Odpady Popis alternativních tepelných postupů pro přeměnu odpadu na neškodné materiály a využití v odpadech jako teplo, pára, elektrická energie nebo koey zahrnují všechny procesy přeměny obsahu odpadu na plynné, kapalné a pevné produkty nebo následné uvolňování tepelné energie Podle nové rámcové směrnice o odpadech 2008/98/ES ukazuje zpracování odpadů, které je významně zahrnuto mezi prioritami v sektoru odpadového hospodářství, že energetické využití je ve vztahu ke konečnému uložení žádanější možností. v odpadech ve světě deTechnologicky vyspělé země v oblasti odpadového hospodářství jsou charakterizovány na základě údajů Eurostatu procenta komunálního odpadu zpracovaného tepelnými metodami za rok 2007 v Denmbourgu, Nizozemsku, Francii (Autret et al, 2007)Německo, Belgie a Rakousko 53 % 47 %, 47 %, 38 %o, 36 %, 35 %6, 34 % a 28 % na druhou stranu stále existují členské státy, které nepoužívají termální techniku pro nakládání s produkovaným komunálním odpadem, zejména v jižní Evropě a v Baltském moři Mezi tyto země patří Bulharsko, Estonsko, Island, Kypr, Lotyšsko, Litva, Slovinsko, Malta, Polsko, Rumunsko a Řecko a Evropa a celý svět jsou poskytovány. Jsou také diskutovány vlastnosti každé technologie, indikativní příslušné reakce, stejně jako tepelný proces broskve, ložní systémy Theeaning
Nakládání s pevným odpadem prostřednictvím aplikace tepelných metod KRMIVO KYSLÍKU PLAGASIFIERO PLYN ČIŠTĚNÍ-UPCLEAN SYNGASTO POWERObr. 7 Schematický diagram procesu zplyňování Pevné látky: Všechny druhy uhlí a ropného koksu (nízkohodnotný vedlejší produkt rafinace) a biomasa, jako je dřevěný odpad, zemědělský odpad a odpad z domácností Kapaliny: Tekuté zbytky z rafinérií (včetně asfaltů, bitumenu a dalších zbytků) a kapalný odpad z chemických závodů a rafinerií jako: Zemní plyn nebo rafinérský/chemický odpadní plyn B) Zplynovací mateřská látka reaguje s kyslíkem (nebo vzduchem) a párou u konstrukcí s vysokým zplynováním , vyznačující se použitím mokrého nebo suchého krmiva, použitím vzduchu nebo kyslíku, směrem proudění činitelů (nahoru-fl V současné době jsou zplyňovače schopny zpracovat až 3 000 t/den průchodu suroviny po přímém zkrmení (v případě plynu nebo kapaliny přiváděné do zplyňovače, množství vzduchu nebo kyslíku a páry Teploty ve zplynovači1, 400-2 800 stupňů Fahrenheita Teplo a tlak uvnitř zplyňovače rozbíjejí hemické vazby suroviny a tvoří syngas Syngasmanily of H? a CO a v závislosti na technologii upoication množství CHD2, H2S a vodní páry Syngas lze spálit na produkci a páru
nebo se používá jako stavební blok pro různé chemikálie a paliva Syngas má obecně výhřevnost 250–300 Btu/scf, ve srovnání se zemním plynem při přibližně 1 000 Typicky se přemění 70–85 % uhlíku v surovině do syntézního plynu Poměr oxidu uhelnatého k vodíku závisí částečně na obsahu vodíku a uhlíku v surovině a na typu použitého zplyňovače. vstřikovací plyn produkovaný v plynových hladinách v pivu, kde je plyn ochlazen, stopové minerály, procesy sypání částic běžné v chemickém a rafinérském průmyslu U surovin (jako je uhlí) obsahujících rtuť lze ze syntézního plynu odstranit více než 95 % rtuti pomocí relativně malých a komerčně dostupné lože s aktivním uhlímE)Zplyňovače jako vedlejší produkty produkují vedlejší produkt podobný sklu nazývaný struska, která je materiálem. Také ve většině zplyňovacích zařízení se více než 99 % síry odstraní a získá se buď asmentální síra a oxid uhelnatý, hlavní složky