SILVERGAS s r o Bardejov Energetick zhodnocovanie komunlneho

SILVERGAS s. r. o. Bardejov Energetické zhodnocovanie komunálneho odpadu a RDF v plazmovom reaktore. Marián LÁZÁR Jaroslav SILVESTRI E-mail: plazgaz@gmail. com

množstvo odpadu (kg /obyv. ) Nakladanie s komunálnym odpadom v EU 800 1995 2000 700 2005 600 2011 500 400 300 200 100 sklo 12 % ostatný 1 % Odpad bohatý na uhlík biologický odpad 45 % papier 20 % Zloženie KO v roku 2011 na území SR. sk o aj či ar sk o o ór Šv N stv ko ľo v ds é k en Sp oj Če stavebný odpad textil 4 % 2, 5 % pneumati-ky guma 4 % 0, 5 % železné kovy plasty 4 % 7 % rá ko o sk ns Šv é Fí o en lsk ov Sl o ľs k Po rtu ga o Po sk kú ko ds an ol H Ra al ta o M ar sk us pr aď M ko ns Cy ko lia zs Ta cú Fr an el sk o ko ni Írs ec sk em N Šp a ko o a án D sk á r e pu bl ik ko ic lg Be EÚ 2 7 0

Termické spôsoby zneškodňovania komunálneho odpadu Predstavujú neoddeliteľnú súčasť politiky trvalo udržateľného a integrovaného systému nakladania s odpadmi. Ø spaľovanie Ø pyrolýza Ø splynovanie Ø plazmové splynovanie Hlavné zlúčeniny a produkty vznikajúce v procesoch termického spracovania odpadov

Splynovanie a tavenie odpadov plazmovou technológiou q Organický podiel odpadu (textília, zelený odpad, plasty a pod. ) syntézny plyn q Anorganický podiel odpadu (sklo, keramiky, pôda, stavebný odpad a pod. ) vitrifikovaná troska q dutá grafitová elektróda Kovy s vysokým bodom tavenia (Fe, Cu, Al, etc. ) kovová zliatina q Kovy s nízkym bodom tavenia (Hg, Cd, Zn, Pb, etc. ) syntézny plyn plazmový reaktor dávkovanie úlety anóda ostatné

Bloková schéma kompletnej plazmovej jednotky elektrická energia RDF spaliny plazmotvorný plyn syntézny plyn čistenie SP elektrická energia teplo zliatina troska

Splynovanie namiešanej zmesi komunálneho odpadu Charakteristika namiešanej zmesi komunálneho odpadu Druh odpadu Textil Bioodpad Sklo Plasty (PE + LDPE) Papier Vsádzka kg 1, 00 1, 50 1, 00 1, 25 0, 38 hm. % 19, 493 29, 240 19, 493 24, 366 7, 407 Papier 7% Splynovanie namiešanej vsádzky v dusíkovej atmosfére. Predpoklad vzniku väčšieho množstva nezreagovaného uhlíka. Plasty (PE + LDPE) 24% Sklo 19% Textil 19% Bioodpad 29%

Splynovanie namiešanej vsádzky komunálneho odpadu bolo zrealizované priemernej teplote 1 578 °C. Prevádzkové parametre Jednotka Priemerná teplota Celková doba vsádzania Vsadené množstvo Rýchlosť vsádzania Prietok dusíka Celková spotreba energie Špecifická spotreba energie Produkcia syntézneho plynu °C min. kg kg∙min-1 m 3∙min-1 k. Wh∙kg-1 m 3∙kg-1 Vyhodnotenie merania Experimentálne meranie 1 578 20 5, 130 0, 257 0, 0165 8, 72 – 9, 75 1, 7 - 1, 9 1, 018 – 1, 069 Výpočet objemu vznikajúceho množstva syntézneho plynu bol prevedený aj na základe bilancie C. Takto predpokladaná teoretická hodnota produkcie syntézneho plynu je na úrovni 1, 66 do 1, 93 m 3∙kg-1.

Produkty generované v priebehu splynovacieho procesu syntézny plyn, Zachytený v cyklónovom odlučovači v množstve cca 1, 1 kg grafitový a tuhý úlet, troska. z dôvodu malého množstva spracovanej vsádzky neboli analyzované Druh rozboru Metán (CH 4) Vodík (H 2) Kyslík (O 2) Dusík (N 2) Oxid uhličitý (CO 2) Oxid uhoľnatý (CO) Etén (C 2 H 4) Etán (C 2 H 6) Etín (C 2 H 2 ) suma C 3 uhľovodíkov suma C 4 uhľovodíkov suma C 5 -8 uhľovodíkov Výhrevnosť Chromatografická analýza vzorka 1 vzorka 2 vzorka 3 (obj. %) 8, 59 4, 77 2, 54 44, 5 48, 9 30, 3 0, 16 0, 11 0, 74 6, 03 6, 61 15, 9 6, 60 1, 66 2, 42 32, 5 37, 1 47, 3 0, 97 0, 49 0, 52 0, 055 0, 031 0, 023 0, 42 0, 24 0, 15 0, 011 0, 004 0, 0099 0, 004 0, 005 0, 17 0, 12 0, 09 13, 12 MJ·m-3 12, 31 MJ·m-3 10, 71 MJ·m-3

