Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Hulladékok termikus hasznosításának szerepe az új hulladék keretirányelv tükrében Dr. Hornyák Margit környezetvédelmi és hulladékgazdálkodási szakértő.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Hulladékok termikus hasznosításának szerepe az új hulladék keretirányelv tükrében Dr. Hornyák Margit környezetvédelmi és hulladékgazdálkodási szakértő."— Előadás másolata:

1 Hulladékok termikus hasznosításának szerepe az új hulladék keretirányelv tükrében Dr. Hornyák Margit környezetvédelmi és hulladékgazdálkodási szakértő c. egyetemi docens Szakmai konferencia Dunaújváros, június 4.

2 Jelenleg hatályos jogszabályok EU Magyarország •2006/12/EK irányelv2000. évi XLIII. törvény 98/2001. (VI. 15.) Korm. rendelet 213/2001. (XI. 14.) Korm. rendelet •2000/76/EK irányelv 3/2002. (II. 22.) KöM rendelet •1999/31/EK irányelv 20/2006. (IV. 5.) KvVM rendelet •BAT referenciadokumentumok –a hulladékégetésről –a cement- és mésziparról Horizontális környezetvédelmi szabályozás (KHV, IPPC)

3 Főbb változások az EU szabályozásban Hulladékhierarchia: Jelenleg 3, a jövőben 5 prioritás! 2008/98/EK irányelv megelőzés újrahasználat feldolgozás energetikai hasznosítás ártalmatlanítás

4 Főbb változások az EU szabályozásban Ep – (Ef + Ei) Energiahatékonyság = 0,97 (Ew + Ef) Ep [GJ/év] = a hő- vagy villamos energia formájában termelt energia (villamos energia x 2,6-tal), értékesített hőenergia x 1,1-gyel) Ef [GJ/év] = a gőztermeléshez felhasznált, tüzelőanyag formájában bevitt energia Ew [GJ/év] = az elégetett hulladék energiatartalma a hulladék alsó fűtőértékével számolva Ei [GJ/év] = az Ew-n és Ef-en kívüli energia-bevitel 0,97 = a salak és a hősugárzás miatti energiaveszteséget figyelembe vevő faktor Hasznosítás: Energiahatékonyság ≥ 0,60 a működő és január 1. előtt engedélyezett létesítményeknél Energiahatékonyság ≥ 0,65 a december 31. után engedélyezett létesítményeknél Csak a települési hulladékégető műveknél!

5 Mi indokolhatja a termikus hasznosítást? • •A megelőzést szolgáló intézkedések ellenére nő a képződő hulladék mennyisége • •Műszaki, gazdasági, esetenként jogi (!) korlátok a feldolgozásban • •A hulladékok, különösen a biológiailag lebomló hulladékok eltérítése a hulladéklerakóktól – –az erőforrások elveszését jelenti és később – –környezetvédelmi felelősségi problémát jelenthet • •Életciklus-elemzések (a prioritási sorrendet is módosíthatják) • •A kommunális hulladékégetők által termelt energia kiváltja a más erőművekben felhasznált erőforrásokat Energia gazdálkodás Hulladékgazdálkodás Hulladékból energia

6 A települési szilárd hulladék termikus hasznosítása •Hulladékégető művekben –Előkezelés nélkül –Előkezelést követően •Mechanikai-biológiai előkezelés •Mechanikai-fizikai előkezelés •Magas hőmérsékletű ipari technológiákban, előkezelést követően (együttégetés) –Cementgyárak –Erőművek •Gázosító művekben

7 Mechanikai-biológiai előkezelés (MBH) •Fő célja –a komposztálásra és az anaerob erjesztésre alkalmatlan biológiailag lebontható hulladékfrakció környezeti veszélyességének minimalizálása, illetve teljes megszüntetése a hulladéklerakóban képződő különböző gázok és a szivárgó, illetve csurgalék vizek mennyiségének csökkentése érdekében. –A másik, előbbivel szoros kapcsolatban álló célkitűzés, hogy a rendelkezésünkre álló mikroorganizmusokat úgy használjuk fel, a működésüket úgy befolyásoljuk, hogy a hulladékban meglévő toxikus tartalmat a legnagyobb mértékben minimalizáljuk (biológiai stabilizálás). •Az MBH következtében csökken a hulladék térfogata, tömege, víztartalma, biológiailag lebontható szervesanyag-tartalma, és ezáltal a gázképződési potenciálja. •Alkalmazása –a lerakást megelőzően a vegyesen begyűjtött maradék hulladék biológiai stabilizálására –az energetikai hasznosítás előkészítéseként, a termikus hasznosításra kerülő alkotóknak a termikus hasznosítás által megkövetelt minőségi paraméterekre történő beállítására.

