Székesfehérvár, 2010. november 18. Fejér Megyei Mérnök Kamara Környezetvédelmi Szakcsoportja Szakmai Ülése Települési éi szilárd iá hulladék mechanikai előkezelése másodlagos tüzelőanyaggá történő felhasználáshoz Prof. Dr. CSŐKE BARNABÁS egyetemi tanár Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai
Műszaki fejlesztése fázisai ) A vegyesen begyűjtött MBH kezelésének kezdete, üzemi méretű kísérleti alap-vizsgálatok (2001-2003) ) MBH fejlesztése, üzemi méretű ű kísérletek k másodtüzelőanyag ygminőségjavítására szelektívaprítással, komposzt-frakció hasznosítása (2004-2006) 2006) ) Komplex energetikai hasznosítást megalapozó üzemi méretű kísérleti vizsgálatok: szilárd, gázés folyadék fázisú energiahordozók és folyadék fázisú energiahordozók előállítása (2007-2010)
Vertikál tikálzrt. Miskolci Egyetem e Profikomp Kft. Köztisztasági Egyesülés 2001-2003 Nyugat-Magyarországi Egyetem 2004-2006 Szent István Egyetem 2007-2009
Szilárd települési hulladék HULLADÉK SZELEKTÍV GYŰJTÉSE MARADÉK CSOMAGOLÓ ANYAGOK ELŐSZORTÍROZÁS VÁLOGATÓMŰBEN termékek: kvázi fajtatiszta papír-, műanyag-, fém- és üvegfrakciók BIOLÓGIAILAG LEBONTHATÓ Komposztálás Cementgyár MBH Erőműő ű Elégetés Lerakás
Mechanikai-biológiai kísérleti stabilizálás Aprítás 2001-2003 2003 Nedvesség, Biostabilizálás CO 2 Szitálás Mágneses szeparálás Komposzt- stabilát (biostabilát) Fe
Követelmények a lerakandó Fűtőérték 6 000 kj/kg s száraz anyag felsőhatár TOC (total organic 18 % carbon = teljes szerves szén) MM Oié Oxigén-fogyasztás 5 mg/g száraz anyag (AT 4 ) és a tüzelőanyaggal szemben Fűtőérték Gázképződés alsóhatár 11 20 000 Nl/g kj/kg száraz anyag s száraz (GB 21 ) anyag Nedvességtartalom ~ 10 250 % mg/l TOC eluat
Veszteség 25 37 % Háztartásokból származó települési hulladék Fűtőérték: 3,5 6 MJ/kg Nedvességtartalom: 27 30 % Biostabiliozálás dobszita Aprítás kalapácsos malommal biostabilizált anyag >20 mm 100 % <20 mm Komposzt 45 50 % Fémek maradék műanyag 4 5 % durva 1 2 % 44-4848 % 1) Sok a stabilát! Inotára szánt termék 45-50 % Mintavételi helyek 2) Mi a lesz a másodtüzelőanyag termék sorsa? A Polgárdi lerakón folyó üzemi méretű biostabilizálási kísérlet során kapott biostabilizált hulladék feldolgozása VERTIKÁL Rt.- ME Eljárástechnikai Tanszék Prof.Dr.Csőke Barnabás Fűtőérték: 12 13 MJ/kg Nedvességtartalom: 8..10%
Cementgyári minőségi igények Jellemző Szemcseméret Nedvességtartalom* Érték < 20 30 mm légszáraz <15 %, ill <25 % Klór <1, ill< 1,5 % Hg <1 mg/kg Kén Max. 0,5 % Hamu <30 % Fűtőérték* >20 MJ/kg, ill >16 MJ/kg * Főégőre ill. kalcinátorra
Fűtőérték meghatározására szolgáló Fűtőérték meghatározására szolgáló kísérleti kazán és mérőrendszere
B I O S T A B I L I Z Á L T H U L L A D É K Szemcse- Tömeg Fűtő- Nedvesség Hamu- eloszlás érték tartalom [% ] MJ/kg [% ] méret x, [ mm ] tartalom [% ] <50 54,09 6,33 10,59 41,2 50 150 34,72 12,94 6,14 25,7 2002-től bevezetésre került a mechanikai >150 11,19 biológiai 20,43 stabilizálás 3,33 á 27,5 a Σ 100,00 10,20 8,23 34,3 Vertikál Zrt. által működtetett Σ mért 11,79 32,9 területeken V e g y e s k e m é n y m ű a n y a g Σ mért 36,17 0 3,7 N Y E R S H U L L A D É K Fűtőérték Nedvességtartalom Hamutartalom [% ] MJ/kg [% ] [% ]
