TERMOLÍZIS KÍSÉRLETI ÜZEM EREDMÉNYEI MAGYARORSZÁGON (Mezőberényben)

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 2015. január 29. Szarvas

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

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

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

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)

ALTÉMA BEMUTATÁSA ÉV Hónap Munkafázis tartalma Termék 2012/ 2013 10. 02. Mérföldkövek 1. Információgyűjtés és rendszerezés: Elérhető pirolízis technológiák felkutatása A technológia várható alapanyagai és végtermei Szakirodalmi részjelentés 2013 03. 06. 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 2013 10 Publikáció a létesítendő kísérleti üzemről 1. publikáció

ALTÉMA BEMUTATÁSA ÉV Hónap Munkafázis tartalma Termék 2013/ 2014 07. 06. 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 2014 07. 10. 2015 01. (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,

A termolízis üzem alaprajza Gáz Olaj Alapanyag Piro koksz.

Inputok és Outputok INPUT / OUTPUT (másik altéma feladata) S.Sz. Dátum Alapanyag 1. 2014.06.02. és 05. Gumi 01 2. 2014.06.10. és 12. Fanyesedék 3. 2014.06.16. és 19. Műanyag PET 4. 2014.06.30. és 07.02. Gumi 02 5. 2014.07.07. és 10. Műanyag ipari 6. 2014.07.14. és 17. Műanyag vegyes 7. 2014.07.21. és 24. Biostabil TSZH 8. 2014.08.04. és 06. Szénpor S.Sz. Minták azonosítója Eredmények 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

TECHNOLÓGIAI VONALAS RAJZA Gáz Alapanyag Piro koksz Olaj

A kísérleti termolízis berendezés 3D-s technológiai rajza INPUT OUTPUT (koksz) 400-600 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

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 0-100 mbar P PT041 Olaj/gáz szeparátor Belépő gáznyomás 0-100 mbar P PT061 Álló kondenzátor Belépő gáznyomás 0-100 mbar P PT100 Vízzár Tartálynyomás 0-100 mbar P PT102 Vízzár Gázkilépő nyomás 0-100 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

A technológiai mért paraméterek azonosítása Tervjel Berendezés egység Mérendő paraméter Mérendő paraméter Mérés jellege TT012 Forgókemence Kilépő gáz hőmérséklete 0-600 C T TT034 Cső kondenzátor Hűtővíz kilépő hőmérséklete 0-100 C T TT041 Olaj/gáz szeparátor Belépő gáz hőmérséklete 50-500 C T TT044 Olaj/gáz szeparátor Hűtővíz kilépő hőmérséklete 0-100 C T TT061 Álló kondenzátor Belépő gáz hőmérséklete 50-500 C T TT064 Álló kondenzátor Kilépő hűtővíz hőmérséklete 0-100 C T TT080 Könnyűolaj-tartály Olajhőmérséklet 0-100 C T TT102 Vízzár Gázkilépő hőmérséklete 0-100 C T TT131 Porleválasztó Füstgáz belépő hőmérséklete 100-800 C T TT132 Porleválasztó Füstgáz kilépő hőmérséklete 100-800 T TT233 Hűtővíz tartály Hűtővíz hőmérséklete 0-100 C T

Technológiai folyamatábra Gáz Alapanyag Olaj Piro koksz Termolízis technológiai folyamatábra

A termolízis kísérleti üzemben mért hőmérséklet értékek Képernyőn megjelenő hőmérséklet értékek

A termolízis kísérleti üzemben mért nyomás értékek Képernyőn megjelenő nyomás értékek

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)

Az egyes mérési eszközök (hőmérők) főbb adatai 7MC2021-2LC-Z A02, NiCr/Ni type K - thermocouple, 1-100 o C; ø3mm, hossz: 1m 7MC1007-5DA16-Z T11, Pt-100-as, T=-50-600 o C; hossz: 160mm; 7MC1007-7DE16-Z T11, Pt-100-as, T=-50-600 o C; hossz: 400mm 7NG3211-0AN00, Pt-100-as hőmérő 4-20mA-es kimenettel 7NG3032-1JN00, hőmérséklet átalakító 4-20mA, SITRANS TR200 function diagram

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

Az egyes mérési eszközök (nyomásmérők) főbb adatai Az egyes mérési eszközök (nyomásmérők) főbb adatai 7MF1564-3AA001-1AA1 Nyomástávadó SITRANS P SOROZAT Z, mérési tartomány 0-100 mbar MAX. MUNKA NYOMÁS 0,6 bar, Kimenő jel: 4-20 ma 2 vezetékes, DC 10 és 36 V-os

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)