8 MBH-I. Teljes mértékű biológiai stabilizálás Maradék TSZH Rostálás mmAprítás Mágneses és örvény-áramú szeparálás Homogenizálás és biostabilizálás Rostálás mm Mágneses és örvény-áramú szeparálás Biostabilizált anyag lerakóba Másodlagos tüzelőanyag (RDF)

9 MBH-II. Részleges mértékű biológiai stabilizálás/magas fűtőértékű (16-18 MJ/kg) RDF előállítása Maradék TSZH AprításRostálás /60-80 mm Mágneses és örvényáramú szeparálás Homogenizálás és biostabilizálás Rostálás mm Mágneses és örvényáramú szeparálás Másodlagos tüzelőanyag (RDF)Biostabilizált anyag lerakóba

10 A Biodegma-Gore eljárás technológiai folyamatvázlata ( Neumünster)

11 Mechanikai-fizikai előkezelés •A mechanikai-fizikai stabilizálás célja olyan szilárd tüzelőanyag előállítása, amelynek –elegendően alacsony (10%-nál kevesebb) a nedvesség tartalma, és –a kívánt mértékben mentes a nem éghető inert és fémes anyagoktól. Ezért a kinyert laza tüzelőanyag frakciót fizikai hő bevezetésével szárítják, és fém leválasztással, illetve optikai szeparálással és rostálási, légosztályozási műveletekkel tisztítják, végül pedig rendszerint pelletezik vagy brikettezik.

12 Mechanikai-fizikai előkezelés

13 Az MBH eljárások „termékei” •Biológiailag stabilizált, víztartalmában erőteljesen csökkentett és relatíve magas fűtőértékű másodlagos tüzelőanyag (RDF) - mennyisége a legegyszerűbb műszaki megoldásoknál átlag 25-30%-a, fűtőértéke 12-14MJ/kg - a bonyolultabb és jelenleg legnagyobb kinyerési hatásfokkal dolgozó műszaki megoldásoknál 50-55% nyerhető vissza másodlagos tüzelőanyagként, fűtőértéke12-16 MJ/kg •A biológiai stabilizálás tömeg-vesztesége mintegy m/m %, amely elsősorban a technológia során levegőbe távozó vízgőzből és szén-dioxidból adódik. •A stabilizált, lerakásra kerülő maradék részaránya eljárástól függően 15-45%.

14 Az MBH eredetű másodlagos tüzelőanyagok termikus hasznosítása Alkalmazási területek: •hulladékégető művek, •cementművek, •széntüzelésű erőművek, •gázosító művek.

15 Termikus hulladékhasznosítási módszerek jellemzői a BREF alapján ÉgetésPirolízisGázosítás Hőmérséklet [°C] Nyomás [bar] Égéslevegő Sztöchiom. arány Levegő>1Inert/nitrogén0 Gázosító közeg O 2, H 2 O <1 Égéstermékek Gáz halmazállapotú Szilárd halmazállapotú Folyékony halmaz- állapotú CO 2, H 2 O, O 2, NOx Hamu, salak H 2, CO, H 2 O, N 2 szénhidrogének, Hamu, koksz Pirolízis olaj és víz H 2, CO, CO 2, CH 4, H 2 O, N 2 Salak, hamu

16 Energetikai hasznosítás hulladékégető műben •Az RDF a vegyesen gyűjtött maradék hulladékhoz képest lényegesen kedvezőbb anyagi jellemzőkkel rendelkezik –fűtőérték tartomány min MJ/kg és max MJ/kg, –nedvességtartalom m/m % és a m/m % tartományban, –hamutartalom átlagosan m/m % között –1 tonna RDF-ből átlagosan kWh villamos energia termelhető (vegyes maradék hulladékból átlagosan kWh)

17 Energetikai hasznosítás cementművekben A minőségi követelmények a hulladékégetés minőségi elvárásaival szemben jóval szigorúbbak •Átvételi feltételek (az adott klinkergyártási technológia függvényében) –a tüzelőanyag fűtőértéke, –nedvesség- és hamutartalma, –halogén- (döntően klór-) tartalma, –nehézfémtartalma, (BUWAL lista, RAL-GZ 724) –maximális szemcseméret, –egyenletes minőség. A hazai gyakorlatban, egy 16 MJ/kg fűtőértékű, hasznosításra a cementgyári igények szerint előkészített, MBH technológiából származó másodlagos tüzelőanyagért a cementipar méltányos -10 és -5 Ft/kg égetési díjat számol fel a leszállított anyagért.

