A termikus hőbontás technológiájának analitikai kémiai háttere és anyagminőségi kérdései



Hasonló dokumentumok
Mobilitás és Környezet Konferencia

Műanyaghulladék menedzsment

Európa szintű Hulladékgazdálkodás

TERMOLÍZIS SZAKMAI KONFERENCIA TÁMOP A-11/1/KONV SZEPTEMBER 26.

BIO-MOTORHAJTÓANYAGOK JELEN ÉS A JÖVŐ

Pirolízis a gyakorlatban

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2018 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Műanyagok és környezetvédelem

Mobilitás és Környezet Konferencia

Veszprémi Egyetem, Ásványolaj- és Széntechnológiai Tanszék

A pirolízis végtermékek analitikai kémiai vizsgálata

Energiagazdálkodás és környezetvédelem 4. Előadás

Újrahasznosítási logisztika. 1. Bevezetés az újrahasznosításba

Innovációs leírás. Hulladék-átalakító energiatermelő reaktor

A csomagolások környezetvédelmi megfelelőségének értékelése

Nemzeti Akkreditáló Hatóság. SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (3) a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (9) a NAH /2014 nyilvántartási számú 7 akkreditált státuszhoz

Az RDF előállításában rejlő lehetőségek, kockázatok. .A.S.A. Magyarország. Németh István Country manager. Németh István Október 7.

ELŐHIDROGÉNEZETT NÖVÉNYOLAJOK IZOMERIZÁLÁSA. Krár Márton, Hancsók Jenő

Mobilitás és környezet

Magyarország műanyagipara

PiAndTECH FluidKAT katalitikus izzóterek

Tüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence

A hulladék, mint megújuló energiaforrás

Mechanikai- Biológiai Hulladékkezelés Magyarországi tapasztalatai

Stratégia és fejlesztési lehetőségek a biológiailag lebomló hulladékok energetikai hasznosításában

ÉMI TÜV SÜD. Hulladékból előállított tüzelőanyagok minősítése. Magasházy György

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Információtartalom vázlata: Mezőgazdasági hulladékok definíciója. Folyékony, szilárd, iszapszerű mezőgazdasági hulladékok ismertetése

Több komponensű brikettek: a még hatékonyabb hulladékhasznosítás egy új lehetősége

KORSZERŰ MOTORBENZINEK ELŐÁLLÍTÁSA KÖNNYŰBENZIN IZOMERIZÁLÓ ÉS KATALITIKUS REFORMÁLÓ ÜZEMEK KAPCSOLATRENDSZERÉNEK VIZSGÁLATA

Szolgáltatási díj megállapításával kapcsolatos adatszolgáltatások tapasztalatai, elemzése, továbbá az OHKT-nak történő megfelelés

A hulladékgazdálkodási közszolgáltatást érintő aktuális kérdések

A hulladékok hasznosításának társadalmi elfogadottsága

GÁZTURBINÁS LÉGI JÁRMÛVEK TÜZELÔANYAGAI MOL JET-A1

Műanyag hulladékok hasznosítása

A vegyesen gyűjtött települési hulladék mechanikai előkezelése

A HULLADÉK HULLADÉKOK. Fogyasztásban keletkező hulladékok. Termelésben keletkező. Fogyasztásban keletkező. Hulladékok. Folyékony települési hulladék

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

A KvVM célkitűzései a környezetvédelemben, különös tekintettel a hulladékgazdálkodásra. Dióssy László KvVM szakállamtitkár

Hulladékok szerepe az energiatermelésben; mintaprojekt kezdeményezése a Kárpát-medencében

FOLYÉKONY BIOÜZEMANYAGOK

Mobilitás és Környezet Konferencia

TRIGLICERID ALAPÚ MOTORHAJTÓANYAGOK MINŐSÉGÉNEK JAVÍTÁSA

Energetikailag hasznosítható hulladékok logisztikája

a NAT /2006 számú akkreditálási ügyirathoz

Plazma a villám energiájának felhasználása. Bazaltszerü salak - vulkánikus üveg megfelelője.

