TERMOLÍZIS KÍSÉRLETI ÜZEM EREDMÉNYEI MAGYARORSZÁGON (Mezőberényben)

Átírás

1 A hulladékgazdálkodás legújabb fejlesztési lehetőségei nemzetközi konferencia TERMOLÍZIS KÍSÉRLETI ÜZEM EREDMÉNYEI MAGYARORSZÁGON (Mezőberényben) Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológia Kutatóközpontjában Dr. Korzenszky Péter egyetemi docens Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar január 29. Szarvas

2 A kísérleti termolízis berendezés Mezőberény, Environ-Energie Kft. által tervezett, megépített és működtetett EE-MBPT/01 berendezés A kísérleti termolízis berendezés

3 ALTÉMA BEMUTATÁSA 3. ALTÉMA KÍSÉRLETI ÜZEMI VIZSGÁLATOK, TECHNOLÓGIAFEJLESZTÉS Dr. Virág Sándor főiskolai tanár Dr. Korzenszky Péter egyetemi docens Somogyi Ferenc PhD. hallgató Montvajszki Márk PhD. hallgató Babák György laboráns Environ-Energie Energetikai Fejlesztő és Beruházó Kft. Bezzeg Zsolt és Mák Zoltán

4 ALTÉMA BEMUTATÁSA Elvégzendő feladatok A kísérleti üzemben különböző alapanyagok, különböző keverékeinek hőbontása kísérleti terv alapján Az egyes alapanyagok hőbontása során felhasznált és keletkező input és output anyagok mennyiségének vizsgálata különböző technológiai paraméterek mellett, ezen adatok helyszíni regisztrálása a minőségi vizsgálatokhoz mintavétel elvégzése (alapanyagok, végtermékek, környezeti kibocsátások) a hőbontás reakciókinetikájának leírása az eltérő technológiai paraméterek mellett

5 ALTÉMA BEMUTATÁSA RÉSZ FELADATOK 1. Információgyűjtés és rendszerezés (elérhető pirolízis technológiákról) 2. Kísérleti üzem méréstechnikája, üzembe helyezés, próbaüzem 3. Üzemi mérések (alapanyagok, technológiai paraméterek változtatása) 4. Technológia optimalizálás (főtermék váltás, minőségjavítás, környezeti kibocsátások)

6 ALTÉMA BEMUTATÁSA ÉV Hónap Munkafázis tartalma Termék 2012/ Mérföldkövek 1. Információgyűjtés és rendszerezés: Elérhető pirolízis technológiák felkutatása A technológia várható alapanyagai és végtermei Szakirodalmi részjelentés A változtatható technológiai paraméterek meghatározása. A kísérleti berendezés méréstechnikája. Kísérleti berendezések üzembe helyezésének tervezése a mérőhelyek kialakítása szempontjából. A mérés adatgyűjtés rendszerének kialakítása. Próbamérések lefolytatása. Technológia leírás, kísérleti terv Publikáció a létesítendő kísérleti üzemről 1. publikáció

7 ALTÉMA BEMUTATÁSA ÉV Hónap Munkafázis tartalma Termék 2013/ Mérföldkövek 2. Üzemi mérések (kísérleti terv alapján) A kísérleti terv alapján ütemezett időbeosztással a működő technológiai folyamatok nyomonkövetése. A rendelkezésre álló adatok alapján az adott technológia beállított értékeinek elemzése. A változtatható technológiai paraméterek hatásának felmérése a végtermékek mennyiségére vonatkozóan Mérési jegyzőkönyvek (részjelentések alapanyagonként), értékelő tanulmány, 2. publikáció (Esetleges utómérések) A mért és elméletileg mérhető technológiai paraméterek összevetése, elemzése. Technológia és berendezés érzékenysége (főtermék váltás, végtermék minőségjavítás, környezeti kibocsátások vonatkozásában) Javaslatok megfogalmazása a meglévő technológia optimalizálására Közreműködés a projekt záródokumentumainak összeállításában (zárótanulmány készítése, tananyag-fejlesztés, szolgáltatás-fejlesztés) Tanulmány Zárótanulmány, (rész)tananyag,

