1. A vizsgált berendezés ismertetése

Átírás

1

2 1. A vizsgált berendezés ismertetése 1.1 Műszaki leírás Az észterező egy konténerbe telepített több technológiai egységből álló, növényolaj metil-észtert előállító komplett technológia. A berendezés képes a különböző növényolajok folyamatos észterezésére. Az észterezéshez vizet nem használnak, ezért szennyvíz nem keletkezik. A technológiai folyamatba az egyes köztes termékek, illetve a végtermék és a nyersanyag közé a hőenergia jobb kihasználása érdekében hőcserélőket építettek be. Ezek segítségével a hő, a villamos és az egyéb energiaforrások optimálisan kihasználhatóak. Az észterezési technológia az alábbi fő munkafolyamatokból áll (1. ábra): Észterezés Az észterezés során a növényi olajok katalizátor jelenlétében reakcióba lépnek az észterezőreaktorba bevezetett metanollal, és növényolaj metil-észter (továbbiakban: mé.) keletkezik. Az észterezés két fokozatban zajlik két észterező a rektorban. Az irányítási rendszer programozásával az egyes fokozatok paraméterei beállíthatóak. Az észterezés hatásfokának a fokozatok között elhelyezett gravitációs fáziselválasztók melyek a keletkezett glicerint távolítják el segítik elő. Metanol leválasztása Az észterezés alkoholtöbblettel történik, ezért a felesleges alkoholt el kell távolítani és vissza kell nyerni. Ez a folyamat a deszorpciós toronyban történik, ahol ellenáramú, szárított, előmelegített levegő segítségével a metil-észterből a felesleges alkohol eltávozik, majd a kondenzációs egységben lecsapódik, és visszakerül a katalizátor-előkészítőbe. A metanol eltávolítása után, mivel annak emulgeáló hatása megszűnik, az anyagban még meglévő glicerin ismételten leválasztásra kerül. Finalizáció Az előzőekben leírt eljárással készült mé. még tartalmaz alkálielemeket (a katalizátormaradék), valamint szappanokat is. A finalizálóban ezek eltávolítása, illetve feloldása, oldható formává való átalakítása történik. Illékony anyagok eltávolítása A finalizáció után a vegyszerek maradékai, az esetlegesen előforduló víz egy deszorpciós toronyban előmelegített levegő segítségével távozik el a metil-észterből. Tisztítás, szűrés A végtermék centrifugálásra, majd mikroszűrésre kerül, így az anyagból az 5 mikronnál nagyobb részecskék eltávoznak. A szűrés után a kész metil-észter a napi tárolóba kerül, ahonnan egy napos pihentetés után használható fel. A nyers növényolaj az olajtárolóból a reakció-hőmérsékletre való melegítés (többszörös hőcsere) után az első észterezőbe kerül. Itt az olaj mintegy 70 %-a átésztereződik, majd egy leválasztótartályba kerül. A tartály felső részéről elvett észterolaj keverék ismételt hőcsere után jut a második észterező reaktorba. Itt az észtere- 3

3 zés %-ban végbemegy. A két leválasztótartály aljáról a glicerinfázis elvezetésre kerül. A metil-észter a második leválasztótartályból a metanolleválasztóba jut. Itt meleg levegő segítségével az alkoholt kiűzik az észterből, és kondenzálják, majd visszajuttatják az előkészítő fázisba. A metil-észter a tárolótartály felső részéről kerül a finalizáló egységbe. A finalizálóban történik meg a semleges kémhatás beállítása, stabilizálása, az észter esetlegesen szükséges adalékolása, valamint a maradék illóanyag eltávolítása. A késztermék a tárolóba jut, ahonnan megfelelő mérőeszközön keresztül kerül kitárolásra. A technológia zárt, a környezetbe csak az illékony anyagokat leválasztó kondenzálás után a szellőztetőlevegő jut ki. A berendezést hajókonténerbe telepítették, ami a kármentő szerepét is ellátja. A berendezés hőenergia-ellátását gőzkazán biztosítja, melynek fűtése biomasszával (repceszár, repcepogácsa) is megoldható Műszaki adatok Bemenő anyagok: nyersolaj 773 kg/h metanol 139 kg/h KOH 43 kg/h adalékok 15 kg/h Kijövő anyagok: metil-észter 757 kg/h nyers glicerin 194 kg/h veszteségek 19 kg/h összesen 970 kg/h Energiaigény: hő 0,072 kwh/kg villamos 0,068 kwh/kg Telepítési helyszükséglet: Hosszúság mm Szélesség mm Magasság mm Észterező konténer méretei: Hosszúság mm Szélesség mm Magasság mm 4