syntézního plynu, jsou základními stavebními kameny řady dalších produktů, jako jsou chemikálie a hnojiva. Kromě toho může být zplyňovací zařízení navrženo tak, aby produkovalo více než jeden produkt současně (kodukce), jako je výroba elektřiny, pára a chemikálie (např. metan) Tato polygenerační flexibilita umožňuje účinnost zařízení a jeho základní typy zplyňovačůHorizontální stabilní ložeFluidní lože (Groi et al, 2006)Vícenásobná ohništěRotační stabilní lože, stejně jako fluidní lože, je zařízení vertikálního stabilního lože výstřelek má sice celkové náklady, ale pak je ve velké míře (musí být homogenní, např. Na základě výsledků pilotních aplikací pro jednotky, které pracovaly při teplotách
Nakládání s pevným odpadem prostřednictvím aplikace tepelných metod0 Vyrobený pevný zbytek má vysokou absorpční schopnost a lze jej použít v zařízeních pro výkon motoru dosahující 76 % výkonu v případě, že se používá (Belgiorno et al, 2003) Shrnutí, zplyňování není proces spalování nebo spalování Pokud zplynovací odpad produkuje hodnotnější a užitečnější produkty z uhlíkatého materiálu, jak zplyňovací, tak spalovací procesy přeměňují uhlíkatý materiál na plyny
Zplynování abswithgenu, zatímco Cílem spalování je tepelně zničit vstupní materiál a odklonit vstupní materiál zpracovatelné, k životnímu prostředí šetrné meziprodukty, které lze použít pro účely zahrnující chemické, palivové a edukční prvky Obecně nalezené prvky O, sCl jsou převedeny na aCO, H ,, H o, CO,, NH3, n2, CHi, H2S, HCL, Cos, HCN, elementární uhlík a stopy těžších uhlovodíkových plynů Produkty spalovacích procesů jsou CO2, H2O, SO, NO, NO a HCI spalování pevných látek, těžké oleje a uhlíkatý průmyslový a domácí odpad Za prvé, síra a nitroto kyselý déšť se výrazně snížily v důsledku čištění syngasu Síra v plynech, zatímco dusík ve vstupní surovině se přeměňuje na dvouatomový dusík (n:nd NH3, H25 i NH3 jsou Pokud se tedy výsledný čistý syntézní plyn spaluje v plynové turbíně na výrobu nebo v kotli na výrobu páry nebo horké vody, produkce síry a oxidů se výrazně sníží, pokud se čistý syntézní plyn používá jako meziprodukt chemických látek, tyto prekurzory kyselého deště se netvoří
Částice v surovém syntézním plynu jsou také výrazně sníženy díky četným plynovým systémům používaným ke splnění požadavků výrobců plynových turbín, částicovým látkám v primárních cyklonových nebo suchých filtrech a chlazení a kyselému plynu. Druhou hlavní výhodou je, že během zplyňování nevznikají sloučeniny furanu a dioxinů. organické hmoty jsou aogenní polutanty, The1 Nedostatek kyslíku v redukčním prostředí zplyňovače předtváření a omezuje chloraci jakýchkoli2 Vysoká teplota zplyňovacích procesů účinně ničí jakýkoli furan nebo dioxin Navíc, pokud je spalovací turbína, kde je přítomen přebytek kyslíku, nepřispívá k tvorbě volných chlor Kromě toho se neočekává tvorba dioxinu nebo furanu po spalování, jen málo z toho, co je potřeba pro tvorbu těchto sloučenin po spalování, je přítomno v kouřovodu g K dispozici jsou omezené údaje o koncentraci těkavých organických sloučenin, polotěkavých sloučenin (SVoCs) a polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH) z procesů. Data, která jsou k dispozici, naznačují, že vOcs, SvOC a Pahs jsou části (v řádu dílů na bioplyn také indikují více než 9999 procent chlorbenzenu a část vybraných PAH a VOC (Rezaiyan Cheremisinoff, 2005); Klein, 2002,Radian International LLC 20004je tepelná degradace prostřednictvím