8 A termolízis üzem alaprajza Gáz Olaj Alapanyag Piro koksz.

9 Inputok és Outputok INPUT / OUTPUT (másik altéma feladata) S.Sz. Dátum Alapanyag és 05. Gumi és 12. Fanyesedék és 19. Műanyag PET és Gumi és 10. Műanyag ipari és 17. Műanyag vegyes és 24. Biostabil TSZH és 06. Szénpor S.Sz. Minták azonosítója Eredmények

10 TECHNOLÓGIAI VONALAS RAJZA Gáz Alapanyag Piro koksz Olaj

11 A kísérleti termolízis berendezés 3D-s technológiai rajza INPUT OUTPUT (koksz) C OUTPUT (gáz) OUTPUT (olaj) A kísérleti termolízis berendezés főbb egységei Forgókemence; Olaj/gáz szeparátor; Kondenzátor első fokozat; Kondenzátor második fokozat; Olajgyűjtő- szeparátor tartály; Vízzár; Füstgáz hűtő; Porleválasztó; Hűtőtorony; Hűtővíz tartály; Reaktor környéke; Vízzár-olajtartály környéke

12 A technológiai mért paraméterek azonosítása Tervjel Berendezés Mérendő Mérés Mérendő paraméter egység paraméter jellege LT080 Könnyűolaj-tartály Olajszint min / max szint L LT230 Hűtővíz tartály Hűtővíz szint min / max szint L PT012 Forgókemence Kilépő gáznyomás mbar P PT041 Olaj/gáz szeparátor Belépő gáznyomás mbar P PT061 Álló kondenzátor Belépő gáznyomás mbar P PT100 Vízzár Tartálynyomás mbar P PT102 Vízzár Gázkilépő nyomás mbar P QT010 Gázveszély a forgókemencénél QT100 Gázveszély a gázmosónál Szénhidrogén mérő és gázveszély riasztó Szénhidrogén mérő és gázveszély riasztó Jelfeldolgozás/ digitális Jelfeldolgozás/ digitális Q Q A mérőhelyek azonosítása: L folyadék szint P nyomás P T 01 2 T hőmérséklet T - Technológiai 1 belépő adat Q gáz mennyiség technológia lépés sorszáma 2 kilépő adat

13 A technológiai mért paraméterek azonosítása Tervjel Berendezés egység Mérendő paraméter Mérendő paraméter Mérés jellege TT012 Forgókemence Kilépő gáz hőmérséklete C T TT034 Cső kondenzátor Hűtővíz kilépő hőmérséklete C T TT041 Olaj/gáz szeparátor Belépő gáz hőmérséklete C T TT044 Olaj/gáz szeparátor Hűtővíz kilépő hőmérséklete C T TT061 Álló kondenzátor Belépő gáz hőmérséklete C T TT064 Álló kondenzátor Kilépő hűtővíz hőmérséklete C T TT080 Könnyűolaj-tartály Olajhőmérséklet C T TT102 Vízzár Gázkilépő hőmérséklete C T TT131 Porleválasztó Füstgáz belépő hőmérséklete C T TT132 Porleválasztó Füstgáz kilépő hőmérséklete T TT233 Hűtővíz tartály Hűtővíz hőmérséklete C T

14 Technológiai folyamatábra Gáz Alapanyag Olaj Piro koksz Termolízis technológiai folyamatábra

15 A termolízis kísérleti üzemben mért hőmérséklet értékek Képernyőn megjelenő hőmérséklet értékek

16 A termolízis kísérleti üzemben mért nyomás értékek Képernyőn megjelenő nyomás értékek

17 A termolízis kísérleti üzemi hőmérséklet mérési helyek (11 db) Gáz fáklya Hűtővíz tartály Füstgáz elvezetés Víz zár Kondenzátorok Könnyű olaj Nehéz olaj Olaj/víz leválasztó A termolízis kísérleti üzemi hőmérséklet mérési helyek (13 db)

18 Az egyes mérési eszközök (hőmérők) főbb adatai 7MC2021-2LC-Z A02, NiCr/Ni type K - thermocouple, o C; ø3mm, hossz: 1m 7MC1007-5DA16-Z T11, Pt-100-as, T= o C; hossz: 160mm; 7MC1007-7DE16-Z T11, Pt-100-as, T= o C; hossz: 400mm 7NG3211-0AN00, Pt-100-as hőmérő 4-20mA-es kimenettel 7NG3032-1JN00, hőmérséklet átalakító 4-20mA, SITRANS TR200 function diagram

