Cementipari hasznosítás

Átírás

1 Cementipari hasznosítás egy gazdaságos alternatíva a szennyvíziszap összes komponensének hasznosítására Bocskay Balázs alternatív energia menedzser

2 Az előadás fő témái A hazai cementipar helyzete és a Duna-Dráva Cement Kft Egy kis történelem Hulladékhierarchia A cementipari hasznosítás környezeti hatása Hulladék hasznosítás a cementiparban Alkalmazási példák a DDC tulajdonosi körében A foszfor

3 A hazai cementiparban a válság ~50% visszaesést hozott, a hazai gyárak kihasználatlanok, a Holcim importőrré vált Vác (DDC) 1,3mio t/a Hejőcsaba (Holcim) 1,0 mio t/a Lábatlan (Holcim) 0,6 mio t/a Királyegyháza (Strabag/Lafarge) 0,9 mio t/a Beremend (DDC) 1,1 mio t/a

4 A Duna-Dráva Cement Kft 2011-ben tonna hulladékot és mellékterméket hasznosított Beremendi Gyár 1,2mio t cement/év közút,vasút, kikötő Hulladék hasznosítás: ~ t kohósalak ~ t pernye ~ t acélsalak ~ t REA-gipsz ~ t RDF ~ t húsliszt ~ t gumiabr. Váci Gyár 1,3mio t cement/év közút, vasút, kikötő Hulladék hasznosítás: ~ t kohósalak ~ t pernye ~ t acélsalak ~ t REA-gipsz ~ t RDF R1 - tüzelőanyag R5 újrafeldolgozás R11 R1-R10 hasznosítás 71 Melléktermék salak Melléktermék pernye Mellékletrmék REA-Gipsz

5 Gőzgép (1698) J. Watt (1769) Gt CO2/év A Brit-Birodalom tündöklése és bukása 10 Világ szén Világ olaj 1 Szaudi olaj 0.1 UK szén Tanulságok: Az energiahordozók bősége és korai kiaknázása tette a Brit-Birodalomat naggyá Nem csak a nyersanyagok, az energiahordozók is végesek Az energiakészlet kimerülésével párhuzamosan Nagy-Britannia elveszette világpolitikai súlyát

6 A hulladékhierarchia iránymutatást ad a hulladékképződés megelőzése a hulladék újrahasználatra előkészítése a hulladék újrafeldolgozása (beleértve a komposztálást) a hulladék egyéb hasznosítása, így különösen energetikai hasznosítása a hulladék ártalmatlanítása de azt kell választani, amely az összességében legjobb környezeti eredményt biztosító megoldást hordozza magában Az összességében legjobb környezeti eredményt biztosító megoldás érvényesülése érdekében bizonyos hulladékáramok esetében hulladékhierarchia szerinti elsőbbségi sorrendtől eltérően is megválasztható. A cementipari hasznosítás egyszerre újrafeldolgozás (a szervetlen komponensekre) energetikai hasznosítás (a szerves komponensekre)

7 Üvegházhatású gáz kibocsátás szempontjából a cementipari hasznosítás a legkedvezőbb hasznosítási mód Mechanikai biológiai kezelés Együttégetés cementgyárban Együttégetés szénerőműben (R12) (R1+R5) (R1) Együttégetés barnaszén erőműben (R1) Égetés hulladékégetőműben Szennyvíziszap monoégető Tájépítés Mezőgazdaság (R1/D10) (D10) (R10) (R10)

8 Mi a cement és mi teszi a cementipart képessé hulladékok hasznosítására? A portlandcement egy hidraulikus kötőanyag, amit mészkő, agyag, Fe 2 O 3 -hordozó,1450 C-ra hevítésével, égetésével előállított portlandklinker, kötésszabályzó gipsz (gipszkő, REA-gipsz), hidraulikus kiegészítő anyagok (trassz, erőművi pernye, kohósalak), együttőrlésével állítanak elő. Következmény a hulladékgazdálkodás számára: 1. A cementgyár nem azért dolgozik magas hőmérsékleten, hogy hulladékot hasznosíthasson, hanem azért hasznosít hulladékot, mert szüksége van a magas hőmérsékletre 2. A különböző cementfajták előállításához hagyományosan más iparágak melléktermékeit alkalmazza, így azok megszűntek hulladéknak lenni

9 Cementgyári együttégetés csökkenti a légszennyezést A hulladék ártalmatlanítása légszennyezéssel jár (biogáz/füstgáz keletkezés) A cementgyártás során is keletkeznek égéstermékek (pl. por, CO2; NOx; SO2, stb.) Amennyiben cementgyár hasznosítja a hulladékot Por; CO 2 SO 2 NO X vagy [CH 4 ] [H 2 S] Por, CO 2 SO 2 NO X Szigorúbb határértékek szerint kell működnie (3/2002 KöM rendelet) Nem alakul ki a hulladék ártalmatlanításához kapcsolódó emisszió Csökken a fosszilis tüzelőanyagokból származó füstgáz kibocsájtás Hulladék (alt.t.a.) Hulladék ártalmatlanítás [lerakás] Fosszilis tüzelőanyag (olaj, földgáz, szén) Cement termelés fosszilis tüzelőanyaggal Cement termelés tüzelőanyag helyettesítéssel

