TECHNOLOGIA ZGAZOWANIA ODPADÓW W ZZO ......• Wykorzystanie odpadów jako paliwa w instalacji. •...
Transcript of TECHNOLOGIA ZGAZOWANIA ODPADÓW W ZZO ......• Wykorzystanie odpadów jako paliwa w instalacji. •...
Zakład Zagospodarowania Odpadów Nowy Dwór Sp. z o. o.
– Lucyna PerlickaSzczecin, 20-22.02.2019 r.
TECHNOLOGIA ZGAZOWANIA ODPADÓW
W ZZO NOWY DWÓR
- PROJEKT, A REALIZACJA
LOKALIZACJA ZAKŁADU
ZZO Nowy Dwór
WYDAJNOŚĆ I GŁÓWNE OBIEKTY
ZAKŁADU
1. Sortownia odpadów komunalnych o przepustowości (dla jednej zmiany
roboczej):
- 35 000 Mg/rok dla odpadów komunalnych zmieszanych
- 2 000 Mg/rok dla odpadów selektywnie zbieranych
2. Instalacja biologicznego przetwarzania odpadów o przepustowości
23 000 Mg/rok składająca się z:
- wiata przyjęcia i przygotowania odpadów do kompostowania
- cztery żelbetowe bioreaktory do stabilizacji tlenowej/kompostowania
- wiata dojrzewania stabilizatu/kompostu
3. Kwatera składowa o powierzchni 2,59 ha
ODPAD O KODZIE 19 12 12 - JEDEN Z GŁÓWNYCH PROBLEMÓW RIPOK
ZAGOSPODAROWANIA ODPADÓW KALORYCZNYCH POWYŻEJ 6 MJ/KG
• Zbycie odpadów w przetargu podmiotom produkującym RDF lubzagospodarowującym w całości odpad
• Wytworzenie paliwa alternatywnego RDF dla spalarni, cementowni
• Termiczne przekształcanie odpadów we własnym zakładzie, poprzezinstalacje do produkcji energii elektrycznej/cieplnej
PROCES ZGAZOWANIA
Zgazowanie polega na przemianie stałych i ciekłych substancji takichjak wszelka biomasa, węgiel w gaz składający się głównie z tlenkuwęgla i wodoru.
Proces ten prowadzony jest w bardzo wysokiej temperaturze (rzędu1000oC w obecności powietrza albo pary wodnej, czyli czynnikazgazowującego.
6
PLUSY MINUSY
• Utylizacja odpadów komunalnych, przy
jednoczesnym odzysku energii (energia
cieplna/energia elektryczna).
• Eliminacja odorów składowiskowych.
• Oszczędność miejsca do składowania odpadów
• Redukcja wytwarzania z kwater CO2, metanu
i innych szkodliwych związków uwalniających
się z zalegających na składowisku odpadów.
• Wykorzystanie odpadów jako paliwa
w instalacji.
• Wyeliminowanie niebezpieczeństwa awarii
i przecieku systemów zbierania odcieków.
• Zmniejszenie potrzeby wydobycia węgla
i wykorzystanie paliwa alternatywnego bez
wymaganych nakładów na wydobycie.
• Możliwość stworzenia rozproszonej struktury
sieci elektroenergetycznej.
• Długi cykl prawno-budowlany inwestycji.
• Wymagane duże nakłady (środki) inwestycyjne.
• Trudność w znalezieniu stałego, wydajnego odbiorcy
na energię i ciepło wytworzone w instalacji, z uwagi
na sezonowość – ograniczenie zapotrzebowania na
ciepło z procesu.
• Zmienność wsadu do reaktora.
• Opór społeczny – strach przed nieznanym.
PROCESY TOWARZYSZĄCE ZGAZOWANIU
Procesy fizykochemiczne zachodzące w reaktorze zgazowania:
• Suszenie - odparowanie wilgoci
• Piroliza
• Utlenianie części lotnych (reakcje homogeniczne)
• Reakcje powierzchniowe (reakcje heterogeniczne)
Produktem końcowym zgazowania jest syngaz, a także popioły i żużle.
INSTALACJA BADAWCZA W ZZO
Autotermiczny reaktor grawitacyjny zgazowania odpadów komunalnychpowstał dzięki współpracy trzech podmiotów:
• Instytutu Maszyn Przepływowych im. Roberta Szewalskiego PANw Gdańsku – beneficjenta dofinansowania udzielonego przezWojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnejw Gdańsku
• ECO – Construction sp. z o.o. w Gdańsku
• Zakładu Zagospodarowania Odpadów Nowy Dwór Sp. z o.o.