19 A termolízis kísérleti üzemben több helyen mérünk nyomást (5db) Gáz fáklya Hűtővíz tartály Füstgáz elvezetés Víz zár Kondenzátorok Könnyű olaj Nehéz olaj Olaj/víz leválasztó A termolízis kísérleti üzemben 5 helyen mérünk nyomást

20 Az egyes mérési eszközök (nyomásmérők) főbb adatai Az egyes mérési eszközök (nyomásmérők) főbb adatai 7MF1564-3AA001-1AA1 Nyomástávadó SITRANS P SOROZAT Z, mérési tartomány mbar MAX. MUNKA NYOMÁS 0,6 bar, Kimenő jel: 4-20 ma 2 vezetékes, DC 10 és 36 V-os

21 A termolízis kísérleti üzem folyadék szintmérési helyei (2db) Gáz fáklya Hűtővíz tartály Füstgáz elvezetés Víz zár Kondenzátorok Könnyű olaj Nehéz olaj Olaj/víz leválasztó A termolízis kísérleti üzem folyadék szintmérési helyei (2db)

22 Az egyes mérési eszközök (szintkapcsolók) főbb adatai Az egyes mérési eszközök (szintmérők) főbb adatai NIVOPOINT MKA-210-7, Szint kapcsoló, fix Kapcsolási magasság: mm NIVOPOINT MKA-220-7, állítható hiszterézisű szint kapcsoló Kapcsolási minimum: 30-72mm; differenciamagasság: mm

23 A termolízis kísérleti üzem gáz koncentráció mérési helyei (2db) Gáz fáklya Hűtővíz tartály Füstgáz elvezetés Víz zár Kondenzátorok Könnyű olaj Nehéz olaj Olaj/víz leválasztó A termolízis kísérleti üzemben két helyen mérünk gázkoncentrációt

24 Az egyes mérési eszközök (gázkoncentráció mérők) főbb adatai EXTOX-UNI K2, gáz koncentráció mérő 1db kontaktus, riasztás esetén bont 1db kontaktus, előjelzés esetén zár 1db konfigurálható kontaktus kontaktusok terhelhetősége: max. 250V AC vagy 30V DC 2A E-TD-S1/M, gázérzékelő távadó félvezetős távadó Mért mennyiség; hidrogén; metán; propán-bután; Érzékelő típusa TGS-813 TGS-842 TGS-842 Kimenő villamos jel: koncentrációfüggő ellenállás

25 A termolízis kísérleti üzem 3D-s vázlata A pirolízis technológia 3D-s bemutatása 1 Reaktor 2 Gázgyűjtő 3 Gázhűtő 4 Olaj-víz leválasztó 5 Nehézolaj tartály 6 Kondenzátor I. 7 Kondenzátor II. 8 Könnyűolaj tartály 9 Kondenzátor III. 10 Gázmosó 11 Puffer tartály 12 Vákuumszivattyú 13 Füstgáz porleválasztó 14 Szívó ventillátor 15 Füstgáz elvezetés 16 Szennyvíz tartály 17 Fűtőolaj tartály 18 Fűtőolaj tartály 19 Olajégő 20 Gázégő 21 Víz tartály 22 Olajgyűjtő tart. 23 Korom kiszedő 24 Gázfáklya Altéma: Kísérleti üzemi 6. vizsgálatok,

26 A termolízis kísérleti üzem Gáz fáklya Füstgáz elvezetés Hűtővíz tartály Víz zár Kondenzátorok Olaj/víz leválasztó Nehéz olaj Könnyű olaj

27 A termolízis kísérleti üzem CH x -elemző T gáz [ o C]; P gáz [mbar] T kigáz [ o C]; P kigáz [mbar]; P begáz [mbar]; Füstgáz összetétel T begáz [ o C]; T kigáz [ o C]; T kivíz [ o C]; T víz [ o C]; h víz [mm] T olaj [ o C] T be [ o C]; T ki [ o C]; P ki [mbar] T vízbe [ o C]; T vízki [ o C] T be [ o C]; T ki [ o C]; P ki [mbar] T vízbe [ o C]; T vízki [ o C] T olaj [ o C]; h olaj [mm]; P gáz [mbar] A kísérleti termolízis berendezés technológiai mért paraméterei T ki [ o C]; P ki [mbar]; Gázösszetétel CH x - elemző