10 A klinkergyártás során a nyers- és tüzelőanyagok hamuja együtt alkotja a végterméket, ártalmatlanítandó hulladék nem keletkezik Energiahordozók Fosszilis t.a.(szén bázisú) Helyettesítő t.a. (szénhidrogén bázisú) Szervetlen komp.: (CaO, SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 2 ;S;Cl) Nyersanyagok Mészkő (CaO+CO 2 ) Agyag (Al 2 O 3 +SiO 2 +H 2 O) Homok/homokkő (SiO 2 ) Vas-oxid hordozó (Fe 2 O 3 ) ( f ) ( g H 2O H 2O y C H ( x ) O 4 C O 2 CO 2 xco y H O x y N2 xo2 2NO X CaO; SiO 2 Al O ; Fe 3; 2 3 2O ) Cl ;SO 3 H 2 O CO 2 Füstgáz H 2 O (tüzelőanyagból) CO 2 (tüzelőanyagból) CO 2 (nyersanyagból) Egyéb komponensek (3/2002 KöM rend. szerint) Klinker ásványok Alite (3CaO 2 SiO 2 ) Belite (2CaO 2 SiO 2 ) 3CaO 2 Al 2 O 3 3CaO 3 Al 2 O 3 Fe 2 O 3

11 A szennyvíziszap nedvességtartalmától függő mértékben alkalmazható a cementgyártásban A cementipar a legfontosabb iszaphasznosítók egyike Svájc: t/év szárított iszap Németország: t/év szárított iszap, t/év víztelenített iszap Az iszap víztartalma meghatározza a felhasználás módját és a felhasználható mennyiséget Víztelenített iszap alapanyag helyettesítőként a kalcinátoron 5-8t/h kapacitás t víztelenített iszap/nap t/év ~ 30% szárazanyag tartalmú iszap t/év szárazanyag tartalom Szárított (~ 90% szárazanyag tartalmú) iszap energiahordozóként és alapanyag helyettesítőként a főégőn vagy a kalciátoron 4-5 t/h kapacitás 100 t szárított iszap/nap (~ 300 t/nap víztelenített iszap) t szárított iszap/év (~ t/év víztelenített iszap) t/év szárazanyag tartalom

12 Anyagmérleg mennyiségek Hasznosítható hulladéktípusok Települési szennyvíz iszapok Ipari szennyvíz iszapok (EWC ; EWC ) (EWC ; EWC ; EWC ; EWC ) Duna-Dráva Cement Kft kapacitása: Víztelenített iszap: ~ t/év ( t víztelenített iszap) Szárított iszap ~ t/év (~ t víztelenített iszap) Keletkező víztelenített iszap mennyiségek a Közép-magyarországi régióban FCSM: t/év Észak-Pesti tisztító: Dél-Pesti Tisztító: t/év; t/év BKSZT: t/év DMRV Rt: t/év t

13 A Heidelberg Csoport gyárai világszerte jelentős szennyvíziszap hasznosítónak számítanak Európa Víztelenített és szárított iszap É-Amerika: Szárított iszap Törökország Szárított iszap Kína Víztelenített iszap

14 Iszapszárítás biogázzal Törökország 6 szárító Biogáz A biogáz 50%-ban helyettesíti a földgázt Beüzemelés 2010 március A szárított iszap Isztambul mind a 4 szennyvíztisztítójából a Heidelberg Cement gyáraiban kerül hasznosításra

15 Iszapszárítás hulladékhővel HeidelbergCement (Kína) CO2 csökkenés Hulladék hő hőcserélő toronyból Víztelenített iszap Száraz iszap Beüzemelés 2008 december t víztelenített iszap/év 100% hulladék hő

16 Iszapszárítás hulladékhővel Schwenk Zement (Németország) CO2 csökkentés Száraz iszap Víztelenített iszap Hulladék hő klinker hűtőből Schwenk Zement Németország Üzembe helyezés t víztelenített iszap/év Szalagszárító Andritz 100% hulladék hő

17 40-55% in Sewage Sludge A foszfor kérdéskör A szennyvíz foszfor tartalma kezelés nélkül 40-50%-ban a szennyvíz iszapba kerül 40-60%-ban a tisztított vízben marad Elfolyó szennyvíz Elfolyó vízből visszanyerhető Foszfor mennyiség Fölösiszap Primer iszap A szennyvíz foszfor tartalma két módon hasznosítható: Szennyvíziszap közvetlen alkalmazása a mezőgazdaságban Foszfor kinyerés a szennyvíztisztítás során tisztítandó szennyvízből, tisztított vízből, szennyvíziszapból vagy a szennyvíziszap égetés hamujából Bejövő szennyvíz

18 Foszfor visszanyerés (P 2 O 5 ) P-RoC eljárással KIT Karlsruhe Institute of Technology Együttműködő partner: HeidelbergCement AG and Cirkel GmbH & Co. KG P-RoC eljárás = Foszfor visszanyerés a szennyvízből és a technológiai vízből kristályosítással Az oldott foszfor visszanyerése kalcium-szilikát-hidrát (CSH) felületén Kísérleti üzemben 45% hatásfokkal sikerült az oldott foszfort kinyerni Az egyszerű és hatékony módszerrel kapott termék további kezelés nélkül is alkalmazható a mezőgazdaságban

19 Köszönöm a figyelmüket!