Új hulladékégetési technológia a depóniamentes hulladékgazdaság érdekében

Átírás

1 HULLADÉKOK ENERGETIKAI ÉS BIOLÓGIAI HASZNOSÍTÁSA 8.1 Új hulladékégetési technológia a depóniamentes hulladékgazdaság érdekében Tárgyszavak: hulladékégetés; hulladékgazdálkodás; salak; szemétégetés; tüzeléstechnika. Bevezetés Németországban június 1-je óta tilos kezelés nélkül hulladékot depóniára (lerakóra) juttatni. Ez az előírás egyaránt szolgálja az éghajlatvédelem követelményeit, és hozzájárul a jövőbeli talajszennyezés megelőzéséhez. Ettől az időponttól kezdve a hulladékokat mindenekelőtt termikusan kezelik, és az ezáltal termelt energiát gőz vagy villamos áram formájában hasznosítják. Azonban a politika már a következő célt is megfogalmazta: 2020-ig meg kell valósítani a hulladéklerakó nélküli hulladékgazdálkodást. Ennek a feladatnak a teljesítése érdekében elsősorban a szemétégetési maradékok minőségét kell javítani olyan mértékben, hogy az visszaforgatható legyen az anyagok körfolyamatába. Ennek a követelménynek a kielégítése érdekében fejlesztette ki a Martin GmbH (München) vállalat a Sycom-Plus kereskedelmi elnevezésű módszert. Keretfeltételek Az EU egész területén egyre nagyobb jelentőséget tulajdonítanak a háztartási és kisipari hulladékok termikus hasznosításának. Mind az EU, mind az egyes tagországok szintjén mind inkább tiltják az ilyen hulladék depóniára juttatását, tekintettel arra, hogy a szeméthalmok egyrészt tartósan veszélyeztetik a környezetet a talajvíz és a talaj elszennyezésével, másrészt ezek a szeméthegyek a klímaváltozás-

2 hoz is hozzájárulnak az ellenőrizetlenül kibocsátott metán révén. A szemét termikus értékesítése révén ez a veszélyforrás messzemenően csökkenthető. Ezen túlmenően a hulladékokban rejlő energia hő, technológiai gőz, ill. villamos energia formájában hasznosul. A termikus értékesítést általában rostélytüzelésű berendezésekben valósítják meg, tekintettel ezek érett konstrukciójára és megbízhatóságára. Ez a technika ugyanis képes alkalmazkodni a hulladékok erősen ingadozó összetételéhez és változó fűtőértékéhez. A rostélysebesség változtatása a hulladék-összetétel függvényében Az ellenirányú rostély a vízszintestől 26 fokkal eltérő helyzetben működik. A ferde rostély váltakozva szilárd, ill. mozgó fokozatokból áll. A tűz gerjesztése érdekében a mozgó fokozatok óránként lökettel elmozdulnak a rostély eleje felé (1. ábra). 1 adagológarat 2 adagolóberendezés 3 Martin-féle ellenirányú rostély 4 Martin-féle salakeltávolító 5 tűztér 6 levegő-előmelegítő 7 szekunder levegő bevezetése 1. ábra Ellenirányú rostély

3 A löketek hossza 400 mm. Ezeknek a löketeknek a száma elsősorban a hulladék összetételétől, és csak kisebb mértékben az égetési teljesítménytől függ. A tüzelőanyag percig marad a rostélyon. A mozgó rostélyszakaszok a hulladékréteg természetes lefelé irányuló mozgásával ellentétes irányba mozdulnak el. Ennek következtében a tüzelőanyag-rétegben intenzív keverőhatás érvényesül, ami a fő égésterületről egészen a rostélybemenetig izzó anyagot továbbít, és biztosítja az egyenletes égés feltételeit, ugyanakkor az izzó réteget elegyengeti. Az ellenirányú, lejtősen elhelyezkedő rostély a többi tüzelőrendszerrel szemben biztosítani képes a tüzelőanyag tartózkodási idejének állandóságát a rostélyon, még intenzíven gerjesztett égés feltételei között is. Ily módon elérhető, hogy az erősen ingadozó tüzelőanyag-minőség ellenére (amivel pedig a hulladékok esetében mindig számolni kell) az égés egyenletes és a kiégés optimális mértékű legyen. A rostély hosszában öt külön levegőzónára tagolódik. A tüzelésszabályozás látja el az egyes övezeteket primer levegővel, és optimálja a tüzelési folyamatot. A 2020-ra kitűzött feladat műszaki megoldása Hulladékok elégetésekor azonban szilárd halmazállapotú maradék (rostélysalak és pernye) is képződik. Ezeket nem mindig lehet közvetlenül visszatáplálni az anyagok körfolyamatába. A probléma megoldását biztosítja a Martin GmbH és a vele együttműködő japán Mitsubishi Heavy Industriesd Ltd. vállalatok által kifejlesztett Syncom-Plus eljárás. A fejlesztők itt a bevált rostélytüzelési technológia alapján kedvező energetikai hatásfok elérésére törekedtek. Ugyanakkor már most teljesítik a hulladék teljes értékesítését célzó politikai szándékot. Az eljárás alkalmazásakor ugyanis zsugorított, semleges tulajdonságú granulátum képződik, amely teljes mértékben hasznosítható. A Syncom-Plus eljárás Az eljárás lényege, hogy a salak kilúgozódási tulajdonságai zsugorított, illetve olvadékállapotban lényegesen kedvezőbbek, mint eredetileg (2. ábra). Ezen túlmenően lehetőség van arra, hogy az ilyen zsugorított vagy megolvasztott részecskéket hatékonyan elkülönítsék a többi összetevőtől. Ennek érdekében a 8 mm-nél kisebb szemcsenagyságú frakciót rostálással elkülönítik.