28 A termolízis kísérleti üzem Mezőberény A kísérleti termolízis berendezés

29 PLC-képernyő (Vegyes műanyag bontás technológiai folyamat) Vegyes műanyag bontás technológiai folyamata

30 PLC-képernyő (olajégő szabályozás beállításai)

31 PLC-képernyő (Hőmérséklet mért értékek)..

32 PLC-képernyő (Nyomás mért értékek)

33 PLC-képernyő (Receptek választása és beállításai)..

34 Mezőberény-i Termolízis kísérleti üzem Mezőberény-i Termolízis kísérleti üzem Január 29.

35 Mezőberény-i Termolízis kísérleti üzem Olajégő

36 Mezőberény-i Termolízis kísérleti üzem Vízzár belépő gáz nyomása és kilépő hőmérséklete Vízzár belépő gáz nyomás (PT100) és kilépő hőmérséklet (TT102) mérők

37 Üzemi vizsgálatok alkalmával elkészült dokumentációk Hőbontás, mérési folyamat adatlap Üzemi mérési jelenléti ív Napi energiafelhasználási kimutatás Mérési helyszín átadás nyilatkozat (Mintavételhez) Alapanyag mintavételi adatlap Anyagminta átadás-átvételi jegyzőkönyv Késztermék mintavételi adatlap Mérési minta átadás-átvételi nyilatkozat (Szállításhoz)

38 Mérési dokumentáció 1.

39 Mérési dokumentáció 2.

40 Mérési dokumentáció 3.

41 Mérési dokumentáció 4.

42 Mintavételi dokumentáció 1.

43 Mintavételi dokumentáció 2.

44 Mintavételi dokumentáció 3.

45 Mintavételi dokumentáció 4..

46 Üzem közbeni nyomás értékek ábrázolása

47 Üzem közbeni hőmérséklet értékek ábrázolása

48 PLC - adatok összesítése.

49 Mintavételi helyek G 2 G 1 MV O 1 O 2 Sz 1 A technológiai mintavételi helyek azonosítása G 1 kilépő füstgáz; G 2 szintézisgáz; O 1 nehézolaj; O 2 könnyűolaj; MV gázmosó mosóvíz; Sz 1 visszamaradt pirolízis koksz

50 T [ o C] T [ o C] Gumi alapanyag kezelés 01. Dátum Alapanyag behelyezés ideje, menny :10; 500 kg 550 Folyamat kezdete; vége 13:10 18:30 01_Gumi_ Hőmérséklet Gázképződés kezdete; vége 15:50 18:30 olajképződés kezdete; vége 15:10 18:10 T rektorki [ o C] reaktor Kilépő 120 P max [mbar] T körny [ o C] TT012 - Reaktor Ki TT041 - Olaj/Gáz szeparátor Be TT131- Füstgáz porleválasztó Be TT050 - Nehézolaj tartály TT061- Kondenzátor I. Be TT080- Könnyűolaj tartály :00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 13:10 --> 18:30 0:00:00 0:00:00

51 P [mbar] T [ o C] Gumi alapanyag kezelés 01. Dátum Alapanyag behelyezés ideje, menny :10; 500 kg Gázképződés Folyamat kezdete; kezdete; vége vége 13:10 18:30 15:50 18:30 olajképződé s kezdete; vége 15:10 18:10 T rektorki [ o C] reaktor Kilépő P max [mbar] T körny [ o C] PT012- reaktor Ki PT041- Olaj/Gáz szeparátor Be 01_Gumi_ Nyomás PT050- Nehézolaj tartály PT061- Kondenzátor I. Be TT012 - Reaktor Ki :00:00 0:00:00 0:00:00 13:10 --> 18:30 0:00:00 0:00:00 0:00:00