Az egyes mérési eszközök (szintkapcsolók) főbb adatai Az egyes mérési eszközök (szintmérők) főbb adatai NIVOPOINT MKA-210-7, Szint kapcsoló, fix Kapcsolási magasság: 118-286mm NIVOPOINT MKA-220-7, állítható hiszterézisű szint kapcsoló Kapcsolási minimum: 30-72mm; differenciamagasság: 176-431mm

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

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

A termolízis kísérleti üzem 3D-s vázlata 1. 15. 19. 20. 24. 2. 3. 5. 8. 15. 2. 4. 3. 6. 9. 4. 7. 12. 10. 11. 13. 21. 24. 24. 7. 8. 9. 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 1. 5. 12. 3. Altéma: Kísérleti üzemi 6. vizsgálatok,

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

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

A termolízis kísérleti üzem Mezőberény A kísérleti termolízis berendezés

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

PLC-képernyő (olajégő szabályozás beállításai)

PLC-képernyő (Hőmérséklet mért értékek)..

PLC-képernyő (Nyomás mért értékek)

PLC-képernyő (Receptek választása és beállításai)..

Mezőberény-i Termolízis kísérleti üzem Mezőberény-i Termolízis kísérleti üzem 2015. Január 29.

Mezőberény-i Termolízis kísérleti üzem Olajégő

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

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)

Mérési dokumentáció 1.

Mintavételi dokumentáció 1.

Mintavételi dokumentáció 4..

Üzem közbeni nyomás értékek ábrázolása

Üzem közbeni hőmérséklet értékek ábrázolása

PLC - adatok összesítése.

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

T [ o C] T [ o C] Gumi alapanyag kezelés 01. Dátum Alapanyag behelyezés ideje, menny. 2014.06.02. 12:10; 500 kg 550 Folyamat kezdete; vége 13:10 18:30 01_Gumi_140602 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] 380 80 18-20 500 450 100 400 350 300 250 200 150 100 50 TT012 - Reaktor Ki TT041 - Olaj/Gáz szeparátor Be TT131- Füstgáz porleválasztó Be TT050 - Nehézolaj tartály TT061- Kondenzátor I. Be TT080- Könnyűolaj tartály 80 60 40 20 0 0 0:00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 13:10 --> 18:30 0:00:00 0:00:00

P [mbar] T [ o C] Gumi alapanyag kezelés 01. Dátum Alapanyag behelyezés ideje, menny. 2014.06.02. 12:10; 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] 380 80 18-20 90 80 PT012- reaktor Ki PT041- Olaj/Gáz szeparátor Be 01_Gumi_140602 Nyomás 400 350 70 60 50 40 PT050- Nehézolaj tartály PT061- Kondenzátor I. Be TT012 - Reaktor Ki 300 250 200 30 150 20 100 10 50 0 0 0:00:00 0:00:00 0:00:00 13:10 --> 18:30 0:00:00 0:00:00 0:00:00

T [ o C] T [ o C] Gumi alapanyag kezelés 01/b. Dátum Alapanyag behelyezés ideje, menny. 2014.06.05. 11:40 500 kg 600 500 400 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_140605 Hőmérséklet 14:25 17:30 olajképződé s kezdete; vége 14:40 16:50 120 100 80 T rektorki [ o C] reaktor Kilépő P max [mbar] T körny [ o C] 390 100 24-26 300 60 200 40 100 20 0 0 0:00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 12:35 --> 17:30

P [mbar] T [ o C] Gumi alapanyag kezelés 01/b. Dátum Alapanyag behelyezés ideje, menny. 2014.06.05. 11:40 500 kg 110 100 90 80 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_140605 Nyomás 14:25 17:30 olajképződé s kezdete; vége 14:40 16:50 400 350 300 T rektorki [ o C] reaktor Kilépő P max [mbar] T körny [ o C] 390 100 24-26 70 60 50 40 TT012 - Reaktor Ki 250 200 150 30 20 10 100 50 0 0 0:00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 12:35 --> 17:30

S.Sz Dátum Alapanyag megnev. 1. 2014.06.02. Gumi 01 2014.06.05 2. 2014.06.10. Fanyesedék 2014.06.12 3. 2014.06.16. 2014.06.19. 4. 2014.06.30. 2014.07.02. 5. 2014.07.07. 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 11:25 400 kg 12:20 16:10 11:00 13:30 17:50 11:45 400 kg 12:30 17:00 11:30 12:55 22:25 10:05 600 kg 13:05 19:30 11.30 13:05 19:30 11:30 350 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 380 80 18-20 390 100 24-26 -- -- 270 100 30-32 -- -- 270 100 30-32 14:20 16:10 18:15 22:10 15:10 19:15 14:50 19:15 --- 350 100 27-28 --- 370 100 (150) 15:25 18:55 15:05 18:10 --- 14:10 15:10 380 100 (120) 375 100 (130) 220 100 (350) 27-28 24-26 24-26 27-28 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 24 170 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

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

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.

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.

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 2015. január 29. Szarvas