použití teplot 450 až 750C v nepřítomnosti, což má za následek především H2, CO, CO, CHa a uhlovodíky Syntézní plyn může být využit v kotlích, plynových turbínách nebo mezi organické materiály. zuhelnatělý zuhelnatělý materiál Ispodní popel, který vyžaduje likvidaci, i když se pyrolýza zpopelňuje při výrobě cihlářských materiálů Pyrolýza zahrnuje tepelnou degradaci organického odpadu v nepřítomnosti volného kyslíku za vzniku uhlíkatého uhlí, olejů a hořlavých plynů, ačkoli pyrolýza je prastará relativní olýza je termolýza, která technicky více přesný hladovějící vzduch spíše než úplná absence kyslíku Přestože všechny produkty pyrolýzy paliva pro získávání energie, lze tento olej použít jako kapalné palivo pro spalování v kotli nebo jako náhradu za dieselové pístové motory, i když to normálně vyžaduje další zpracování ( Institut strojních inženýrů, 2007)
Nakládání s pevnými odpady při aplikaci tepelných metodReakce jsou také dekompoziční, kdy organické složky CxHv→CcHd+CmHnhydroctions, které lfrCxHy→CH2+ koks vznikají v případě existence kyslíku, CO a CO2 nebo je možná interakce s vodou Vyrobený koks se může odpařit na O2 a produkty CO2 mohou být kapalné, pevné a plynné Většina z nich je ze 75 až 90 % na těkavou substanci až pevný zbytek (koks). Vzhledem k existenci vlhkosti a látek však množství těkavých látek látky se pohybují od 60 do 70 % a koks mezi 30 a 40 % Aby se dosáhlo úspěšného provozu pyrolýzního zařízení, nepřetržitá kontrola jeVíce bez procesů neprobíhajících v důsledku vývoje metody nebo variací složení, které nezahrnuje kovy a separaci u zdroje nebo mechanickou separaci) přídavek, specialita potřebná oTuhé uhlíky zpracované do několika inertních produktůPlyn Prachové částice, CO, CO2, CH+, H700 m3odplyny/tón odpaduCH3COOH, CH3COCH3,CH3OH,komplet Tabulka 1 Stručný popis pevných, kapalných a plynných produktů z provozu apyrolýzy teplota nepyrolýzy (C)3363413182061652863241253031312403385(btu/St/t)Tabulka 2 Složení vyrobeného plynu při různých teplotách pyrolýzy Odpad Maw zda produkty splňují specifikace komerčního paliva (hlavně díky těmto produktům Poměry produktu závisí na povaze odpadu, teplotních podmínkách jsou pevný zbytek a syntetické plynné složky tvoří dehty a mohou být odstraněny a v důsledku (někdy popisováno jako zuhelnatělé látky) jeSložky syngasu zahrnují oxid uhelnatýOC, část z nich může být typicky halogenovaná, kondenzovatelná frakce může být shromážděna Typickou pyrolýzou probíhají následující sušení pevné látky (100-200C látek, zahájení rozkladu Has a CO2Přerušení vazeb alifatických látek- Zahájení separace CH4 a dalších Obohacení vyrobených mKonverze uhelných dehtových materiálů na palivovou surovinu a dehet (400-600oC)Dekomteriály odolné- Tvorba aromatických látek (600Ctické látky, procesy pro vodík z organických látek jakoutadien atd.(600C)Snížení velikostiDfetální 60 kg1000kgokg Termolyzér nert g0 kgVoda 220 kgTermolýza Plyn 380 kg 8a schematický diagram procesu zplyňování
Nakládání s pevným odpadem aplikací tepelných metodHlavními výhodami pyrolýzy ve srovnání se spalováním je teplota uložení nižší než teplota spalování, takže zařízení je náročnější než při spalování. Rozhodování probíhá v redukční atmosféře a ne oxidací jako spalování. důvod pro menší emise do vzduchu pyrolýza Obsah popela v uhlíku je mnohem vyšší než v případě Kovy obsažené v odpadu se při pyrolýze neoxidují a mají vyšší komerční vaŽádný popel nevzniká při spalování lyzačního plynu a čištění hlavních nevýhod pyrolýzy zahrnují: Velkým problémem této techniky je, že je vyžadována předúprava, včetně snížení nákladů na následnou instalaci a provoz takových jednotek v podstatě Produkty pyrolýzy nelze bez dalšího zpracování zlikvidovat
