Zhodnocovanie odpadov plazmou

Plasma waste recovery

Ing. Miroslav Kušnír, QEL s.r.o., Bardejov
Prof. Ing. Ivan Imriš, DrSc, TUKE, Košice

Developed countries of the world and Europe agreed on the fact that the recovery of waste by sorting is not what waste treatment can be . Indiscipline of waste producers and the impossibility of any further processing of sorted waste compels all stakeholders to look for other solutions to this problem . 

Therefore is the waste recovery system called WtE beginning to use increasingly today WtE (English Waste to Energy ), i.e. waste changed into energy . There are several technologies that allow for such a transformation . Plasma gasification is considered the best, with no secondary waste production and the most environmentally friendly .Most widely used method of waste disposal is currently by burning and by landfilling .In these methods of disposal the total loss of the waste material occurs among other things including the precious metals and non-ferrous metals . These methods of waste disposal are very unfriendly to the environment in creation of long term damage.In developed countries, plasma waste technology is used for disposal of waste where environmental effect is one of the decisive elements in their implementation.Plasma gasifier is able to process ( recycle and use for energy ) waste materials from metallurgical and chemical industry, waste from the pharmaceutical and healthcare sectors, as well as municipal waste.

Vyspelé štáty sveta a aj Európy sa zhodli na skutočnosti, že zhodnocovanie odpadov triedením nie je to „ružové”, čo v spracovaní odpadov môže byť. Nedisciplinovanosť producentov odpadov a nemožnosť ďalšieho spracovania vytriedených odpadov núti všetkých zainteresovaných hľadať iné riešenia tohto problému. 

Vo zvýšenej miere sa dnes preto začína preferovať zhodnocovanie odpadov systémom nazývaným WtE (z anglického Waste to Energy), t.j. zmena odpadov na energie. Je viacero technológií, ktoré takúto premenu umožňujú. Za najvýhodnejšie sa považuje PLAZMOVÉ SPLYŇOVANIE, ktoré neprodukuje žiadne vedľajšie odpady a je najšetrnejšie k životnému prostrediu.

Najrozšírenejším spôsobom likvidácie odpadov je v súčasnej dobe skládkovanie a spaľovanie. Pri týchto spôsoboch likvidácie dochádza, okrem iného, k nenahraditeľným stratám materiálov z odpadov, vrátane drahých a neželezných kovov. Tieto metódy likvidácie odpadov sú veľmi nešetrné k životnému prostrediu, v ktorom vytvárajú dlhodobé škody.

Vo vyspelých krajinách sa využívajú na likvidáciu odpadov plazmové technológie ktorých ekologický efekt je jednou z rozhodujúcich skutočností pri ich realizácii.

Plazmový splyňovač je schopný spracovávať (recyklovať a energeticky využívať) materiály z odpadov hutníckeho a chemického priemyslu, odpady z farmaceutického priemyslu a zdravotníctva, ako aj komunálneho odpadu.

Úroveň technológie plazmového spracovania je progresívnym a ekologickým spôsobom spracovávania odpadov, ktorá v najvyššej miere dosahuje recyklovateľnosť a efektívnosť procesov.

Neoddeliteľnou súčasťou je spracovanie odpadov s obsahom drahých a neželezných kovov, pochádzajúcich hlavne z procesu recyklácie odpadov elektrotechnických a elektrických zariadení, a tiež odpadov vznikajúcich pri priemyslovom spracovávaní drahých kovov.

Plazmové technológie na zhodnocovanie odpadov využívajú viaceré krajiny sveta. Nemecko dokonca zakúpilo pred dvomi rokmi 4 druhy rôznych plazmových technológií a na základe nich ide spracovať vlastnú technológiu pre riešenie zhodnocovania komunálnych odpadov plazmovým splyňovaním.

Výhody plazmového splyňovania oproti iným technológiám,ktoré zhodnocujú komunálne odpady, sú neodškriepiteľné.

Princíp plazmového splyňovania komunálneho odpadu 

Väčšina z výrobcov plazmových technológií ponúka zariadenie na zhodnocovanie odpadov s kapacitou od 100 000, resp. 250 000 ton za rok. Pričom väčšina našich miest (okrem Bratislavy a Košíc) sa pohybuje v tvorbe komunálneho odpadu v rozmedzí 5 000 až 35 000 ton ročne.

Za účelom spracovania i tak malých množstiev bol spracovaný projekt PLASMA ENVIRO-MSW, ktorého spracovateľská kapacita sa začína od 5 000 ton za rok. Ďalšie dosiahnutie zväčšovania výkonu sa realizuje jednoducho paralelným radením plazmových splyňovačov.