18 Energetikai hasznosítás széntüzelésű erőművekben •Döntő paraméter az anyag fűtőértéke (16 MJ/kg körül), valamint halogén- és nehézfémtartalma •RDF felhasználható mennyisége a széntüzelésű erőmű hőenergia-bevitelének 5-10%-át nem haladhatja meg, elkerülendő a korróziós és füstgáztisztítási problémákat (német tapasztalat) •A tervezett hazai MBH technológiák kiegészítése szükséges előkészítési, osztályozási műveletekkel (pl. nem-vasfémek, valamint klórtartalmú műanyagok leválasztása, az inertanyag-tartalom redukálása, finom aprítási művelet beiktatása) •ezek a többletráfordításokat igényelnek

19 Termikus hasznosítás hőbontási eljárásokkal (gázosítás) •A végtermékek elsősorban energiahordozóként, ritkábban vegyipari másodnyersanyagként hasznosíthatók. •Döntőek a kémiai átalakulás feltételei, így elsősorban a hőmérséklet, a felfűtési idő és a reakcióidő, továbbá a szemcse-, illetve darabnagyság, továbbá az átkeveredés mértéke, hatékonysága. •Az alkalmazott lebontási hőmérséklettartomány szerint megkülönböztetünk: –alacsony hőmérsékletű hőbontást, ahol a hőbontás általában o C (legfeljebb 700 o C) hőfoktartományban zajlik (klasszikus pirolízis, amely az RDF kezelésére nem vált be), és –magas hőmérsékletű hőbontást (gázosítást), ahol a hőbontás o C, illetve e feletti (egészen 2000 o C-ig) hőfoktartományban megy végbe (salakolvasztásos gázosítási eljárások).

20 A gázosítás jellemző reakciói 1. C+ O 2 → CO kJ/mol (exoterm) 2. C + H 2 O → CO + H kJ/mol (endoterm) 3. C + CO 2 → 2 CO+172 kJ/mol (endoterm) 4. C + 2 H 2 → CH kJ/mol (exoterm) 5. CO + H 2 O → CO 2 + H kJ/mol (exoterm) 6. CO + 3 H 2 → CH 4 + H 2 O- 205 kJ/mol (exoterm) A reverzibilis reakciók és arányuk a reaktorban uralkodó hőmérséklet, nyomás és oxigén-koncentráció függvényében változnak.

21 Gázosítás •A gáztermék energiatartalmának hasznosítása: –égetés egy kapcsolt gáztüzelésű reaktorban (tűztérben) és kazánban gőz, illetve villamos energia előállítása érdekében; –a szintézisgáz előállításra koncentráló megoldásoknál a gáztisztítást követően a tisztított szintézis gáz kémiailag kötött energia tartalmának vegyipari hasznosítása. •A nagyhőmérsékletű reaktorok salakolvadéka – hasonlóan a salakolvasztásos égetés maradékához – építőipari hasznosításra alkalmas, mert üvegszerű, a nehézfém-vegyületeket vízben nem oldható szilikátos kötésben tartalmazó salak-granulátumként a környezetre gyakorolt hatás szempontjából inert. Egyéb esetben a salak kezelése megegyezik a hulladékégetéskor képződő salakéval.

22 A TPS Termiska gázosítás folyamatvázlata

23 A TPS Termiska gázosítás jellemzői •A TPS Termiska eljárást Svédországban fejlesztették ki és tesztelték egy 2 MW teljesítményű demonstrációs létesítményben (Nyköping). •A tapasztalatok alapján 1993-ban az olasz Ansaldo céggel közösen valósították meg az üzemi méretű technikát az olaszországi Gréve-in-Chianti településen. A 200 t/nap kapacitású létesítmény RDF tüzelőanyagot dolgoz fel – részben pellet formában, részben laza állapotban – két cirkuláló fluid rendszerű gázosító egységben, egységenként 15 MW tüzelőanyag kapacitással. •A gázosító reaktorok o C hőmérsékleten működnek. A gáztermék kátrány-mentesítését ellenáramú, dolomit (magnézium- és kalcium-karbonát keverék) por bevezetése mellett krakkoló reaktorban végzik, ahol a dolomit abszorpció révén megköti a savas komponensek egy részét. •A 8 MJ/Nm3 fűtőértékű szintézis-gázt hűtést követően nedves eljárással tisztítják, majd hőtartalmát kombinált ciklusú gázturbinában nyerik vissza. A füstgáz hőtartalmát hasznosító kazán és gőzturbina egység kiadott elektromos teljesítménye 6,7 MW. •A tisztított szintézis-gáz alternatív hasznosítási lehetősége a közeli cementműben biztosított.

24 A képződött és termikus hasznosításra került települési hulladék mennyisége [kg/fő/év] 2008-ban az EU 27 tagállamában Az adatok forrása: EUROSTAT

25 Villamos energia- és hőenergia-termelés az EU-ban (2006) 50 millió t/év TSZH elégetésével előállított és értékesített energia 27 millió MWh villamos energia (megfelel 27 millió lakos igényének = Hollandia, Dánia és Finnország lakossága) 63 millió MWh hőenergia (megfelel 13 millió lakos igényének = Ausztria, Írország és Észtország lakossága) Forrás: CEWEP, 2006.

26 Hasznos információk: KÖSZÖNÖM MEGTISZTELŐ FIGYELMÜKET!


Letölteni ppt "Hulladékok termikus hasznosításának szerepe az új hulladék keretirányelv tükrében Dr. Hornyák Margit környezetvédelmi és hulladékgazdálkodási szakértő."

Hasonló előadás


Google Hirdetések