20 lat co-processingupaliw alternatywnych w cementowniach w Polsce

Transkrypt

1 20 lat co-processingupaliw alternatywnych w Polsce Tadeusz Radzięciak Stowarzyszenie Producentów Cementu/ Cemex Polska

2 20 lat co-processingu paliw alternatywnych w Polsce Co-processing-proces współspalania paliw alternatywnych w cementowni pozwalający na jednoczesny recykling energetyczny i materiałowy odpadów. Co-processingobejmuje kilka operacji odzysku w jednym procesie: R1 odzysk energii, R5 recykling/odzysk innych materiałów nieorganicznych, ewentualnie R4 recykling/odzysk metali i związków metali. PRIORYTETY Akceptacja społeczna Wymagania jakościowe dla PA Rynek, możliwości cementowni I Seminarium II Seminarium III Seminarium IV Seminarium V Seminarium VI Seminarium VII Seminarium VIII Seminarium IX Seminarium X Seminarium XI Seminarium

3 Najlepsza dostępna technika (BAT) w przemyśle cementowym w Polsce 98% produkcji cementu w Polsce odbywa się w nowoczesnych piecach z wymiennikiem cyklonowym i (w większości z kalcynatorem), które stanowią najlepszą dostępną technikę (BAT) w produkcji cementu.

4 Gospodarka odpadami w przemyśle cementowym SUROWCE NATURALNE: Kamień wapienny, Gliny, piaski ODPADOWE DODATKI DO CEMENTU: Popioły lotne, żużel gips z odsiarczania spalin NATURALNE DODATKI DO CEMENTU: Gips SUROWCE ODPADOWE: Popioły lotne, żużel odpady kamienia wap. łupki powęglowe, syderyty Paliwo naturalne (węgiel) Paliwa alternatywne Cement Przemysł cementowy w Polsce zużywa rocznie około 5 mln ton odpadów z innych branż, jako dodatki w produkcji cementu oraz ponad 1 mln ton odpadów jako paliwa alternatywne

5 Akceptacja społeczna Bezpieczeństwo stosowania paliw alternatywnych Cementownie w Polsce prawie od 20 lat wykorzystują paliwa alternatywne. Niezależnie od upływu czasu opinia publiczna stale jest zainteresowana tym, czy istnieje wpływ współspalania paliw alternatywnych m.in. na poziom emisji do powietrza, produkty uboczne procesu produkcyjnego (np. pyły z pieców), czy też produkt finalny cement o C

6 Piec cementowy 11. Seminarium Zalety pieca cementowego wysoka temperatura płomień - strefa spiekania do 2000 o C, materiał 1450 o C;temperaturawdekarbonizatorze o C długi czas przepływu gazów przez system pieca obrotowego- powyżej 1200 o Cdo10sekund atmosfera utleniająca- (2-3% tlenu) proces bezodpadowy stabilność termiczna (duża pojemność cieplna), w przypadku awaryjnego przerwania spalania paliwa temperatura powierzchni wymurówki i materiału w piecu nie ulega obniżeniu przez około pół godziny; alkaliczny charakter materiału w piecu(dominujący w zestawie CaO) neutralizuje działanie kwaśnych składników gazów; dobre wymieszanie paliwa z utleniaczem - rozproszona faza stała w strumieniu gazów

7 Uwarunkowania prawne funkcjonowania cementowni 11. Seminarium PROCES, EMISJE Konkluzje BAT prawnie wiążące GOSPODARKA ODPADAMI HANDEL EMISJAMI CO 2 Dyrektywa ws. emisji przemysłowych (IED) 2010/75/EU Ramowa Dyrektywa ws. odpadów 2008/98/WE Ostrzejsze standardy emisyjne Monitoring ciągły Wymagania dotyczące prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów (850 o C, 1100 o C, 2 sek) Hierarchia postępowania z odpadami Poziomy recyklingu Spalanie biomasy

8 Kontrola emisji do powietrza w cementowni przy współspalaniu paliw alternatywnych Monitoring ciągły (średnie dobowe): 1- CO 2 (System Handlu Emisjami) 2- Pył całkowity 3- Chlorowodór (HCl) 4- Fluorowodór (HF) 5- Tlenki azotu (NO x ) 6- Dwutlenek siarki (SO 2 ) 7- Substancje organiczne w postaci gazów i par wyrażone jako całkowity węgiel organiczny 8- Tlenek węgla (CO) Monitoring okresowy: 9- Kadm + tal (Cd + Tl) 10- Rtęć (Hg) 11- Antymon+arsen+ołów+chrom +kobalt+miedź+mangan+nikiel+wanad (Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V) 12- Dioksyny i furany