zařízeníZařízení na čištění plynů a odpadních vod vyžadují extrémně vysoké nákladyV současné době je aplikace metody ve velkém měřítku omezená Nicméně vyhlídky na reaktory o průměrné teplotě ve formě rotačního bubnu nebo fluidizované5 Plazmová technologie51 Generelkaždý plyn, z nichž alespoň procento jeho a nábojů vyváženého bJako výsledný výboj z průchozího proudu (nepřetržitého, střídavého nebo vysokofrekvenčního) plynem a z terezistivelakterizovaného jako čtvrté skupenství hmoty a liší se od ideálních plynů, protože je charakterizován kolektivními jevy, pocházejí z neinteragujících pouze se sousedními částicemi srážkami, ale nesou i vliv průměrného magnetického pole, které je generováno zbytkovými náboji Ve velkém počtu probíhají kolektivní jevy rychleji, než je charakteristická kolchnologie využitelná jako nástroj zelené chemie a plýtvání chemickými procesy Vyznačují se vysokou elektronovou hustotou, zvýšenými teplotami a tlaky, chemickou reaktivitou a zhášením Plazmová technologie je velmi drastická, vysoce reaktivní atomová a charakteristika těchto plazmat je dalekosáhlá ve srovnání s jinými termálnímiPevné odpadní hospodářství Aplikace tepelných metodNakonec první pokus o zpracování komunálního odpadu v Řecku s použitím zplyňování založeného na generátorovém buzení vyšší než stechiometrické), typicky při teplotách odpadního plynu složeného převážně z karbonu (CO2) a vody (H2O) Při plném spalování je v důsledku toho stechiometrická reakce kyslíku hodnota „1“ v koeficientu je rovna „1“, žádný oxid uhelnatý (Co) splachovací plyn200C Reakce, které pak probíhají arCxHy +(x+ y/4)O2-xCO2+y/ H2OInebo kde vzniklý ko, reaguje s c, který nebyl při vyšší teplotě coCOC+OO2+17258→2C0(3)Cílem této metody tepelného zpracování je snížení objemu upravovaného odpadu při současném využití obsažené energie Získaná energie by mohla být využita pro výrobu elektrické energiehebeton domácího odpadu 07 MWh elektřiny a 2 MWh dálkového vytápění Při spalování asi 600 tun odpadu za den by tedy MW elektrické energie 200 MWh dálkového vytápění mohlo být součástí tuhého komunálního odpadu a jeho o 75 %, velkého množství pevného odpadu (více než 100 000 tun za rok) byly splněny podmínky tak, aby došlo k úplnému spálení palivového materiálu a oxidacím při teplotě spalovacího srdce nebo při teplotě spalování v rámci přiměřené doby zdržení odpadu ve spalovacím prostoru (Gidarakos, 2006)
SkládkaDalší zpracování popelaObr. 3 Schematický diagram procesu spalováníDo půdy, povrchová rizika pro lidské zdraví ze spalování a spoluspalování odpadu (Europeanission, 2000)
Nakládání s pevným odpadem prostřednictvím aplikace tepelných metod Systém váženíSystém pro vážení aktuální kontrolu a záznam, aby se minimalizovala doba, po kterou vozidla zůstanou na této recepci Vzhledem k tomu, že odpad nepřichází na základně ke krmení zařízení), existence příjem odpadu a místo dočasného skladování se považuje za nezbytné, aby bylo zajištěno následující, aby byl přijat přenos, aby se dosáhlo homogenity odpadu použitého jako krmný materiál, aby bylo zajištěno plynulé zásobování zařízeníNavíc by návrh místa příjmu měl být založen na malém případu, pevném odpad