Predpokladané priemerné zloženie syntézneho plynu produkovaného splynovaním namiešanej vsádzky komunálneho odpadu. zloženie % CO 37, 95 H 2 48, 90 N 2 6, 61 CO 2 1, 66 O 2 0, 11 CH 4 4, 77 Produkcia syntézneho plynu na 1 kg odpadu : 1 - 1, 1 m 3 SP Výhrevnosť syntézneho plynu : 12 MJ. m-3 Energia SP produkovaná z 1 kg odpadu: 12 – 13, 2 MJ. m-3 Spotreba elektrickej energie na splynovanie 1 kg odpadu: 1, 7 - 1, 9 k. Wh Zhodnocovanie SP (kogeneračná jednotka – účinnosťe 40 %) energia obsiahnutá v SP vzťahovaná na 1 kg vsádzky: 1, 33 – 1, 46 k. We 3, 33 – 3, 66 k. Wcelkove Predpokladané množstvo vitrifikovanej trosky 22 až 28 % hmotnosti vsádzky z dôvodu vysokého obsahu anorganického materiálu vo vsádzke a to cca 20 % skla.

Splynovanie RDF v mierne oxidačnej atmosfére Splynovanie RDF odpadu s vlhkosťou cca 25 % bolo uskutočnené priemernej teplote 1 480 °C. Cieľom dosiahnutia čo najväčšieho objemu vznikajúceho syntézneho plynu, na základe teoretických výpočtov, prietok oxidačného činidla privedeného do procesu splynovania, bol stanovený na úrovni 8 l∙min-1. Prevádzkové parametre Jednotka Priemerná teplota Celková doba vsádzania Vsadené množstvo Rýchlosť vsádzania Prietok oxidačného činidla (O 2) Celková spotreba energie Špecifická spotreba energie Produkcia syntézneho plynu °C min. kg kg∙min-1 m 3∙min-1 k. Wh∙kg-1 m 3∙kg-1 Vyhodnotenie merania Experimentálne meranie 1 480 36 4, 8 0, 133 0, 008 3, 84 – 4, 32 0, 8 – 0, 9 2 Vsádzka

Produkty generované v priebehu splynovacieho procesu syntézny plyn, grafitový a tuhý úlet, Zariadenie 30 k. VA troska. Materiál RDF Ľublin Poľsko Navážka vsádzky (kg) Množstvo fúkaného O 2 (l/min) Zloženie SP Metan CH 4 Vodik H 2 Kyslik O 2 Dusik N 2 Oxid uhličitý CO 2 Oxid uholnaty CO Etylen C 2 H 4 Etan C 2 H 6 Acetylen C 2 H 2 C 5 -8 C 4 C 3 Výhrevnosť MJ∙Nm-3 4, 4 kg RDF + 0. 4 kg Si. O 2 8 8 obj. % 0. 82 39. 2 0. 04 17. 4 3. 3 39. 1 0. 068 0. 003 0. 010 0. 007 0. 001 9. 52 obj. % 0. 26 50. 9 0. 03 4. 25 1. 10 43. 5 0. 006 0. 001 0. 003 0. 005 0. 001 11. 10

Predpokladané priemerné zloženie syntézneho plynu produkovaného z RDF odpadu. Zloženie % CO 39, 1 H 2 39, 2 N 2 17, 4 CO 2 3, 3 O 2 0, 04 CH 4 0, 82 Produkcia syntézneho plynu na 1 kg odpadu : cca 2, 00 m 3 SP Výhrevnosť syntézneho plynu : 9, 6 MJ. m-3 Energia SP produkovaná z 1 kg odpadu: 19, 2 MJ. m-3 Spotreba elektrickej energie na splynovanie 1 kg odpadu: 0, 8 – 0, 9 k. Wh Zhodnocovanie SP (kogeneračná jednotka, účinnosťe 40 %) energia obsiahnutá v SP vzťahovaná na 1 kg vsádzky : 2, 13 k. We 5, 33 k. Wcelkove predpokladané množstvo vitrifikovanej trosky 2 – 8 % hmotnosti vsádzky. Predpoklad: Práca reaktora: 300 dní/rok ; 24 h/denne, 7200 h/rok 500 t/rok 70 kg/h 80 k. VA jednotka plazmového reaktora 3000 t/rok 420 kg/h 400 k. VA jednotka plazmového reaktora 8600 t/rok 1200 kg/h 1000 k. VA jednotka plazmového reaktora