Körforgásos gazdaság. A csomagoláshasznosítás eredményessége között. Hotel Benczúr, április 1. Viszkei György. ügyvezető igazgató

Mit kezdjünk a mechanikailag-biológiailag előkezelt hulladékkal? Előadó: Kövecses Péter városgazdálkodási igazgató GYŐR-SZOL Zrt

LABORATÓRIUMI PIROLÍZIS ÉS A PIROLÍZIS-TERMÉKEK NÉHÁNY JELLEMZŐJÉNEK VIZSGÁLATA

MOTORHAJTÓANYAG ADALÉKOK KÖRNYEZETI HATÁSAI ÉS MEGHATÁROZÁSI MÓDSZEREI

a NAT /2008 számú akkreditálási ügyirathoz

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

KŐOLAJFELDOLGOZÁSI TECHNOLÓGIÁK

A hulladékégetésre vonatkozó új hazai szabályozás az Ipari Kibocsátás Irányelv tükrében

DÍZELGÁZOLAJOK DETERGENS-DISZPERGENS TÍPUSÚ ADALÉKAINAK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS VIZSGÁLATA

MAGYARORSZÁGI HULLADÉKLERAKÓKBAN KELETKEZŐ DEPÓNIAGÁZOK MENNYISÉGE, ENERGIATARTALMA ÉS A KIBOCSÁTOTT GÁZOK ÜVEGHÁZ HATÁSA

Hulladékgazdálkodási közszolgáltatás és termikus hasznosítás - Az új Országos Hulladékgazdálkodási Közszolgáltatási Terv tükrében

DIESEL-MOTOROK BIOMASSZA EREDETŰ MOTORHAJTÓANYAGAI

A hatóság nézőpontja a hulladékok tüzelőanyagként való felhasználásának engedélyezéséről

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI

energiaforrása Kőrösi Viktor Energetikai Osztály KUTIK, Summer School, Miskolc, Augusztus 30.

Bibók Zsuzsanna Eger

LERAKÁS - Hulladékkezelési technológiák nem hasznosítható maradékanyagainak listája

Természet és környezetvédelem. Hulladékok környezet gyakorolt hatása, hulladékgazdálkodás, -kezelés Szennyvízkezelés

MAGYAR KAPCSOLT ENERGIA TÁRSASÁG COGEN HUNGARY. A biogáz hasznosítás helyzete Közép- Európában és hazánkban Mármarosi István, MKET elnökségi tag

A MOL MOTORBENZINEKRŐL

Élelmiszerhulladék-csökkentés a Jövő Élelmiszeripari Gyárában Igények és megoldások

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2015 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

1. melléklet a 12/2016.(VI.28.) önkormányzati rendelethez

Energetikai hasznosítás és Gazdasági körforgás Olasz tapasztalatok

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (5) a NAH /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

OLDÓSZEREK XILOLELEGY ( IPARI XILOL, X-5 )

Mannheim Viktória, egyetemi docens Hulladékhasznosítási konferencia szeptember Gyula, Cívis Hotel Park

A MOL A MOL MOTORBENZINEKRŐL ECO+ AUTÓGÁZRÓL ALCÍM. A MOL eco+ Autógázról

A magyarországi hulladékösszetétel alakulása. vizsgálati tapasztalatok

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH / nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Cetánszám. α-metil-naftalin (C 11 H 10 ) cetán (C 16 H 34 )

Biogáz konferencia Renexpo

Az anyag tulajdonságaitól a felhasználásig - természetes alapanyagok és hulladékok hasznosítását megalapozó kutatások

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2014 nyilvántartási számú (1) akkreditált státuszhoz

A biomassza, mint energiaforrás. Mit remélhetünk, és mit nem?

Üzemanyag gyártás szerves hulladékból

SAVANYÚ HOMOKTALAJ JAVÍTÁSA HULLADÉKBÓL PIROLÍZISSEL ELŐÁLLÍTOTT BIOSZÉNNEL

Energianövények, biomassza energetikai felhasználásának lehetőségei

OLDÓSZEREK DUNASOL FELHASZNÁLÁSI TERÜLET. Az alacsony aromás- és kéntartalmú oldószercsalád

Műanyagok és környezetvédelem Pukánszky Béla

Ipari vizek tisztítási lehetőségei rövid összefoglalás. Székely Edit BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Nemzeti Akkreditáló Testület. MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAT /2012 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