by měl být tak, aby se zabránilo zápachu, zatímco dno místa musí být zvětráno, aby se umožnilo odtékání výluhů a promývací odpadní vody Napájení Systémově přizpůsobeno rychlosti a rychlosti přivádění zařízení Spalovací topeniště ve spalovacích zařízeních se dosahuje pomocí hořáku, který pracuje se sekundárním palivo Základní parametry pro vhodný provozsnížení minimální požadované teplotypřiměřená doba spalováníztlumení turbulentních podmínek/spalování homogenního odpadu,který energetický obsah cesty při výrobě páry (okolí průmyslové objekty nebo pro vytápění městských oblastí Tlak, teplota a rychlost výroby páry jsou základním parametrem efektivního provozu kotleSystém pro odstraňování zbytků Zbytky 20-40 % hmotnosti shromážděných v násypkách, kam jsou převáděny pomocí speEmisních systémů, HCl, HF sO,, dioxiny a odpady MaVytvářené emise do ovzduší obsahují typické produkty spalování (CO, COz, NO, sO2), přísun kyslíku, prachové částice i další složení dalších sloučenin, jako je HCl, HE, suspendované částice, které obsahují těžké kovy, dioxiny a furany, závisí na složení odpadu, který je vystaven Spalování množství 4 000 uš. být kontrolován použitím vhodných systémů proti znečištění, jako jsou elektrostatické filtry, mokré čistící věže, rotační spraDioxin nebo furan označuje molekuly nebo sloučeniny složené z uhlíku a kyslíku. spalování nebo spalování lékařského odpadu systém chlazení spalin po spalování v důsledku sloučenin pisor, volného chlóru nebo nespálených druhů uhlíku a mědi v popílkuToxický vliv dioxinů a f nebyl do konce aplikace objasněn TEQ-Toxický ekvivalent dioxinu emisí
V důsledku toho se emise dioxinů snížily na tisícinu ve srovnání s rokem 1987 a dosáhly hodnot nižších než 10 gr. spalovací procesy, v plynné fázi, při teplotě 300Cre, tvorba a jejich obsah v kyslíku podporují jejich tvorbu V důsledku toho jsou provozní podmínky vzniku dioxinů ve vyšším stupni, než je složení odpadu, připisování dfuranů lidstvu, které musí přijmout základní a sekundární opatření tak, aby omezují odstranění těchto emisí, jsou stručně popsány cyklony (účinné odstraňování elektrostatických odlučovačů (účinnost odstraňování 99995 %) a kromě odstraňování suspendovaných produktů během spalování
Nakládání s pevným odpadem prostřednictvím aplikace tepelných metod90Backyard trashn(hrdina Backyard Barrel BurningnMetal smeitingPokles WTEation (edcatemissions 1987-20022D024Obr. 4 dioxssion in the USA(Deriziotis, 2004)Obr. 5) Cyclostatics bagfilter(rightBagfilter: Theterials, kde se zadržují suspendované částice
V závislosti na požadavcích je materiál filtrů z přírodních vláken,Elektrostatické odlučovače(Elektrofiltry: Skládají se z katody, kterou může být tenký drát, a z anody Další konfigurace zahrnuje systém mezi anodou a katodou Když částice vstupují do katodového pole, vytvářejí kladný pól (anodu) Rychlost částic závisí na hmotnosti a vyvinutých Coulombových silách
d o vývoji odstředivé síly při thČástice způsobené odstředivou silou a rotačními květinami a poté posunutými dolů Cyklony se často aplikují společně s Odpadní voda vzniká použitím vody během procesu spalování a uvnitř absorpčních věží (2 mf odpadní vody (odlučovače) Proud odpadních vod obsahuje pevné látky i rozpuštěné organické a organické látky Je charakterizován jako nebezpečná odpadní voda a před její konečnou likvidací dochází k specifickému čištění. generované pevné zbytky zahušťování těžkých kovů a je charakterizováno jako nebezpečné pro proces spalování (anorganické látky) a shromažďují se na dně filtračního prachu Proud pevných zbytků musí být před konečnou likvidací zpracován, zatímco hlavní část jejich odpadu musí být recyklována aplikací specifických procesů Typy ze všech typů spaloven, jako je pohyblivý rošt, pevný rošt, rotační fluidní lože atd.(obr
