Cementipari hasznosítás egy gazdaságos alternatíva a szennyvíziszap összes komponensének hasznosítására Bocskay Balázs alternatív energia menedzser
Az előadás fő témái A hazai cementipar helyzete és a Duna-Dráva Cement Kft Egy kis történelem Hulladékhierarchia A cementipari hasznosítás környezeti hatása Hulladék hasznosítás a cementiparban Alkalmazási példák a DDC tulajdonosi körében A foszfor
A hazai cementiparban a válság ~50% visszaesést hozott, a hazai gyárak kihasználatlanok, a Holcim importőrré vált Vác (DDC) 1,3mio t/a Hejőcsaba (Holcim) 1,0 mio t/a Lábatlan (Holcim) 0,6 mio t/a Királyegyháza (Strabag/Lafarge) 0,9 mio t/a Beremend (DDC) 1,1 mio t/a
A Duna-Dráva Cement Kft 2011-ben 420 000 tonna hulladékot és mellékterméket hasznosított Beremendi Gyár 1,2mio t cement/év közút,vasút, kikötő Hulladék hasznosítás: ~ 20 000 t kohósalak ~ 140 000 t pernye ~ 50 000 t acélsalak ~ 50 000 t REA-gipsz ~ 120 000 t RDF ~ 7 500 t húsliszt ~ 14 000 t gumiabr. Váci Gyár 1,3mio t cement/év közút, vasút, kikötő Hulladék hasznosítás: ~ 350 000 t kohósalak ~ 60 000 t pernye ~ 60 000 t acélsalak ~ 60 000 t REA-gipsz ~ 45 000 t RDF R1 - tüzelőanyag 75 545 R5 újrafeldolgozás 75 061 R11 R1-R10 hasznosítás 71 Melléktermék salak 193 000 Melléktermék pernye 38 000 Mellékletrmék REA-Gipsz 37 000 150 677 268 000
Gőzgép (1698) J. Watt (1769) Gt CO2/év A Brit-Birodalom tündöklése és bukása 10 Világ szén Világ olaj 1 Szaudi olaj 0.1 UK szén Tanulságok: 1600 1700 1800 1900 2000 Az energiahordozók bősége és korai kiaknázása tette a Brit-Birodalomat naggyá Nem csak a nyersanyagok, az energiahordozók is végesek Az energiakészlet kimerülésével párhuzamosan Nagy-Britannia elveszette világpolitikai súlyát
A hulladékhierarchia iránymutatást ad a hulladékképződés megelőzése a hulladék újrahasználatra előkészítése a hulladék újrafeldolgozása (beleértve a komposztálást) a hulladék egyéb hasznosítása, így különösen energetikai hasznosítása a hulladék ártalmatlanítása de azt kell választani, amely az összességében legjobb környezeti eredményt biztosító megoldást hordozza magában Az összességében legjobb környezeti eredményt biztosító megoldás érvényesülése érdekében bizonyos hulladékáramok esetében hulladékhierarchia szerinti elsőbbségi sorrendtől eltérően is megválasztható. A cementipari hasznosítás egyszerre újrafeldolgozás (a szervetlen komponensekre) energetikai hasznosítás (a szerves komponensekre)
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)
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
Cementgyári együttégetés csökkenti a légszennyezést A hulladék ártalmatlanítása légszennyezéssel jár (biogáz/füstgáz keletkezés) A cementgyártás során is keletkeznek égéstermékek (pl. por, CO2; NOx; SO2, stb.) Amennyiben cementgyár hasznosítja a hulladékot Por; CO 2 SO 2 NO X vagy [CH 4 ] [H 2 S] Por, CO 2 SO 2 NO X Szigorúbb határértékek szerint kell működnie (3/2002 KöM rendelet) Nem alakul ki a hulladék ártalmatlanításához kapcsolódó emisszió Csökken a fosszilis tüzelőanyagokból származó füstgáz kibocsájtás Hulladék (alt.t.a.) Hulladék ártalmatlanítás [lerakás] Fosszilis tüzelőanyag (olaj, földgáz, szén) Cement termelés fosszilis tüzelőanyaggal Cement termelés tüzelőanyag helyettesítéssel