A modern pirolízis technológiák környezeti biztonsága

Alternatív tüzelőanyag hasznosítás tapasztalati a Duna-Dráva Cement Gyáraiban

Biomassza tüzelőanyagok termokémiai hasznosításának és hasznosíthatóságának

Bevezetés. Motorbenzin. Dízelgázolaj. Felhasznált mennyiség 10 6 t/év

Bodnár István PhD hallgató Miskolci Egyetem Sályi István Gépészeti Tudományok Doktori Iskola

Az elektronikai hulladékok hasznosítása, változások az elektromos és elektronikai hulladékok szabályozásában

Hulladékhasznosító Mű bemutatása

Hulladékból Energia Helyszín: Csíksomlyó Előadó: Major László Klaszter Elnök

1. MELLÉKLET: FAALAPÚ HULLADÉKOK BECSÜLT MENNYISÉGE 2001.

A Csomagolási hulladékokról

Agrár-környezetvédelmi Modul Agrár-környezetvédelem, agrotechnológia. KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc

Átírás:

Pirolízis szakmai konferencia A termikus hőbontás technológiájának analitikai kémiai háttere és anyagminőségi kérdései Dr. Lányi Katalin SZIE GAEK 2013. szeptember 26.

Bevezető gondolatok Egy Világbank tanulmány a települési szilárd hulladékban 70%-os növekedést prognosztizál az elkövetkező időszakra A fejlődő országok szembesülnek a legnagyobb kihívással, de a fejlett ipari országok terhei se mérséklődnek A hulladék mennyisége az előrejelzések szerint a mai évi 1,3 milliárd tonnáról évi 2,2 milliárd tonnára nőhet 2025-re Az éves ártalmatlanítási költség pedig 205 milliárd dollárról 375 milliárd dollárra [1.] Megnőtt, és folyamatosan nő azon hulladékkezelési eljárások jelentősége, amik - költséghatékonyak - másodlagos energiaforrás, vagy nyersanyag szolgáltatásával a költség-arányaik még tovább javíthatóak - maguk lehetőleg nem termelnek további, ártalmatlanítandó hulladékot [1.] Daniel Hoornweg and Perinaz Bhada-Tata: WHAT A WASTE - A Global Review of Solid Waste Management. World Bank. 2012.

Bevezető gondolatok 2004/12/EC Direktíva a csomagolásról és a csomagolási hulladékról szóló 94/62/EK irányelv módosításáról legkésőbb 2008. december 31-ig a csomagolási hulladék legalább 60 tömegszázalékát hasznosítják vagy égetik el hulladékégető művekben energetikai hasznosítás mellett; legkésőbb 2008. december 31-ig a csomagolási hulladékot alkotó anyagok tekintetében a következő minimális, újrafeldolgozási célkitűzéseket valósítják meg: üveg esetében 60 tömegszázalék; papír és karton esetében 60 tömegszázalék; fémek esetében 50 tömegszázalék; műanyagok esetében 22,5 tömegszázalék, kizárólag azokat az anyagokat figyelembe véve, amelyeket újból műanyagokká dolgoznak fel; fa esetében 15 tömegszázalék. az eltérések elvben Ciprus, a Cseh Köztársaság, Észtország, Magyarország, Litvánia, Szlovákia és Szlovénia esetében 2012-nél [ ] ne legyenek érvényben

Bevezető gondolatok magas szerves szén-tartalmú hulladékok: pirolízis (vagy termolitikus lebontás) alacsonyabb szénatomszámú szerves vegyületeket tartalmazó másodnyersanyagok keletkeznek tovább hasznosíthatók a vegyiparban, az energiatermelésben, vagy üzemanyagként.

Bevezető gondolatok komoly figyelemmel kell lenni: a beérkező nyersanyag, és a keletkező végtermék anyagi minőségére is annak továbbhasznosíthatósága ugyanis nagy mértékben a kémiai összetételtől fog függeni a bontási folyamat műszaki paramétereinek optimálásához is fontos háttér-adat

A pirolízis általános folyamata [2.] http://www.altenergymag.com/articles/09.02.01/pyrolysis/figure01.jpg

A technikai beállítások szerepe A hőmérséklet hatása a pirolízis termékek keletkezési arányaira (tömeg%) (Műanyag hulladékok PE, PP, PS, PET, PVC fél-szakaszos pirolízise) Hőmérséklet ( C) Folyadékok Gázok Szilárd anyagok 460 72,0 26,9 1,1 500 65,2 34,0 0,8 600 42,9 56,2 0,9 [3.] A. López et al. / Chemical Engineering Journal 173 (2011) 62 71

