, których spalanie jest opłacalne – ok. 100 tys. ton/rok

9

10

11 - chlor – maksymalnie 0,5% - brak rtęciCzystość odpadów - chlor – maksymalnie 0,5% - brak rtęci

12 Przygotowanie odpadów- zasobnik – główna funkcja: bufor - rozdrabnianie odpadów wielkogabarytowych - homogenizacja

13

14 Spalanie na ruszcie - suszenie – w początkowej strefie rusztu odpady podgrzewane są do temperatury > 100oC, następuje odparowanie wilgoci - odgazowanie – w temperaturze > 250oC wydzielane są składniki lotne - spalanie - zgazowanie – utlenienie substancji lotnych temperaturze > 1000oC - dopalanie - temperatura > 1200oC, czas przebywania >2,5 s, destrukcja PCDD, PCDF

15

16 Systemy palenisk rusztowych- ruszt z ruchem zgodnym z kierunkiem przesuwu odpadów - ruszt z ruchem przeciwnym do kierunku przesuwu odpadów - ruszt walcowy

17 Ruszt o ruchu zgodnym

18 Ruszt o ruchu przeciwnym

19 Ruszt walcowy

20 Przepływ spalin w komorze

21 Spalanie w warstwie fluidalnej

22

23 Piec walcowy

24 Odpady paleniskowe - żużel: 20-30% wsadu masowo, ok.10% objętościowo- możliwość wymywania zanieczyszczeń do wód gruntowych - kilkanaście procent mieszanki betonowej

25 Odżużlanie

26 Wymienniki ciepła - gorące spaliny zanieczyszczone są żrącymi gazami i pyłami - wytwarzanie pary wodnej i za jej pomocą energii elektrycznej

27 - na wodę gorącą - na parę nasyconą - na parę przegrzanąRodzaje konstrukcji - na wodę gorącą - na parę nasyconą - na parę przegrzaną

28 -110-200oC, nadciśnienie - wykorzystanie do centralnego ogrzewaniaKotły na gorącą wodę oC, nadciśnienie - wykorzystanie do centralnego ogrzewania

29 Kotły na parę nasyconą - temperatura > 130oC, nadciśnienie- mieszanina pary i cieczy - para do celów technologicznych, woda zawracana do kotła

30 Kotły na parę przegrzaną- temperatura > 130oC, nadciśnienie - para nasycona jest następnie przegrzewana - para do celów technologicznych, woda zawracana do kotła

31 Kotły z obiegiem naturalnym

32 Kocioł z obiegiem wymuszonym

33 Kotły przepływowe

34 Erozja w komorze paleniskowejCzynniki wpływające na erozję: - szybkość ruchu cząstek w popiołach lotnych - zawartość pyłu w spalinach - wielkość i twardość cząstek

35 Korozja w komorze paleniskowej- korozja wysokotemperaturowa – bez udziału wilgoci – chlorowodorowa, chlorkowa, siarczanowa - korozja niskotemperaturowa – w obecności wilgoci, korozja postojowa, korozja punktu rosy

36 Odpylanie - filtry workowe, elektrofiltry, cyklony- pył – ok. 1% pierwotnego wsadu - do 90% PCDD, PCDF - do cementowni

37 Cyklon

38

39 Filtry workowe - włókna naturalne, z tworzyw sztucznych, szkła, mineralne, metalowe - głównie filtracja powierzchniowa - regeneracja przez wytrząsanie lub przepływ sprężonego powietrza

40

41

42

43

44

45 - metody suche - metody półsuche - metody mokreAbsorpcja gazów - metody suche - metody półsuche - metody mokre

46 Metody mokre - Absorpcja HCl, HF, metali ciężkich w kwaśnym roztworze (pH < 1) - rektyfikacja – podział na roztwór HCl, roztwór metali ciężkich i wodę zawracaną do płuczki - Absorpcja alkaliczna – usunięcie SO2, powstaje gips

47 Metody półsuche - rozpylenie mgły Ca(OH)2 - usuwanie HF, HCl, SO2, SO3- wydzielenie soli w stanie suchym, min. pyłków gipsu

48

49 Metody suche - absorbent - pyłek Ca(OH)2 - usuwanie HF, HCl, SO2, SO3- wydzielenie soli w stanie suchym, min. pyłków gipsu - recyrkulacja reagenta wydzielonego w elektrofiltrze

50 Ograniczenie powstawania NOx

51 Likwidacja NOx Metoda bez katalizatora:- reduktor: amoniak, mocznik, gnojowica - produkty: para wodna i azot

52 Likwidacja NOx Metoda z katalizatorem:podgrzanie do temperatury ok. 350oC - mgła wodna ze znaczną ilością amoniaku - katalizatory – tlenki tytanu, wandanu i wolframu (regeneracja kosztowna i szkodliwa dla środowiska)

53 Usuwanie par rtęci - sorpcja na porowatych sorbentach pokrytych warstwą metaliczną (tworzenie amalgamatów) - temperatura oC - Zn - zużyte sorbenty – odpady wtórne

54 Końcowa sorpcja na węglu aktywnym- temperatura ok. 100oC - usuwanie PCDD, PCDF - zużyte sorbenty są przeważnie spalane

55

56

57

58 Spalanie osadów ściekowych

59 Spalanie słomy

60

61 Piroliza Oczekiwania:- prosta technologia, pozwalająca do ekonomicznego eksploatowania instalacji o małej wydajności (<10 t/h) - możliwość odzysku energii i surowców - podatność na składowanie produktów przydatnych energetycznie - elastyczności w przypadku zmiany składu odpadów - ograniczenie uciążliwości odpadów do środowiska

62 - gaz pirolityczny - koks - olej - smoła wytlewnaProdukty pirolizy - gaz pirolityczny - koks - olej - smoła wytlewna

63 Wykorzystanie produktów- olej (opony, tworzywa sztuczne) - gaz pirolityczny (wartość opałowa kJ/m3)

64

65

66 Zgazowanie Kontynuacja procesu pirolizy.Utlenienie zawartego w koksie węgla w temp. ok. 800oC przy mniejszej od stechiometrycznej ilości tlenu.

67 - temperatura: 440-480oC - ciśnienie ok. 300 barUwodornienie - temperatura: oC - ciśnienie ok. 300 bar

68 Etapy uwodornienia - rozkład makromolekuł na substancje prostsze i ich wysycenie wodorem - rafinacja – woda, amoniak, kwas solny, siarkowodór

69

70

71 Suszenie Końcowy etap uzdatniania osadów ściekowych. Wykorzystanie:- rolnicze - produkcja asfaltu - spalanie (elektrownie, piece cementowe, spalarnie odpadów)

72

73

74

75

76

77

78