Energetikai hasznosítás a Duna-Dráva Cement Kft. gyáraiban

Átírás

1 Energetikai hasznosítás a Duna-Dráva Cement Kft. gyáraiban egy gazdaságos alternatíva a szennyvíziszap összes komponensének hasznosítására Bocskay Balázs alternatív energia menedzser

2 Az előadás fő témái Cementipar szerepe a szennyvíziszap kezelési és hasznosítási stratégiában Hulladék hasznosítás a cementiparban Iszap víztelenítés/szárítás Foszfor eltávolítás folyadék fázisból Szennyvíziszap hasznosítás a DDC tulajdonosi körében

3 SZENNYVÍZISZAP KEZELÉSI ÉS HASZNOSÍTÁSI STRATÉGIA, A cementipart figyelmen kívül hagyja mivel folyamatos rendelkezésre állása nem biztosítható, annak ellenére, hogy hogy közel t hulladék felvevő kapacitással rendelkeznek, hogy az átvétel az ipar fellendülésével egyre folyamatosabbá válik, hogy jól kiegészíthetne más hasznosítási módokat Energetikai hasznosítást elsősorban új beruházásokra alapozza HUHA 2 Vértesi Erőmű Dél-dunántúli RDF égető berendezés annak ellenére, hogy Budapest közelében kettő Dél-Dunántúlon három termikus hasznosító berendezés üzemel Forrás: Stratégia 2014 konzorcium SZENNYVÍZISZAP KEZELÉSI ÉS HASZNOSÍTÁSI STRATÉGIA Véleményezési dokumentum

4 A Duna-Dráva Cement Kft 2014-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 Melléktermék salak Melléktermék pernye Mellékletrmék REA-Gipsz

5 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

6 Egy cementgyár esetén emisszió csökkentő eljárások és a technológia együttesen garantálják a határértékek betartását Kalcinátor: T gáz : C t: 2-5s Kemence: T láng : 2000 C t >1000 C ~10 s Tüzelőanyag Nyersliszt NOx csökkentés Karbamid Tüzelőanyag CO 2 H 2 O, NO X HCl,HF, SO2, Hamu CO 2 4 NO + 4 NH 3 + O 2 4 N H 2 O Hg gőz Hg kond (adszorpció) Por (nyersliszt) leválasztás. Hg megkötés (adszorpció) Klinker Égéslevegő HCl, HF, SO2, nehézfém megkötés (kemiszoprpció) Nyerskeverék (mészkő+agyag+vasoxid)

7 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) H2O H2O y y C x H y ( x ) O 2 xco 2 H 2 O 4 2 C O 2 CO 2 N2 xo2 2NO X CaO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 SO 3 Cl CO 2 H 2 O 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

8 Egy-egy cementgyár t/év iszap szárazanyag hasznosítására képes a nedvességtartalmától függően Felhasználást korlátozó tényezők 3 t/h szárított iszap őrlés nélkül adagolható a főégőn (klinker szín változás nélkül) teljes kapacitás: cca t/gyár / 2014: 4500 h/év t/év 10 t/h őrölt iszap probléma nélkül adagolható teljes kapacitás: cca t/gyár / 2014: 4500 h/év t/év 0,8% P2O5 tartalom nem befolyásolja a klinker minőségét t klinker/év t P2O5/év t P/év t iszap sz.a. 2014: t klinker/év t iszap sz.a. az iszap víztartalma víztelenített iszap alapanyag helyettesítőként a kalcinátoron t/év ~ 30% szárazanyag tartalmú iszap t/év szárazanyag tartalom szárított (~ 90% szárazanyag tartalmú) iszap energiahordozóként és alapanyag helyettesítőként a főégőn vagy a kalciátoron t szárított iszap/év (~ t/év víztelenített iszap) t/év szárazanyag tartalom

9 Szennyvízkezelő telep Az iszap nedvesség tartalma több módon és helyszínen csökkenthető, a helyi adottságoknak megfelelően Nap Cementgyár 40-60% sz.a tart iszap 25-60% sz.a. tart iszap Hulladékhő Biogáz 90% sz.a. tart iszap Földgáz

10 Innovatív megoldásokkal a iszap szárazanyag tartalma befolyásolható Hollandia: Gruis-ontwatering vízleadás javítása őrölt anyagok (pl. szén) adagolással 25% 35-40% szárazanyag tartalom Kína: sejtburok roncsolása vegyszer adagolással 50-60% szárazanyag tartalom ktg: ~12 /t

11 A szárítás optimalizálása növeli a CO 2 -csökkentési potenciálját a szennyvíziszap cementipari alkalmazásának Iszap szárítási módszer 25% 90% sz.a.. Energia forrás 1 tonna iszap hasznosításának CO 2 -egyenértéke Cementipari alkalmazás (co-processing) Égetés Földgáz Gáz hálózat kg CO 2 -eq 50% földgáz; 50% biogáz Hulladékhő Iszap rothasztás Klinkerégető kemence -750 kg CO 2 -eq kg CO 2 -eq Technológiától függően tól +600 kg CO 2 egyenértékű kibocsátásig 11 Jan Theulen 201

12 2012. évi CLXXXV. Törvény a hulladékról A hulladékról szóló törvény a minél teljesebb hasznosításra ösztönöz a hulladékképződés megelőzése a hulladék újrahasználatra előkészítése a hulladék újrafeldolgozása a hulladék egyéb hasznosítása, így különösen energetikai hasznosítása a hulladék ártalmatlanítása (hulladékégetés, tartós tárolás lerakás ) azt kell választani, amely Az összességében legjobb környezeti eredményt biztosító megoldást hordozza magában, és elősegíti a hasznosítási és ártalmatlanítási célkitűzések megvalósítását.

13 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)

14 Hulladékégetés (Waste-to-Energy) és a cementipari együttégetés (Co-processing) életciklus szemléletű összehasonlítása 14

15 35-55% in Sewage Sludge A foszfor visszanyerés lehetőségei A szennyvíz foszfor tartalma kezelés nélkül 35-55%-ban a szennyvíz iszapba kerül 44-61%-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

16 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) fázisban történik A kinyert foszfor tartalmú termék azonnal alkalmazható a mezőgazdaságban 55-60% hatásfokkal sikerült az oldott foszfort kinyerni (a kezelt vízáramból, bejövő vízre vonatkoztatva 12%) Üzemelés többletköltsége: 2,6-4,7 eurocent/m3 szennyvíz

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

18 Iszapszárítás biogázzal Törökország 6 szárító Biogáz A biogáz 50%-ban helyettesíti a földgázt Beüzemelés 2010 március A szárított iszap Isztambul 3 új szennyvíztisztítójából a 2010-óta a HeidelbergCement gyáraiban kerül hasznosításra

19 A Kínában megvalósult szennyvíziszap hasznosítási projekt eredményei Együttműködés kezdete: millió lakos kiszolgálása 600 tonna/nap víztelenített iszap átvétele tonna/év szén megtakarítás tonna/év CO 2 kibocsátás csökkentés 2015 fejleménye: Guangzhou (Kanton) önkormányzata a kapacitás növelését kérte!!

20 Köszönöm a figyelmüket!