4 1. ábra A berendezéssel megvalósítható technológiai folyamat 2. ábra A konténerbe épített részegységek 5

5 2. A vizsgálatok körülményei Az észterezőberendezés vizsgálatát május hónapban a gyártó telephelyén a szlovákiai Zohorban végeztük el egy üzemelő berendezésen. Az észterező névleges teljesítménye 6000 t/év, és a mérések során teljes kapacitással üzemelt. A vizsgálathoz a gyártó és egyben üzemeltető személyzet a szükséges információkat megadta. A vizsgálat az alábbiakra terjedt ki: a berendezés azonosítására a be- és kijövő anyagmérleg értékelésére a technológia energiafelhasználására környezetbe kibocsátott szennyező anyagok meghatározására munkavédelmi ellenőrző vizsgálatra az előállított késztermék elemzésére leválasztott sók nehézfémtartalmának megállapítására 3. A vizsgálatok eredményei 3.1. Azonosítás A berendezés a technológia könnyebb szállítása, felállítása, üzembe helyezése érdekében szabványos konténerben került elhelyezésre, melyhez több részegység is csatlakozik. Ezek: hőszolgáltató kazán, köztes metil-észter tárolók, katalizátor-előkészítő, légkompresszor, villamos erőátviteli szekrény, vezérlő, irányító berendezések. A konténeren lévő azonosító tábla megfelelően tájékoztat a berendezésről, azonban a részegységek elkülönítetten nem jelöltek A be- és kijövő anyagmérleg: Bemenő anyagok nyers repceolaj 776 kg/h metanol 141 kg/h KOH 45 kg/h egyéb anyagok 16 kg/h Összesen 978 kg/h Kijövő anyagok repce metil-észter 762 kg/h nyers glicerin 196 kg/h maradékok 20 kg/h Összesen 978 kg/h Energiaigény fajlagos hőfelhasználás: 0,070 kwh/kg fajlagos villamosenergia-felhasználás: 0,067 kwh/kg 6

6 Megállapítottuk, hogy a berendezés képes a névleges teljesítményének megfelelő mennyiségű repce metil-észtert előállítani. 3. ábra A folyamatirányító kijelzője 3.3. A technológia energiafelhasználása Hőenergia A hőtermelő kazánról a technológia csatlakozó ágán leadott hőteljesítmény: Phő = 54,32 kw Az alacsony hőfelhasználás annak köszönhető, hogy a rendszerbe az anyagáramokba hővisszanyerő hőcserélőket építettek be. Villamos energia A berendezés villamos betápláló kábelén mért villamos teljesítmény Pvill = 51,9 kw Egyidejűségi tényező Ke = 94 % Fázistényező cosφ = 0, A környezetbe kibocsátott anyagok A technológia majdnem teljesen zárt, a környezetbe való kibocsátás csak a deszorpciós torony szellőzőcsövén keresztül történik. A szellőzőcsövön mért metanolkoncent- 7

7 ráció 31,7 g/m 3, ezzel a légkörbe való kibocsátás 1,2 kg/h, 40 m 3 /h megadott levegőárammal számolva. A 10 m fölötti magasságban megengedett érték pedig 2,7 kg/h. Az ammóniaemisszió figyelmen kívül hagyható. (A számítás védett I. besorolású, 10 terhelési indexű területre vonatkozik.) A technológiából még melléktermékként kikerül 196 kg/h nyers glicerin, ezt jelenleg nem hasznosítják, hanem tárolják, későbbiekben finomításra kerül. Ugyancsak kikerül a technológiából az ülepítőtartály aljáról főként kálium, ammónium- és foszfáttartalmú só. Ennek mennyisége mintegy 2-5 kg/h, a környezetre veszélyt nem jelent, a gyártó információja szerint a talajra is kijuttatható. A só nehézfémtartalmának elemzési eredményeit az 1. táblázat tartalmazza. 1. táblázat Az üledék fémtartalmának elemzése Megnevezés mg/kg szárazanyag mg/kg sóoldat Arzén <70 <0,70 Kadmium <6,9 <0,069 Kobalt <19 <0,19 Króm <19 <0,19 Réz <19 <0,19 Higany <8,7 <0,087 Mangán <109 <1,09 Molibdén <22,6 <0,226 Nikkel <19 <0,19 Ólom <1123 <11,23 Szelén <104 <1,04 Cink 630 <6,30 Vanádium <170 <1,70 Ezüst <114 <1,14 Alumínium <122 <1,22 Bárium <113 <1,13 Berillium <33 <0,33 Bizmut <116 <1,16 Kalcium ,12 Kálium ,00 Magnézium ,70 Nátrium ,90 Antimon <160 <1,6 Ón <59 <0,59 Az elemzésből kitűnik, hogy a maradék sók nagy részét az alkáli- és alkáliföldfémek teszik ki, amelyek természetes környezetbe kijutva veszélyt nem jelentenek Munkavédelmi vizsgálat A berendezés munkavédelmi vizsgálatát az OMTKI Minőségvizsgáló és Munkavédelmi Kft. végezte. A jegyzőkönyv száma SZ /200 A vizsgálat alapján a berendezés megfelelhet a hazai követelményeknek. 8

