Systemy Gospodarki Odpadami

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Systemy Gospodarki Odpadami"

Patrycja Żurek
7 lat temu
Przeglądów:

1 Systemy Gospodarki Odpadami Szwedzkie sposoby utylizacji odpadów komunalnych przez ich spalanie. Skojarzona produkcja energii i jej dodatkowy odzysk przez skraplanie spalin i nawilżanie powietrza warunkiem niskiej opłaty na bramie Konferencja EKO VIS Kraków czerwca 2009 roku

2 Kilka stwierdzeń dotycząca odpadów komunalnych - Surowe, niesortowane odpady tak, jak surowa biomasa nie palą się - Można wyprodukować więcej energii niż moc znamionowa kotła - Odpady to najtańsze paliwo za które dostawca płaci temu który je utylizuje - Kominy spalarni odpadów komunalnych to najczystrze emitory spalin - 2 tony odpadów komunalnych energetycznie odpowiadają conajmniej 1 tonie węgla - Odpady komunalne warte są conajmniej tyle ile warta jest energia z nich wyprodukowana - Nie ważne co jest paliwem, ważne jest to co opuszcza komin ze spalinami - Im bardziej wilgotne odpady tym bardziej jest to opłacalne dla ciepłowni

3 Gospodarka odpadami komunalnymi w Szwecji po 2005 roku.

4 Efekty wydajnej gospodarki odpadami w Szwecji rok 2007 Kg na osobę Udział % Suma produkowanych odpadów rocznie Niebezpieczne, oddzielnie odbierane i przerabiane odpady Odzysk materiałów (segregacja u źródła, kaucje) jako surowiec i produkty Obróbka frakcji biologicznej w celu produkcji bigazu Spalanie z produkcją i odzyskiem energii Kierowane na składowisko odpadów 20 4

5 Czyli tylko tyle zostaje oddane rocznie na składowisko przez przeciętnego Szweda rocznie z 515 kg odpadów komunalnych. 20 kg

6 Roczne udziały różnych paliw w szwedzkim ciepłownictwie oraz emisja CO2/1 MWh przy produkcji ciepła (w Polsce ok. 420 kg CO2/MW h)

7 Co to są wilgotne paliwa? Paliwa w których zawartość wody stanowi więcej niż 20%. Zaliczamy do nich m.in. biomasę, odpady komunalne, gaz ziemny i węgiel brunatny

8 Powody dla których zaczęto palić w Szwecji mokrymi paliwami stałymi. Wysokie koszty przygotowania suchego biopaliwa powodujące wysoką jego cenę w porównaniu z mokrymi. Wynalezienie technologii skraplania spalin. Istniejący stały odbiorca odzyskanej energii ze spalin: sieć cieplna Względy praktyczne: - zbiórka - przechowywanie - łatwy transport

9 Skład biomasy drewnianej Niższa wartość kaloryczna w suchym paliwie wynosi 18 MJ/kg (węgla ok. 24 MJ/kg) Woda, 50% Węgiel, 24,5% Wodór, 3,1% Tlen, 21,8% Popiół, 0,55% Chlorki, 0,03% Siarka, 0,02% Palne

10 Skład odpadów komunalnych Niższa wartość kaloryczna w suchym paliwie wynosi 16 MJ/kg ( węgiel ok. 24 MJ/kg) Woda, 45% Węgiel, 22% Wodór, 3,3% Tlen, 20,3% Popiół, 8,6% Chlorki, 0,4% Siarka, 0,1% Palne

11 Spalanie mokrego paliwa Sposób tradycyjny Odparowanie wilgoci Spalanie Odzysk energii Oczyszczanie i emisja spalin

12 Mokry ekonomizer Wymiennik ciepła rurowy

13 Spalanie paliwa mokrego Metoda nr 1 Odparowywanie wilgoci Spalanie Tradycyjny odzysk energii poprzez chłodzenie spalin (ekonomizer) Dodatkowy odzysk energii przez skraplanie pary wodnej w spalinach Oczyszczanie i emisja spalin