6)Posouvací rošt Typickým zařízením na domovní tuhý odpad je spalovna s pohyblivým roštem Theingový rošt umožňuje pohyb odpadu spalovací komorou zpracovat až 35 tun odpadu a dokáže pracovat 8 000 hodin při údržbě asi dob označovaných jako komunální Spalovny tuhého odpadu Odpad je přiváděn odpadem „hrdlem“ na jednom konci roštu, z popelové jímky na druhém odstraňován vodním uzávěrem Část spalovacího vzduchu (primární spalování přiváděné přes rošt má za účel chlazení samotného roštu Ct mechanická pevnost roštu a pohyblivost ge také wt
Nakládání s tuhými odpady aplikací tepelných metodSekundární spalovací vzduch je do kotle přiváděn při vysoké rychlosti spalování spalin lepším promícháním přebytku kyslíku V mnoha případech je sekundární spalovací vzduch přiváděn do samostatné komory za primárním. Evropské spalovny odpadů Spalovací zařízení musí instalovat záložní pomocné hořáky (často jimiž jsou tyto hořáky umístěny v přehřívácích, kde se teplo přenáší na parní 400 °C při tlaku 40 barhe. Výroba elektřiny v spalovnách často sestává z několika samostatných kotlových linek) a čistírny spalin), aby příjem odpadu mohl pokračovat na jedné kotlové lince, zatímco ostatní jsou Pevný rošt Starší a jednodušší typ spalovny s cihelnou vložkou s pevným kovovým roštem nahoře nebo na boku pro přikládání a dalším otvorem v nehořlavém pevné látky zvané slínkyRotační pec spalovny má dvě komory, primární komoru a sekundární komoru Primární komoru tvoří nakloněná válcová trubka vyložená žáruvzdorným materiálem Pohyb usnadňuje pohyb těkavých odpadůSlínky se rozlévají na konci válce Vysoký komín spalin, ventilátor, nebo parní trysky potřebného tahu
popel vyvaluje rošt, ale mnoho částic v horkých plynech Částice a hořlavé plyny mohou přídavné spalování Fluidní lože Podle technologie, která se u tohoto typu spaloven používá, je přes pískové lože vytlačováno silné proudění vzduchu Vzduch prosakuje pískem, dokud je dosaženo bodu, kde se částice oddělují, aby propouštěly vzduch a dochází k míšení a víření, čímž dochází ke fluidizované3 Gasificat31 GeneraOCIke biomasa, kal z domácího pevného odpadu na elektřinu, cenné produkty, jako jsou chemikálie, hnojiva, náhradní zemní plyn,odpad Maobr 6 tři druhy spaloven: (a)pevný rošt, (b) rotační pec, (c) fluidizované bedydrokarbony (sloučeniny molekul uhlíku, vodíku a kyslíku) na COz a HO
Jedná se o proces částečné oxidace, který vytváří složený plyn (syngas) složený primárně z vodíku (H2) a uhlíkového užitku, který se používá přímo u kombinovaného tepla a P(CHP) nebo plynové turbíny s kombinovaným cyklem, čímž se systematicky zlepšuje celková tepelná účinnost zařízení Hlavní nevýhodou je, že jsou kapitálové investice Hlavní reakce probíhající při zplyňování jsou Oxidace (exotermická)C+ O-CO2(4Reakce odpařování vody (endotermická)C+ H2O-C0+Houdouardova reakce (endotermická)C+ CO2+ 2Kreakce (exotermická)C+ 2H2- +CHa32 Typická zplynovaná typická zplyňovací zařízení zahrnuje)Zplyňování surovin umožňuje zachytávání nízkokvalitních uhlovodíkových materiálů („vstupní suroviny navržené pro provoz na jediném materiálu nebo směsi surovin