elepülési szilárd hulladék 2010. 70 % Hulladékképződés: 4950 et Anyagában hasznosítás: Termikus hasznosítás: Lerakás: Házi komposztálás: 160 et lerakásra Vegyes gyűjtés: 3836 et Elkülönített Veszteség: gyűjtés: 954 et (19,3%) 122 et 3112 et Égetés: 420 et MBH: 304 et Biológiai i i Kezelés: 407 et Szelektív gyűjtésből anyagában haszn.-ra: 547 et +105 et +76 et 1) Még mindig sok a lerakandó hulladék! Lerakás: 3293 et (67%) 2) Mi a termékek sorsa? Égetésre alkalmas: 79 et
2006 Az út, amin tovább kell haladni a teljes hulladék energetikai i hasznosítását szolgáló komplex technológiai rendszer kidolgozása és megvalósítása, tekintettel a reálisan szóba jöhető felhasználókra
Egység Pirlízis üzem Cementgyár Erőmű Paraméter Szinter-zona Előkalcintor Együttégetéssel Rostélytüzelés sel Fluidágyas tüzeléssel Fűtőérték MJ/kg 11 20-24 11-20 (15) 11-17 11-20 (15) 11-17 Nedvességtartalom % 20-30 20 25 20 30 % Hamutartalom % - 15 30 7-30 % 30 Szemcseméret mm 200 10-15 80/30 Szénportüzelés: <20 Fluidágyas tüzelés: < 50 25 50 Zavaró anyagok Nincs előírás Nagy követelmény keményműanyagok, hosszú darabok tekintetében Kémiai összetevők, nehézfémek határértékei (max.) Nagy követelmény fémek, ásványok és a fa tekintetében <0,5 1 % fém 40 mm Klór (Cl) % 3 1 1,5 2 1 0,8 Kén (S) % 1 0,5 0,5 0,4 2 0,3 Arzén (As) mg/kg száraz 45 12 20 10 6 4 Ólom (Pb); mg/kg száraz 495 200 300 300 400 200 Kadmium (Cd) mg/kg száraz 21 15 10 15 9 6 Réz (Cu) mg/kg száraz 2100 400 800 500 800 300 Higany (Hg) mg/kg száraz 0,9 1,5 1 2 1,2 0,5 Cink (Zn) mg/kg száraz Nincs előírás 5000 5000 1000 550 Ón (Sn) mg/kg száraz 104 35 100 150 100
Háztartási és ipari hilladék Szelektív gyűjtés Feldolgozás, válogatás Hasznosítás anyagában II. Elektromos energia Gáz,, V. I. si Háztartás hulladék Háztartás si jellegû ipari hull ladék Lom Tárolás Más ipa ari hulladé ék Mechanikai elõkezelés <20...30 mm 30...100 mm 20...75 mm > 75...100 mm 2007-20092009 III. Nemesítés Másodtüzelõanyag I. 3 A fermentáció MBH CO 2, víz Biogáz Pirolízis Pirolízos koksz, másod tüzelõanyg III. Pelletálás Mechanikai kezelés Biostabilát Másodtüzelõanyag II. Fémek Inert Fémek Inert Cementgy IV. Erőmű
Anyagi összetétel megállapítása
ategória neve Szemcseméret Alkategória Tömegarány,% Biológiai >200 mm Növény 92,7 Kenyér 7,3 Σ 100,0 Növény 73,9 Biológiai 100-200 mm Hús 20,4 Kenyér 5,7 Σ 100,0
Légáramkészülék. NEHÉZTERMÉK KÖNNYŰTERMÉK
Háztartási hulladék 100 % Mechanikai elõkezelés: - aprítás kalapácsos törõvel - dobszita, 50 mm 58 % Szerves < 50 mm >95 % 3 A fermentáció Pirolízos ksz, másod zelőanyg III. < 20 mm 16 % Pirolízis 42 % > 50 mm MBH 38 % Mechanikai kezelés: dobszita 20 mm és 100 mm 2 % Fémek Inert 0,5 % 4 % CO, víz 2 8,5 % >100 mm Kísérleti eredmények Nemesítés I. Éghető >90 % Másod- tüzelőanyag I/A - légáramkészülék - mágneses szeparátor - örvényéáramú szeparátor 13,5 % 20-100 mm 1 % 7 % Nemesítés II. 11 % Másod- tüzelőanyag II. Másod- tüzelőanyag I/B iogáz Biostabilát Pelletálás: -síkmatricás pelletáló Fémek 0,5 %
Biogáz előállítás A-A-A technológiával
A fajlagos biogáz-hozam 30 100 Nm 3 /t hulladék intervallumban változik. Égéshő 22....24 MJ/Nm 3. Összetétel: 50 70 % metán, 30 50 % széndioxid.