4 dioxinroncsolás háztartási hulladék infravörös kamera energiatermelés füstgáz-visszaforgatás kazán füstgáztisztítás koksz vagy aktív szén a füstgáz mennyiségének 35%-os csökkentése nettó áramtermelés max. 500 kwh/mg hulladék max. 90%-os dioxinroncsolás hamuzsugorítás max C égési főfok pernye maradék a depóniára LUV oxigénes dúsítás az égési hőmérséklet emelése nedves mechanikus salakkezelés fémek zsugorított anyag izzítási veszteség 0,1% alatt ólomkilúgozás 0,01 mg/l alatt 2. ábra A Sycom-Plus eljárás vázlata A tüzelőrendszer működtetésekor a primer levegő oxigénkoncentrációját 25 30%-ra dúsítják. Ezáltal nemcsak az égési hőmérsékletet emelik, hanem elősegítik a salak zsugorítását, és a füstgáz visszavezetésével lényegesen (25 35%-kal) csökkentik az eltávozó füstgázmennyiséget. Ezzel csökken a füstgázkezelés költsége is. Az első kazánszakasz fedelébe szerelt infravörös kamera, amely figyeli a rostélyon végbemenő égési folyamatot, szabályozza a tüzelési folyamatot. A tüzelőanyagréteg hőmérséklete a fő égési övezetben meghaladja az 1000 C értéket, ami a rostélyhamu fokozott zsugorítását biztosítja. A szerves karbonmaradék mennyisége mintegy 0,1 százalék. A rostélyhamu finom frakcióját mechanikus eszközökkel lehúzzák, és visszatáplálják a tüzelőrendszerbe, ami lényegesen csökkenti a képződő pernye mennyiségét. A Sycom-Plus eljárást semleges tulajdonságú granulátum előállítása jellemzi, vagyis már most betartja a semleges anyagokra vonatkozó EU-irányelvekben meghatározott minőségi kritériumokat. A granulátum jellemzőit az 1. táblázat és a 3. ábra foglalják össze.

5

6 ólomkilúgozódás mg/kg hagyományos szemétégetés SYNCOM SYNCOM- PLUS izzítási veszteség 2% 2 1% 1 0,1% ólomkilúgozódás 2 mg/kg 2(TASi-1) 0,5 mg/kg 0,5(LAGA) 0,1 0,1 mg/kg dioxintartalom 15 ng 15TEQ/kg 8 ng TEQ/kg 8 0,3 ng 0TEQ/kg,3 ólomkilúgozódás izzítási veszteség dioxintartalom 3. ábra A rostahamu és a Syncom-Plus granulátum minősége A fejlesztés jelenlegi helyzete A Sycom-Plus módszer gyakorlati bevezetésére a 90-es évek óta Németországban, Ausztriában és Japánban is sor került. Németországban (MHKW Coburg) már kipróbálták a nedves mechanikai eljárással történő rostélyhamu-leválasztás és -visszatáplálás módszerét. A kereskedelmi szintű megvalósítás is folyamatban van. Összefoglalva tehát elmondható, hogy a Sycom eljárás alkalmazásakor a magasabb égési hőmérséklet következtében egyrészt lényegesen javul a rostélyhamu minősége, másrészt a füstgáz mennyisége lényegesen, 35%-kal csökken. Az eljárásban a hulladékból tonnánként 3000 m 3 füstgáz képződik. Az eddigi eredmények alapján következetesen folytatják a technológia fejlesztését, aminek köszönhetően már ma nagyrészt megvalósítható a 2020 évre célként elképzelt depóniamentes hulladékgazdálkodás, ez-

7 zel párhuzamosan teljes mértékben biztosítva a szemétégető művek energetikai hatékonyságát. Összeállította: Dr. Barna Györgyné Fleck, E.: Die MVA und das Ziel Deponieende = UmweltMagazin, ápr./máj. p Wolf, C.; Koralewska. R.: Anwendungsorientierte Modellierung und Simulation der Verbrennungsvorgänge in Abfallverbrennungsanlagen. = Chemie Ingenieur Technik, 77. k. 10. sz p Odic, M. A.: Stand der Technik der Aufbereitung und Verwertung von Müllschlacken aus Rostfeuerungen. = Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft, 52. k sz p