A technikai beállítások szerepe A hőmérséklet hatása a folyékony halmazállapotú pirolízis termék összetételére (%) (Műanyag hulladékok HD & LD PE, PP, PS) 350 C; 400 C [4.] K.-H. Lee, D.-H. Shin / Waste Management 27 (2007) 168 176

A katalizátor szerepe A katalizátor hatása a pirolízis termékek keletkezési arányaira (tömeg%) (Műanyag hulladékok PE, PP, PS, PET, PVC) [5.] A. López et al. / Applied Catalysis B: Environmental 104 (2011) 211 219

Nyersanyag-minőségi kérdések Négyféle minta: - műanyag csomagolóanyagban mind gazdag 100% összesen - 1-csak csomagolóanyag 80% nem aromás - 2-vékony műanyag filmek nagyobb arányban aromás 60% - 3-papír nagyobb arányban - 4-üveg összesen nagyobb arányban 40% nem aromás A pirolízis folyadék lényegi összetevői (tömeg %) Pirolízis kitermelés (tömeg%) >C 13 C 10 - C 13 4 3 2 1 20% aromás összesen 0% 1 2 3 4 nem aromás folyékony szilárd szerves fázis vizes fázis gázok eredeti szervetlen kátrány aromás C 5 - C 9 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 [6.] A. López et al. / Waste Management 30 (2010) 620 627

Nyersanyag-minőségi kérdések Négyféle minta: bruttó fűtőérték (MJ kg-1) bruttó fűtőérték (MJ kg-1) - műanyag csomagolóanyagban mind gazdag - 1-csak csomagolóanyag C6-2-vékony műanyag H/C arányfilmek nagyobb arányban C5-3-papír nagyobb arányban hamu + egyebek C4 Komponens (tömeg %) A pirolízis A nedves gázok szilárd GC-TCD/FID anyag analízise analízise - 4-üveg nagyobb arányban 4 3 2 1 4 3 2 1 C3 Cl etén etán N metán H CO2 C CO nedvességtartalom H2 0,0 0,0 10,0 10,0 20,0 20,0 30,0 30,0 40,0 40,0 50,0 50,0 60,0 60,0 [6.] A. López et al. / Waste Management 30 (2010) 620 627

Elvárások, igények a tulajdonságok terén Motorhajtóanyagként: jó égési jellemzők nagy oktánszám (motorbenzinek); nagy cetánszám (dízelgázolajok) nem túl magas lánghőmérséklet kisebb összes károsanyag-kibocsátás nagyon kis kéntartalom ( 10 mg/kg) csökkentett aromástartalom motorbenzinek (benzol 1,0 tf%; összes aromás 35 tf%) dízelgázolajok (többgyűrűs aromások 8%) csökkentett olefintartalom motorbenzinek 18 tf% [7.] Hancsók et al.: Liquid Alternative Diesel Fuels with High Hydrogen Content 9th International Colloquium Fuels, 2013. január 15-17., Stuttgart/Ostfildern, Németország.

Elvárások, igények a tulajdonságok terén Motorhajtóanyagként: keverhetőség alternatív komponensekkel (nemcsak szénhidrogénekkel, hanem pl: oxigéntartalmú vegyületekkel is) jó adalékérzékenység és adalékolhatóság (pl.: fúvóka-, szelep- és égéstisztaság) összeférhetőség motorolajokkal környezetet kevésbé terhelő káros anyagok a kipufogógázban felhasználásbarát biztonságtechnikailag megbízható alkalmazhatóság könnyű biológiai lebonthatóság élőlénybarát (nem mérgező) [7.] Hancsók et al.: Liquid Alternative Diesel Fuels with High Hydrogen Content 9th International Colloquium Fuels, 2013. január 15-17., Stuttgart/Ostfildern, Németország.

Elvárások, igények a tulajdonságok terén Jellemző Motorbenzin Dízelgázolaj kéntartalom, ppm (alapanyag: 100-20.000 ppm S) 10 10 benzoltartalom, V/V% 1,0 ( 0,2)* - aromástartalom, V/V% 35 ( 20)* ( 5-10)* olefintartalom, V/V% 18 ( 10)* - többgyűrűs aromástartalom, % - 8 ( 1)* *tervezet [8.] Hancsók J: A fenntartható mobilitás korszerű hajtóanyagai. Környezetbarát anyagok és technológiák konferencia, 2013. Július 1-3.