Szilárd végtermékek tüzeléstechnikai jellemzői ermék Nedvesség tartalom * [%] Klór [%] C [%] H [%] Égéshő [MJ/kg] Fűtőérték [MJ/kg] Hamutar talom [%] DF I/A 3,49 0,248 64,5 13,08 30, 2 27,4 11,5 DF I/B 7,43 0,65 47,8 7,91 23,3 21, 4 10,5 DF II 10,52 0,79 40,1 6,41 18,0 16,3 19,7 ásodtűzelőanyag nemesítésének eredménye Az előállított szilárd másodtüzelőanyagok összességében 20 25 25 % tömegarányt képviselnek, e termékek az éghető szilárd anyag 75 80 %-át hordozzák (e termékek tömegarány 30 %-ra növelhető, ezzel az éghető kihozatala eléri pedig a 85 %-t). Nem szabad elfelejtenünk, hogy a nyershulladék 55.60 %-ából nagyfűtőértékű (22-24 24 MJ/kg) biogázt nyertünk
Síkmatricás brikettáló berendezés Végtermék-granulátum hûtése és tárolása Brikettálandó alapanyag tárolása Adalékanyago tárolása A d a g o l á s E l õ a p r í t á s T á r o l á s-s z á r í t á s Utóaprítás Keverés-homogenizálás Kondícioonálás B r i k e t t á l á s < d mm S z i t á l á s d - szitanyílás > d mm
DF-II - pellet RDF-II + <20 mm bioztabilát (50 : 50 %) DF-II + faőrlemény (70 : 30 %) A kísérleti eredmények: Nyersanyag: nedvességtartalma 9 10 %, szemcseméret: < 10 15 mm
Pirolízis, cél: kis halogén tartalmú nagy széntartalmú tüzelőanyag (koksz) előállítása Kísérleti körülmények: Kísérleti berendezés: laboratóriumi reaktor 450 850 o C, 50 C fokonként növelve Tartózkodási idő 20, 30, 45, 60 min Mintaanyag: RDF I/A RDF I/B RDF II Szemcseméret: < 20 mm Vákuum: 30 Pa Kísérleti eredmények: Optimális paraméterek: 550 o C, és 60 perc tartózkodási idő. Kigázosodási hatásfok: 95 %. A pirolízis fő terméke a jó minőségű koksz, fűtőértéke: RDF I. és RDF-II. termékekből kiindulva >30 MJ/kg. A pirolízis-gáz tekintettel az alacsony kéntartalomra katalitikusan szintézisgázzá alakítható.