8 3. ábra A külső tartályok 4. ábra Irányító számítógép 9

9 3.6. Az RME késztermék elemzése 2. táblázat A késztermék jellemzői Jellemző Mért.egys. Mért érték Követelmények Szabvány legalább legfeljebb MSZ/ISO 5508 Észtertartalom % m/m 97,5 96,5 - MSZ/ENISO 3675 MSZ/ENISO Sűrűség / 15 C g/cm3 0,877 0,860 0,900 MSZ/ENISO 3104 Viszkozitás mm 2 /s 4,2 3,5 5,0 Lobbanáspont C o MSZ/ENISO Kéntartalom % m/m 0,007-0,001 MSZ/EN MSZ/ENISO Kokszosodási maradék % m/m - - 0,3 MSZ/ENISO 1370 Cetánszám MSZ/ENISO 5165 Szulfáthamu % mm 0,002-0,02 MSZ Víztartalom % m/m nincs - 0,05 MSZ/TENISO Összes szennyeződés mg/kg MSZ/EN Rézlemez korrózió fokozat MSZ/ENISO 2160 Savszám mgkoh/g 0,51-0,5 MSZ/EN Metanoltartalom % m/m Nem kimutatható Monogliceridtartalom Digliceridtartalom Trigliceridtartalom Szabadglicerin-tartalom Összes glicerin % m/m % m/m % m/m % m/m % m/m 0,93 0,82 nincs 0,025 0,38 MSZ/ISO 660-0,2 MSZ ,8 0,2 0,2 0,02 0,25 MSZ 9136 Jódszám g/100g MSZ/ISO 3961 Foszfortartalom mg/kg 6,3-10 MSZ 9137 MSZ Alkálitartalom mg/kg 3,5-5 MSZ 9138 MSZ Szakvélemény Az EKOIL észterezőberendezés egy sor új technológiai megoldást tartalmaz. Szlovákiában már több, erre a berendezésre alapozott, növényolaj-észterező üzem működik. Vizsgálataink alapján megállapíthatjuk, hogy a berendezés a gyártó által megadott üzemi paramétereket teljesítmény, energiafogyasztás, környezeti emisszió teljesíteni tudja. Vizsgálataink során az észterező a szlovák szabványnak megfelelően volt beállítva, ezért a késztermék a repce metil-észter tulajdonságai a magyar szabványtervezettől kismértékben eltérnek, azonban a berendezés a magyar szabvány előírásainak megfelelően is beszabályozható. 10

10 A berendezés a vizsgálatok eredményei szerint környezetterhelést nem okoz, az emissziók megfelelő telepítés esetén a hazai előírásokat kielégítik. A technológia energetikai szempontból kiemelkedően jó, beépített hőcserélőknek köszönhetően energiaigénye alacsony. A berendezés jelenlegi kivitele a szlovák szabványnak felel meg, hazai telepítéskor a magyar MSZ, illetve az EN szabványokat és a hazai előírásokat kell alkalmazni. A berendezés referenciaüzemként való felállítását Magyarországon javasoljuk. Záradék A vizsgálati eredményeket az FVM Műszaki Intézet és az FVMMI GM Gépminősítő Közhasznú Társaság közös tudományos-műszaki tanácsa jóváhagyta. Lektor és sorozatszerkesztő: Dr. Hajdú József Műszaki szerkesztő: Pálinkás Gábor Igazgatók: Dr. Fenyvesi László, FVM Műszaki Intézet Dr. Szente Márk, FVMMI GM Gépminősítő Közhasznú Társaság Gödöllő, november hó 11