Plazmový splyňovač je založený na princípe využitia plazmového oblúku, ktorý pôsobí na vstupný materiál a spracováva ho na syntézny plyn, neprchavé a prchavé kovy a trosku. Celý proces prebieha v ochrannej atmosfére tvorenej dusíkom, pri teplotách vysoko prevyšujúcich 1000° C.

                            DUSÍK

 image001

 Zloženie materiálov v našom okolí

             Materiály v našom okolí, z hľadiska plazmového splyňovania, je možné stručne popísať ako súhrn  nasledujúcich položiek:

 image005

  Z jednotlivých zložiek je možné po splynení získať:

                 SYNTÉZNY PLYN ( zo zložky 1.)

                 INERTNÁ STRUSKA ( zo zložky 2.)

                 KOVOVÝ INGOT ( zo zložky 3.)

                 PRÁŠKOVÉ KOVY ( zo zložky 4.)

image003

Typické zloženie komunálneho odpadu

          Komunálny odpad v rôznych lokalitách, ako aj s ohľadom na mestá a obce, má rozdielnu skladbu.  V nižšie uvedenom grafe je ako príklad uvedená priemerná skladba netriedeného komunálneho  odpadu.

  image008

             Z uvedeného grafu vyplýva, že cca 67,5 % hmotnostného obsahu komunálneho odpadu nesie v sebe energetickú hodnotu, z ktorej je možné vyprodukovať syntézny plyn na ďalšie spracovanie. Syntézny plyn, ktorý vznikne pri splynení komunálneho
odpadu, vytvorí energiu, ktorá na výstupe je väčšia ako je energia potrebná pre vytvorenie elektrického oblúku plazmového splyňovania.  To  znamená, že samotná energia je potrebná iba na rozbeh splyňovača a následne je splyňovač napájaný „svojou vlastnou” energiou.

image010

Skladba závodu na plazmové splyňovanie komunálneho odpadu

Samotný závod na plazmové splyňovanie komunálneho odpadu pozostáva zo štyroch hlavných častí:

image012

Popis jednotlivých častí je uvedený v tabuľke nižšie:

 image014

Pri paralelnom radení jednotlivých splyňovačov by závod na spracovanie 50 000 ton komunálneho odpadu vyzeral nasledovne:

image016

Reálne realizovaný splyňovač aj s technickým návrhom je zobrazený na nasledujúcich obrázkoch:

 image018

 image019

 Zhodnotenie plazmovej technológie s ohľadom na komunálny odpad

V dnešnej dobe sú využívané hlavne dva spôsoby likvidácie komunálneho odpadu. Je to predovšetkým skládkovanie a spaľovanie. Skládkovanie nesie so sebou iba nevýhody, ako je to uvedené v tabuľke 1. Spaľovanie má síce výhodu energetického zhodnotenia odpadu, ale má rad ďalších nevýhod – pozri  tab.2.

Skládkovanie:

  1. Zaberanie pôdy (prírastok je asi 3 % ročne)
  2. Environmentálne problémy
  3. Kontaminácia pôdy a vôd
  4. Tvorba metánu

(samovznietenie skládok, skleníkový efekt)

Spaľovanie:

  1. Využitie energetického obsahu odpadu
  2. Vznik emisií (CO , NO )
  3. Vznik škváry
  4. Vznik popolčeka

Škvára a popolček tvoria 10-15 pôvodného objemu, ktorý je s obsahom toxických látok a musí sa ukladať na skládky s riadeným režimom.

Na rozdiel od vyššie uvedených technológií sa plazmové splyňovanie javí ako technológia budúcnosti, a to pre zhodnotenie akýchkoľvek odpadov.

Plazmové splyňovanie:

  1. Využitie energetického obsahu odpadu
  2. Vznik syntézneho plynu
  3. Vznik úletov s obsahom kovov
  4. Zliatina kovov
  5. Inertná troska

 Bezodpadová technológia zhodnocovania a likvidácie odpadov 

Plazmový splyňovač predstavuje vyriešenie komplexného spracovania odpadných materiálov znečisťujúcich životné prostredie ich plazmovým tavením a splyňovaním tak, aby sa získal:

  1. syntézny plyn vhodný na energetické využitie
  2. zliatok a úlety, vhodné na recykláciu v hutníckych závodoch
  3.  inertná troska, ktorá sa dá využiť v stavebníctve alebo ako posypový materiál v zime na cesty.

Vzhľadom na problémy so skladovaním rôznych druhov odpadných materiálov sa jedná o environ- mentálne zariadenie, pri ktorom sa komplexne využijú všetky zložky odpadu recykláciou, ako aj jeho energetický obsah.

Článok bol prevzatý z www.KUVOZE.sk

Tento obsah bol zaradený v Agrobioenergia číslo 2/2015. Zálohujte si trvalý odkaz.

Komentáre sú uzavreté.