Megvalósult ill. épülő új üzemi méretű rendszerek 1) Folyamatos üzemű MBH (elsőként Polgárdi, Vaskút ma számos helyen: Győr, Debrecen) 2) Brikettáló géprendszer (Polgárdi) 3) Másodtüzelőanyag-gyártó gy rendszer (Vaskút)
Megvalósult ill. épülő új üzemi méretű rendszerek 4) Energianövény-ültetvények (Gödöllő-komplett rendszer) 5) Konténeres A-A-A biogáz előállító berendezés (Profikomp Kft., Sióagárd)
Nyershulladék 35 000t/év = 35 kt/év A p r í t á s MBH 25 kt/év Mechanikai kezelés: aprítás és szitálás (100 mm) <100 mm 20 kt/év CO 2, víz 10 kt/év >100 mm 4,5 kt/év Vas 0,5 kt/év Vaskúti másodtüzelőanyag- előállítás technológiája Bio- Másodtüzelõanyag stabilát (RDF -I.) 4,5 kt/év Kézválogatás Nemvasfémek PVC, rongy 1,5 kt/év Aprítás <30 mm 3 kt/év Másodtüzelõanyag
Mechanikai biológiai stabilizálás (MBH) meglévő gépei Vaskúton Aprítógép p előaprításra Takaró-membrán VASKÚT (BAJA)
házó: ő-bácskai Hulladékgazdálkkodási Kft. nológiai tervező: olci Egyetem rsanyagelőkészítélsi és nyezeti Eljárástechnikai intézet telező: sicmechanik Kft. 00 Székesfehérvár Szedreskert 50 20/967-1937 MBH másodtüzelőanyag-előkészítő rendszer látványterve Légszállító egység: porciklon, porszűrő, ventilátor a Center Kft. Debrecen, Fancsika út 128 /9674914 Késztermék-konténerek Kalapácsos shredder-malom Adagolótartály és gumiszalag Feladó gumiszalag g
dagoló egység Vezérlő Kl Kalapácsos shredder rszűrő Porciklon Tömörítő konténer
Légszállító rendszer: Ventilátor Porciklon Porszűrő Légvezeték Kl Kalapácsos malom Brikettáló zita Pelletáló üzem POLGÁRDI - 2010 Csigás keverő berendezés
Kalapácsos malom D= 600 mm L = 600 mm P = 30 kw V = 52 m/s
Polgárdi síkmatricás brikettáló Méret- Méret megnevezés Pelletgumiszalag feldolgozó képesség széles határok: Járókerekek száma: átmérője szélessége: Matrica átmérő: Matrica lyukbőség: Hajtómotor teljesítménye 3 db D = 300 mm L = 80 mm D = 600 mm φ14 mm 55 kw
Szitaberendezés
Ajö jövő ő? I. Biomassza sorsa?
Gödöllő Szent István Egyetem Energiaültetvény
Biogáz előállítás A-A-A technológiával
Ajövő? II. A biológiai úton nem lb lebomló lószerves anyag (műanyag) ű
MBH bálabontás után MBH + az adalék papír hulladék Az egyszer aprított vegyes hulladék újrafeladása a gyártósorra
MBH pellet (d = 14 mm) MBH + 30% faapríték MBH + 30% papírhulladék
Minta Égéshő H o,, [kj/kg] Fűtőérték H u,, [kj/kg] MBH eredeti MBH 24 532 22 578 Fa frakció F- Fa 17 551 16 158 Papír frakció F-papír 14 138 12 837 Textil frakció F-Textil 21 032 19 543 Műanyag I. F- Műanyag I. 37 473, 35 755 Műanyag II. F- Műanyag II. 31 106 29 257 MBH pellet H pellet 21 011 19 062 MBH és fa pellet MBH+Fa 21 525 19 622 MBH és papír pellet MBH+Papír 18 377 16 532
Gáz-sátor Műanyag/gumi reaktor kondenzátor gáz Villamos energiaterelő berendezés salak olaj Vegyipar Olajipar
A győri üzem Beruházási költség: (2 MW, 4000 t/év) 1MrdFt Ft, megtérülés 3,5 év
Pirolízis előnyei (szemben az hulladékégetéssel): Az energia éghető termékekben raktározódik, amelyek máskor és máshelyen használhatók fel. Rugalmasg alkalmazkodóképesség a nyershulladék-összetételhez Teljesebb energiahasznosítás Kisebb gáztérfogatáram átéf tá
A jövő? Decentralizált energetikai hasznosítás
<30 mm Háztartási hulladék 100 % 30 kt/év Mechanikai elõkezelés 33 % 9,9 kt/év 3 A fermentáció iogáz 78 %, 23,4 kt/év 18 % 30-80 mm MBH 45 % 13,5 kt/év 40,5 % 12,15 kt/év >80 mm 22 % 6,66 kt/év Nemesítés - I. - aprítás - légáramkészülék - mágneses szep. - örvényáramú szep. RDF- I 20...22 MJ/kg 2 % 0,6 kt/év CO 2, víz 4,5 % 20 % 1,35 kt/év 6 kt/év Bio- 5,4 kt/év RDF- II. Aprítás Nemesítés -II. 15...17 MJ/kg Pelletálás stabilát Tüzelés Inert Fémek 2,5 % 0,75 kt/év 20 % 40 % 6 kt/év 12 kt/év V Pirolízis Fémek Inert Cementgyár?? 0,75 kt/év V. Ola Pirolízis: olaj, gáz, koksz
Köszönöm a figyelmet fgy!