Az elvárásoknak való megfelelés Hőbontásos eljárással előállított ásványolaj jellemzői Jellemző Mértékegység Érték Elvárás Sűrűség 15 C-on kg m -3 880-1020 820-845 (1) Víztartalom tf% 1-9 200 (2) Szénhidrogén összetétel paraffinok, cikloparaffinok tf% 20-25 olefinek tf% 18-21 aromások tf% 45-60 15 (3) Elemi összetétel C % 86,6 H % 10,2 O % 2,2 N % 0,1 S % 0,005-0,8 ppm 50-8.000 10 (4) (1): MSZ EN 590 (2009+A1:2010) (2): MSZ EN ISO 12937 (3): WWFC: World Wide Fuel Charter, 5. kategória, (2012) (4): MSZ EN 590 (2009+A1:2010); 2000-ig a MSZ EN 590 megengedte a 350, illetve 500 ppm-es kéntartalmat

Analitikai eljárások Folyékony ásványolajtermékek összes kéntartalmának meghatározása MSZ 1 2697:2002 1 100 ppm koncentrációtartományban használható (a pirolízisolaj ezen jelentősen kívül eshet!) mikrocoulombmetriás eljárás, amit égetés előz meg bonyolult, komoly szakértelmet igényel Alternatívák: gázkromatográfiás eljárás, lángfotometriás detektálással érzékenysége összevethető a mikrocoulombetriás módszerével [9.] R. Visser, A Hovestad: Journal of Chromatography, 204 (1981) 153-157 energiadiszperzív röntgenfluoreszcencia (XRF) kimutatási határ 5 ppm S alatt ASTM D7039-07 ipari szabvány is ezt használja

Analitikai eljárások Ásványolajtermékek aromás szénhidrogén tartalmának meghatározása nagy hatékonyságú folyadékkromatográfiás módszerrel, törésmutató-detektor alkalmazásával MSZ EN 12916 precizitási adatait olyan, legfeljebb 5% (V/V) zsírsav-metil-észter keverőkomponenseket tartalmazó és azok nélküli gázolajokra határozták meg, amelyek monoaromás-tartalma 6-30% (m/m), diaromás-tartalma 1-10% (m/m), triaromás-tartalma 0-2% (m/m), policiklusos aromástartalma 1-12% (m/m), összes aromástartalma 7-42% (m/m) között van (a pirolízisolaj ezen kívül eshet!) Alternatívák: Fourier transzformációs infravörös spektroszkópia (FT-IR) [10.] M. Khanmohammadi et al. / Fuel 111 (2013) 96 102 Tömegspektrométerrel kapcsolt gázkromatográf (GC-MS) [11.] P.M.L. Sandercock, E. Du Pasquier / Forensic Science International 134 (2003) 1 10

Következtetések az üzemanyagok, nyersolajak, környezetszennyező anyagok analitikai kémiai háttere jól kidolgozottnak tekinthető a fejlődés, az új módszerek előkerülése folyamatos folyamatosan változik a technikai háttér, és az igények (jogszabályi, technológiai környezet) a szabványok nem feltétlen követik mindig kellő rugalmassággal a technikai, technológiai változásokat az analitikai kémiai eredmények kommunikálása, visszacsatolása a technológiai folyamatba még mindig kihívást jelent a pirolízis technikán alapuló eljárások új kérdéseket, új megoldandó feladatokat hoztak, mert nagyon heterogén az alapanyag a keletkező terméknek tőle idegen elvárások között kellene megfelelnie a felhasználási cél szerint evidensnek tűnő vizsgálati eljárások nem feltétlenül adnak értelmezhető eredményt ugyanakkor nagy a minőségi, analitikai kérdések szerepe a folyamat gazdasági és technológiai szempontból történő optimálásában

Következtetések Ezekre a kérdésekre, kihívásokra (is) kíván megfelelni a Szent István Egyetem GAEK alkalmazott kutatás-fejlesztési projektje. Az eredmények publikálása folyamatos lesz, de a publikációkon túl is állunk a szakmai közönség kérdései, felvetései elé.

Köszönöm a megtisztelő figyelmet!