14 pierwotnego Wentylatory powietrza p wtórnego Schemat P&I skraplanie spalin w skraplaczu RECO-FLUE (metoda 1) a Paliwo Kocioł Cyklon Wentylator spalin Elektrofiltr Palenisko Komin Skraplacz aspalin RECO- FLUE Odmgławiacz

15 Skraplacz spalin wymiennik płaszczowo-rurowy Skraplacz spalin dla eon Mälarvärme AB, Örebro Szwecja

16 Skraplacz spalin - skruber

17 Skruber Bezpośrednie chłodzenie spalin Skraplająca Chłodnica Spalin Wysoko temperaturowy Ekonomizer

18 Zalety skraplania spalin. Odzyskuje energię cieplną ze spalin do temperatury punktu rosy oraz energię zmiany stanu skupienia pary wodnej znajdującej się w nich. Zwiększa sprawność układu o ok. 25% zależnie od zawilgocenia paliwa i temperatury wody powrotnej w sieci cieplnej. Sprawia ze sprawność systemów kotłowych opalanych mokrym paliwem zbliża się do węglowych (80%). Ułatwia oczyszczanie spalin szczególnie trudnych paliw.

19 Spalanie paliwa mokrego Metoda nr 2 Odparowywaanie wilgoci Spalanie Tradycyjny odzysk energii (ekonomizer) Dodatkowy 1stopień odzysku energi poprzez skraplanie pary wodnej w spalinach Dodatkowy 2 Oczyszczanie i stopień odzysku emisja spalin energii poprzez dalsze osuszanie spalin i przekazanie wilgoci do kotła przez powietrze spalania

20 Wentylator powietrza pierwotnego Schemat P&I skraplanie spalin w skraplaczu RECO-FLUE (metoda 2) Went.pow pierwotn. Wentylator powietrza wtórnego Elektrofiltr Paliwo Kocioł Cyklon K K Palenisko Wentyla -tor spalin Komin Skraplacz Kspalin RECO- FLUE Ciepła woda wylot Ciepła woda wlot Dogrzewacz powietrza Odmgławiacz P Nawilżacz powietrza spalania ROTO-FLUE

21 RECO ROTO FLUE Visby Skraplacz spalin i nawilżacz powietrza spalania w Visby Energi AB Gotlandia

22 Zalety nawilżania powietrza spalania. Odzyskuje energię cieplną z ochłodzonych czystych spalin do temperatury ok. 40 C, przekazuje wilgoć powietrzu spalania. Podwyższa temperaturę punktu rosy, przez to odbiornik ciepła (sieć cieplna ) może mieć temperaturę nawet pow. 65 C. Zwiększa dodatkowo sprawność o ok.10% zależnie od zawilgocenia paliwa i temperatury wody powrotnej w sieci. Sprawia ze sprawność systemów kotłowych opalanych mokrym paliwem osiągają ponad 95% czyli o wiele więcej niż kotły opalane węglem!!!

23 W którym miejscu odzyskuje się energię ze skraplania spalin w tradycyjnym ZTO? To tutaj odzyskuje się energię ze skraplania spalin.

24 Dodatkowy odzysk energii w kotle oplanym biomasą dzięki skraplaniu spalin (+25%) i nawilżaniu powietrza spalania (+10%) Odzysk energii (MW) 35% !!! Kocioł 12 MW Tempertura spalin 150 oc Paliwo zrębki o wilgotności wg.tabelki poniżej Przykład dla paliwa o 50% wilgotności Temperatura powrotu wody w sieci cieplnej (oc)

25 Energy output from 1 kg/s wood 50% moisture Skąd bierze się ta dodatkowa energia? Odzysk energii z 1 kg/s drewna o wilgotności 50% Efficiency (%) Energy output (kw) Drewno o 50% wilgotnoci Niższa lub Efektywna wartość cieplna: 8123 kj/kg mokrego paliwa Wyższa lub Kaloryczna wartość cieplna10691 kj/kg mokrego paliwa Energy output wet Energy output dry Effective efficiency Calorific efficiency Flue gas temperature ( C) Punkt rosy Temperatura spalin ( o C)