Termikus bontással működő technológia beruházási és működési költségei (a termikus bontást megelőző kezelési költség nélkül!) o Beruházási költség 2 millió / MW (2MW-os egységnél (feldolgozandó hulladék 4000t/év) Beruházási költség: 2MW*2.000.000. /MW-*285Ft/ = 1.140.000.000.-Ft o Fajlagos üzemköltség : 22.760.- Ft/t (23 Ft/kg) o Fajlagos árbevétel: 112.000.- Ft/t (112 Ft/kg) o Fajlagos eredmény: 89.240.-Ft/t (89 Ft/kg) o Megtérülés: 3,2 év
Másodtüzelőanyagok előáll llítása mechanikai eljárásokkal
ri hulladék feldolgozása - alapfelszereltség 0 - X mm ipari hulladék l IFE mágnes aprító 0-1000 mm 35 vas IFE hulladék osztályozó szita kiválogatott anyag 150 150-1000 mm kézi válogatás natíva: s etésre kemény és válogatásra nem alkalmas komposztálásra 0-35 mm 35-150 mm anyagok égetésre Mágneses szeparálásra, szitálásra és kézi válogatásra IFE technológia elsősorban iparból származó hulladékra
IFE pálcás á síkszita
0 - X mm selejt -és ipari hulladék IFE mágnes aprító 0-1000 mm 35 vas IFE hull.oszt.szita 150 150-1000 mm elégeté ernatíva: ljes - getésre komposztálásra elégetésre 0-35 mm 35-150 mm szélosztályozás Mágneses szeparálásra, szitálásra és keresztáramú légáramkészülékre alapozott IFE technológia
0 - X mm selejt- és ipari hulladék IFE mágnes aprító 0-1000 mm 35 vas IFE hull.oszt.szita kiválogatott anyag komposztálásra ill.. elégetésre 150 0-35 mm 35-150 mm IFE kemény anyag szétválsztó 150-1000 mm kézi válogatás á kemény-és válogatásra alkalmas anyagl IFE kemény any szétválsztó komposztálásra ill. elégetésre elégetésre Szitálásra és speciális rázóasztalra alapozott IFE technológia
Háztartási és ipari hulladék < 400 mm Kemény Fólia Fólia Kemény anyagok anyagok Lépcsős rázóasztal a keményebb és kubikusabb daraboknak a puhább és vékonyabb, lemezes (ezért a lépcsőkre jobban felfekvő) daraboktól
S408200R20 Háztartási és lom előkészítése Mágneses szeparátor FE Hulladékkezelés 48-80 t/h Szállítócsatorna Örvényáramú szeparátor 24-40 t/h 30-50% < 50 mm Nemvasfrakcó Mélybunker 80 t/h Elő- > 50mm aprítás Szita 1 Lég- 40-56 t/h osztályozó 50-70% 8 t/h Zavaró- 10% anyagok 32-56 t/h 40-70% < 250mm Szita 2 24-56 t/h 30-70% 8 t/h 10% >250mm Mágneses szeparátor FE Szállítócsatorna biológiai hasznosításra Örvényáramú szeparátor 24-40t/h 30-50% <50mm > 50mm Szita 1 40-56 t/h 50-70% Utóaprítás 8 t/h 10% Mélybunker 80 t/h Előaprítás Zavaróanyagok Légosztályozó 32-56 t/h 40-70% termikus hasznosításra 8 t/h Mágneses szeparátor 10% >250mm < 250mm Sieb 2 24-56 t/h 30-70% FE Szállítócsatorna Termikus hasznosításra Örvényáramú szeparátor Nemvas - frakcó zur thermischen Verwertung Háztartási hulladék és lom együttes előkészítése mechanikai NE - Fraktion
TERMÉKEK KIHOZATALA Doc. Dr. Bokányi Ljudmilla egyetemi docens előadása alapján