Projekt rozpoczął się w 2015 r. uzyskując dofinansowanie z WFOŚiGWw Gdańsku
Okres realizacji projektu: 18 miesięcy
GŁÓWNY POWÓD INWESTYCJI
• Zakaz składowania odpadów m.in. o kaloryczności powyżej 6 MJ/kg
suchej masy
• Zagospodarowanie pozostałości posortowniczej (balastu) o kodzie
19 12 12 w sposób inny niż składowanie
• Zagospodarowanie odpadów problematycznych dla zakładu z grupy
02, 04, 16, 20 w sposób inny niż składowanie
• Ograniczenie wypełniania kwater składowiska
1. Projekt – 456 600,00 zł w tym:
• WFOŚ – 310 000,00 zł dofinansowanie dla IMP PAN
• IMP PAN – 86 600,00 zł wkład własny
• ZZO Nowy Dwór – 60 000,00 zł wkład własny
2. DODATKOWE KOSZTY
OGÓŁEM: 623 199,65 zł
Rozdrabniacz odpadów - zakup przez ZZO Nowy Dwór 154 599,65
Kontener – zakup przez Eco-Construction 12 000,00
KOSZTY PROJEKTU
ZAŁOŻENIA INWESTYCJI
• prowadzenie badań efektywnego zagospodarowanie odpadówo kaloryczności powyżej 6 MJ w reaktorze
• udoskonalanie procesu zgazowania, co w przyszłości możeprzyczynić się do powstania instalacji docelowej
• przetestowanie technologii umożliwiającej zagospodarowanieodpadów kalorycznych
• zastosowanie technologii, która polega na rozkładziew warunkach wysokiej temperatury odpadów składających sięz plastików, papierów, tekstyliów, biomasy oraz substancjimineralnych w mieszaninę gazów (syngaz)
PARAMETRY INSTALCJI
• instalacja badawcza o wydajności do 100 kg/h
• produkcja syngazu na poziomie 200-250 Nm3/h
• wartość opałowa odpadów około 15 MJ/kg
• moc w cieple około 300 KW
• wartość opałowa syngazu 7 MJ/Nm3
14
1. Badania zgazowania mieszanek paliwa wtórnego i biomasy w reaktorze
– wersja laboratoryjna
2. Projekt instalacji autotermicznego zgazowania paliwa odpadowego
i oczyszczania syngazu
3. Budowa i montaż instalacji
4. Uruchomienie instalacji autotermicznego zgazowania
5. Wielowariantowe badania eksperymentalne zgazowania paliwa
i oczyszczania syngazu
6. Badania i optymalizacja układu transportu smół i pyłów lotnych do
reaktora
7. Podsumowanie projektu
ETAP REALIZACJI
BUDOWA I MONTAŻ INSTALACJI
- przygotowanie kontenera
BUDOWA I MONTAŻ INSTALACJI
- budowa zasobnika
BUDOWA MONTAŻ INSTALCJI
- gotowy zasobnik
PRZYGOTOWANIE TERENU POD INSTALCJĘ
POSADOWIENIE KONTENERA
MONTAŻ AUTOMATYKI I STEROWANIA PROCESEM
MONTAŻ REAKTORA
GOTOWA ZGAZOWARKA
ELEMENTY SKŁADOWE INSTALACJI
• Kontener z komorą spalania i reaktorem zgazowującym
•Aparatura kontrolno-pomiarowa
• Ślimakowy podajnik paliwa z zasobnikiem
• Odbiornik popiołu
ODPADY KIEROWANE DO ZGAZOWANIA
• 02 02 99 – Inne niewymienione odpady
• 04 02 09 – Odpady materiałów złożonych (np. tkaniny
impregnowane, elastomery, plastomery)
• 04 02 22 – Odpady z przetworzonych włókien tekstylnych
• 16 01 19 – Tworzywa sztuczne
• 19 12 12 – Inne odpady (w tym zmieszane substancje i przedmioty)
z mechanicznej obróbki odpadów inne niż wymienione w 19 12 11
• 20 03 07 – Odpady wielkogabarytowe
Wymienione odpady poddaje się rozdrobnieniu na rozdrabniaczu o średnicy oczka do 40 mm
Rozdrobnione paliwo kierowane jest do zasobnika za pomocą ładowarki kołowej
Jednorazowy załadunek
paliwa pozwala napełnić
zasobnik wsadem o masie
około 600 kg.
Przygotowany surowiec kierowany jest do autotermicznego reaktora zgazowania odpadów, w którym na skutek wysokiej temperatury następuje rozpad części lotnych.
W dolnej części reaktora następuje dalsza zmiana wsadu w gaz.
Zgazowarka wyposażona jest w komorę spalania, która zapewnia utrzymanie gazów spalinowych w temperaturze min. 850°C przez co najmniej 2 sekundy.
REAKTOR DO ZGAZOWANIA29
KOMORA SPALANIA SYNGAZU30
PROBLEMY TECHNICZNE PODCZAS ROZRUCHU INSTALACJI
• Zawieszanie się zrębek/odpadów komunalnych w zasobniku paliwa
• Klinowanie się paliwa w ślimaku podajnika
• Zawieszanie się złoża w reaktorze
• Nadciśnienie
• Pękanie i przepalanie materiału
31
PODSUMOWANIE BADAŃ PILOTAŻOWYCH
• Osiągnięto zbliżoną do zakładanej wydajność 70kg/godz.
• Instalacja przeszła kilka prób 24 godzinnych
• uzyskano wysoki i stabilny rozkład temperatur w reaktorze na poziomie 1100 °C
• temperatura w komorze spalania utrzymywała się na poziomie 800-850 °C
• układ ślimakowy działał w sposób ciągły i stabilnie dozowałpaliwo do reaktora.
32
DALSZE DZIAŁANIA I PLANY
• Pomiary emisji dioksyn i pyłów
• Zastosowanie wymienników ciepła i wykorzystanie ciepła
• Oczyszczanie gazu syntezowego
• Kogeneracja
• Budowa instalacji docelowej
33
WNIOSKI KOŃCOWE
• Poprzez zgazowanie zmniejszy się ilość składowanych na kwaterze odpadów, powstałe w procesie (popioły, żużle) mogą wynieść około 5% pierwotnej ilości odpadów przeznaczonych do składowania
• Emisja do atmosfery jest znikoma i nie przekroczy ona parametrów wynikających z przepisów UE dzięki zastosowaniu komory spalania
• Wyeliminowanie odorów, które zostają unieszkodliwione podczas procesu
• Możliwość zgazyfikowania dużej gamy odpadów
• Uzyskanie korzyści ekonomicznych i ekologicznych
• Możliwość wykorzystania energii elektrycznej i cieplnej powstałej podczas procesu dla celów własnych jak również sprzedaż nadwyżek do sieci
Dziękuję za uwagę!