26 Efekty energetyczne i ekonomiczne skraplania spalin Porównanie między różnymi wariantami produkcyjnymi. Skraplanie spalin z 25% odzyskiem energii Względna wartość produkcji przy *Kocioł 100 MW Biomasa cenie en.el./en.cieplnej=3 Produk owana energia Ciepło En.elektr. Skraplanie Suma ciepło Suma energia Wyłącznie ciepło 100,00 100, Ciepło +skraplanie spalin 100,00 25,00 125,00 125, En.elektr.+ciepło(tradycyjne skojarzenie) 67,00 33,00 67,00 100, En.elektr+ciepło+skraplanie spalin 75,25 24,75 25,00 100,25 125, En.elektr+ciepło+skraplanie spalin+nawilż 80,80 19,39 41,25 122,05 141, Względna wartość produkcji przy **100 MW ciepła sieciowego z biomasy cenie en.el./en.cieplnej=3 Produk owana energia Ciepło En.elektr. Skraplanie Suma ciepło Wielkość kotła Wyłącznie ciepło 100,00 100, Ciepło +skraplanie spalin 80,00 20,00 100, En.elektr.+ciepło(tradycyjne skojarzenie) 100,00 50,00 100, En.elektr+ciepło+skraplanie spalin 75,05 24,70 24,95 100, ,1 En.elektr+ciepło+skraplanie spalin+nawilż 66,25 15,70 33,75 100,

27 Układ technologiczny nowoczesnej spalarni odpadów komunalnych 0 emisyjnej do wody według najnowszej technologii. Uzdatniona woda kotłowa Woda,węgiel aktywny Ca(OH)2 Sieć cieplna (powrót) PALENISKO KOCIOŁ FW W Q SS Komin DODATKOWY ODZYSK ENERGII ZE SKROPLNYCH SPALIN ścieki MF UF CO 2 RO EDI woda, kondensat para wodna TRADYCYJNA CZĘŚĆ ENERGETYCZNA (TURBINA UPUSTOWA CHŁODZONA SIECIĄ CIEPLNĄ + GENERATOR FW filtr workowy W wentylator spalin Q Quench SS skraplacz MF mikrofiltr UF ultrafiltr CO2 membrana usuwająca CO2 RO odwrotna osmoza EDI - elektrodejonizator ścieki Dodatki Przed filtrem workowym -woda do obniżenia temperatury spalin i podwyższenia wilgotniści -wegiel aktywny do usunięcia dioksyn -Ca(OH)2 do neutralizacji SO2, HCL, HF Membrany - energia elektryczna - NaOH do neutralizacji wody - sprężone powietrze do redukcji CO2 - chemikalia do czyszczenia membran ścieki

28 Poziomy dopuszczalnych emisji do atmosfery w (mg/nm3)- stan obecny Odpady+ bio przemysł Opady +bio < 50MW Odpady + bio MW Odpady + bio >100MW Węgiel < 50 MW Węgiel > 500 MW Odpady + bio cement Odpady < 6 ton/h Odpady 6-25 ton/h Rzeczywiści e zmierzone ze spalarni odpadów Pyły lotne ,5 HCl ,1 HF NOx jako NO ,7 SO ,2 TOC Cd+Tl 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Hg 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+ 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Dioksyny i Furany 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 CO ,8 Dioksyny i furany w ng/nm3

29 Cena paliwa konieczna do wyprodukowania 1 MWh el. w Szwecji w przeliczeniu na PLN bez dotacji, podatków i opłat.

30 Koszty produkcji w (groszach/ kwh el.) z różnych paliw w Szwecji bez podatków, VAT i subwencji państwowych.

31 Kondensacja marnowanie 72 % energii

32 Skojarzenie i połączenie szeregowe skraplania spalin

33 Optymalny odzysk energii : skojarzenie i równoległe połączenie skraplania spalin

34 Główna siedziba w Polsce Dziękuję za uwagę! Telefon: jozef.neterowicz@radscan.se, jn@zpp.pl

Podobne dokumenty

Biomasa i wykorzystanie odpadów do celów energetycznych - klimatycznie neutralne źródła

Biomasa i wykorzystanie odpadów do celów energetycznych - klimatycznie neutralne źródła energii dla Polski Konferencja Demos Europa Centrum Strategii Europejskiej Warszawa 10 lutego 2009 roku Skraplanie