52 T [ o C] T [ o C] Gumi alapanyag kezelés 01/b. Dátum Alapanyag behelyezés ideje, menny : kg TT012 - Reaktor Ki TT041 - Olaj/Gáz szeparátor Be TT131 Füstgáz porlev. Hőmérséklet TT050 - Nehézolaj tartály TT061 - Kondenzátor I. Be TT080 - Könnyűolaj tartály Gázképződés Folyamat kezdete; kezdete; vége vége 12:35 17:30 01_Gumi_ Hőmérséklet 14:25 17:30 olajképződé s kezdete; vége 14:40 16: T rektorki [ o C] reaktor Kilépő P max [mbar] T körny [ o C] :00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 12:35 --> 17:30

53 P [mbar] T [ o C] Gumi alapanyag kezelés 01/b. Dátum Alapanyag behelyezés ideje, menny : kg PT012 -Reaktor kilépő gáz nyomás PT041- Olaj/Gaz szeparátor belépő gáz nyomás PT050 Nehézolaj tartály nyomás PT061- Kondenzator 1. belépő gáz nyomás Gázképződés Folyamat kezdete; kezdete; vége vége 12:35 17:30 01_Gumi_ Nyomás 14:25 17:30 olajképződé s kezdete; vége 14:40 16: T rektorki [ o C] reaktor Kilépő P max [mbar] T körny [ o C] TT012 - Reaktor Ki :00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 12:35 --> 17:30

54 S.Sz Dátum Alapanyag megnev Gumi Fanyesedék Műanyag PET Gumi 02 (granulátum) Műanyag ipari Alapanyag behelyezés ideje, menny. 12:10; 500 kg Folyamat kezdete; vége 13:10 18:30 11:40 12:35 17:30 11: kg 12:20 16:10 11:00 13:30 17:50 11: kg 12:30 17:00 11:30 12:55 22:25 10: kg 13:05 19: :05 19:30 11: kg 12:30 nincs Gázképződ és kezdete; vége 15:50 18:30 14:25 17:30 olajképződ és kezdete; vége 15:10 18:10 14:40 16:50 T rektor P max T kör Ki [ o C] [mbar][ C] reaktor Kilépő :20 16:10 18:15 22:10 15:10 19:15 14:50 19: (150) 15:25 18:55 15:05 18: :10 15: (120) (130) (350) Gázolaj; Vill. energia; Generátor 270 liter; 7 kwh 34 liter 240 liter; 7 kwh; 32 liter 90 liter 5 kwh 19 liter 140 liter 5 kwh liter 7 kwh 24 liter 160 liter 7 kwh 19 liter 220 liter 7 kwh 29 liter 200 liter 4 kwh 24 liter 80 liter 7 kwh

55 3. Altéma tevékenysége számokban 3. Altéma Kísérleti üzemi vizsgálatok, 1200 oldal tanulmányt adott át a menedzsmentnek 1000 oldal méréshez kötődő dokumentum készült 100 Mb-nyi mérési alapadat áll rendelkezésre 2db megjelent publikációt adott le 1db publikáció engedélyeztetés alatt

56 Következtetések 1. A projektben kitűzött célok az Environ-Energie Kft. EE-MBPT/01 technológiájával megvalósultak. Az üzem napi 3 tonna névleges kapacitásával referenciaként szolgálhat Az üzem alkalmas különféle hulladékok/alapanyagok szakaszos üzemű termolítikus újrahasznosítására, megfelelve mind a hulladékgazdálkodási, mind a környezet-védelmi szempontoknak. Azon hulladékok tekintetében, amelyeket egyébként csak tárolnánk a technológia környezetbarát alternatívát tud képviselni a feldolgozásban.

57 Következtetések 2. A kapott termékek vegyipari alapanyagként, illetve energiahordozóként egyaránt felhasználhatók, illeszkedve az EU hulladék-hasznosítási elképzeléseihez. A berendezés szabályozható módon, kontroláltan és üzembiztosan működik. A folyamatos nyomon követésnek köszönhetően a technológia távoli felügyelet mellett is kézben tartható. A mért és tárolt adatok azonnal, akár valós időben is megjeleníthetőek a kezelőfelületen. Az üzem és az infrastruktúra alkalmas összehasonlító vizsgálatok lefolytatására és a folyamat dokumentált nyomon követésére.

58 A hulladékgazdálkodás legújabb fejlesztési lehetőségei nemzetközi konferencia Köszönöm a megtisztelő figyelmet! Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológia Kutatóközpontjában korzenszky.peter@gek.szie.hu január 29. Szarvas