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 H 2O H 2O y C H ( x ) O 4 C O 2 CO 2 xco y H O x y 2 2 2 2 N2 xo2 2NO X CaO; SiO 2 Al O ; Fe 3; 2 3 2O ) Cl ;SO 3 H 2 O CO 2 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
A szennyvíziszap nedvességtartalmától függő mértékben alkalmazható a cementgyártásban A cementipar a legfontosabb iszaphasznosítók egyike Svájc: 55 000 t/év szárított iszap Németország: 40 000 t/év szárított iszap, 200 000t/év víztelenített iszap Az iszap víztartalma meghatározza a felhasználás módját és a felhasználható mennyiséget Víztelenített iszap alapanyag helyettesítőként a kalcinátoron 5-8t/h kapacitás 120-200 t víztelenített iszap/nap 35-56 000 t/év ~ 30% szárazanyag tartalmú iszap 14-21 000 t/év szárazanyag tartalom Szárított (~ 90% szárazanyag tartalmú) iszap energiahordozóként és alapanyag helyettesítőként a főégőn vagy a kalciátoron 4-5 t/h kapacitás 100 t szárított iszap/nap (~ 300 t/nap víztelenített iszap) 28-35 000 t szárított iszap/év (~100 000 t/év víztelenített iszap) 25-30 000 t/év szárazanyag tartalom
Anyagmérleg mennyiségek Hasznosítható hulladéktípusok Települési szennyvíz iszapok Ipari szennyvíz iszapok (EWC 19 08 01; EWC 19 08 05) (EWC 03 03 10; EWC 02 07 05; EWC 19 08 12; EWC 19 08 14) Duna-Dráva Cement Kft kapacitása: Víztelenített iszap: ~2 35-56 000 t/év (70-110 000 t víztelenített iszap) Szárított iszap ~ 2 30 000 t/év (~ 2 100 000 t víztelenített iszap) Keletkező víztelenített iszap mennyiségek a Közép-magyarországi régióban FCSM: 110 000 t/év Észak-Pesti tisztító: Dél-Pesti Tisztító: 58 000 t/év; 51 000 t/év BKSZT: 54 000 t/év DMRV Rt: 35 600 t/év 200 000 t
A Heidelberg Csoport gyárai világszerte jelentős szennyvíziszap hasznosítónak számítanak Európa Víztelenített és szárított iszap É-Amerika: Szárított iszap Törökország Szárított iszap Kína Víztelenített iszap
Iszapszárítás biogázzal Törökország 6 szárító Biogáz A biogáz 50%-ban helyettesíti a földgázt Beüzemelés 2010 március A szárított iszap Isztambul mind a 4 szennyvíztisztítójából a Heidelberg Cement gyáraiban kerül hasznosításra
Iszapszárítás hulladékhővel HeidelbergCement (Kína) CO2 csökkenés Hulladék hő hőcserélő toronyból Víztelenített iszap Száraz iszap Beüzemelés 2008 december 200.000 t víztelenített iszap/év 100% hulladék hő
Iszapszárítás hulladékhővel Schwenk Zement (Németország) CO2 csökkentés Száraz iszap Víztelenített iszap Hulladék hő klinker hűtőből Schwenk Zement Németország Üzembe helyezés 2005 80-100.000 t víztelenített iszap/év Szalagszárító Andritz 100% hulladék hő
40-55% in Sewage Sludge A foszfor kérdéskör A szennyvíz foszfor tartalma kezelés nélkül 40-50%-ban a szennyvíz iszapba kerül 40-60%-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
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) felületén Kísérleti üzemben 45% hatásfokkal sikerült az oldott foszfort kinyerni Az egyszerű és hatékony módszerrel kapott termék további kezelés nélkül is alkalmazható a mezőgazdaságban
Köszönöm a figyelmüket!