9 Jakość paliw alternatywnych Co to są paliwa alternatywne? Paliwa alternatywne to odpowiednio wysortowane i przetworzone odpady zawierające energię. Paliwa takie uzyskuje się z przetworzonych odpadów przemysłowych i komunalnych. Paliwa alternatywne zastępują węgiel, jako źródło energii cieplnej w Polsce. Rodzaje odpadów wykorzystywanych, jako paliwa alternatywne: RDF -paliwo mieszane produkowane na bazie odpadów komunalnych i przemysłowych ( ) zużyte opony ( ) odpady przem. gumowego ( ) tworzywa sztuczne, guma ( ) tekstylia ( ) wysuszone osady ściekowe( ) mączki mięsno-kostne ( ) zużyte oleje, rozpuszczalniki, farby. Paliwem alternatywnym może być także pojedynczy odpad z długiej listy odpadów, np. zużyte opony samochodowe.

10 Kontrola jakości paliw alternatywnych Wpływ na proces, emisje i produkt Wartość opałowa, chlor, rtęć, metale ciężkie Badania paliw alt. w cementowni: wartość opałowa zawartość wody zawartość chloru i siarki zawartość fosforu (osady) analiza popiołu po spaleniu Spectrometer scanner punktu pobierania prób RDF z samochodów razem z mini laboratorium na podeście do oznaczania wilgoci i tłuszczu w mączce.

11 Jakość paliwa z odpadów skład chemiczny, granulacja Granulacja zbyt duże kawałki np. tworzyw sztucznych, drewna, fragmenty szmat zablokowanie transportu pneumatycznego (rurociągów) przestoje. Elementy metalowe -możliwość uszkodzenia precyzyjnych dozowników Skład chemiczny paliwa z odpadów:alkalia (Na, K), chlor, siarka

12 Zawartość wody w paliwie alternatywnym a jego wartość opałowa 11. Seminarium

13 Metody stabilizacji jakości RDF i procesu Jakość paliw alternatywnych Niższa wartość opałowa Chlor Rtęć Metale Wpływ na proces, emisje i produkt Wpływ na proces i produkt Wpływna proces Wpływ na emisje Wpływ na produkt Regularna kontrola jakości dostaw Segregacja RDF w magazynie w podziale na jakość, dostawców itp., Homogenizacja RDF w magazynie, Użycie multipalnikóww kalcynatorzew celu stabilizacji spalania i temperatury procesu, Suszenie RDF z wykorzystaniem ciepła odpadowego z instalacji (jedna cementownia) Zwiększenie wydajności chlorowego by-passa piecowego z 7% do 20% skuteczniejsze odciąganie chloru można spalać więcej paliw alternatywnych Ograniczanie na wejściu Ograniczanie na wejściu

14 Metody stabilizacji jakości RDF Przykład suszarni bębnowej do suszenia RDF, pracującej on-linez piecem cementowym. Do suszenia wykorzystywane jest ciepło odpadowe z chłodnika klinkieru.

15 Metody stabilizacji jakości RDF H2O before drier dryer H2O after drier dryer 60,00 50,00 40,00 30,00 Przed suszarnią 20,00 Po suszarni 10,00 0,00 Średnia zawartość wody w RDF w dostawach często przekracza 30%, po suszarni zawartość wody spada średnio poniżej 20%.

16 Jakość paliw - infrastruktura Magazynowanie 5 tys. ton zapasu paliw na terenie cementowni -nowoczesne magazyny paliw alternatywnych, wyposażone w zautomatyzowane systemy dozowania paliw i specjalne systemy ochrony przeciwpożarowej monitorowane przez systemy kamer.

17 Jakość klinkieru do produkcji cementu Proces produkcji musi być dokładnie monitorowany i kontrolowany, aby uzyskać klinkier i cement spełniający normy. Cement musi spełniać normy budowlane zgodnie z dyrektywą ws. wyrobów budowlanych. PN-EN PN-EN PN-EN-19707

18 Zużycie paliw alternatywnych 11. Seminarium

19 Udział ciepła z paliw alternatywnych w wybranych krajach europejskich

20 Rodzaje paliw alternatywnych zużytych w 2012 r. (tys. ton) RDF Zużyte opony 988,8 83,8% 89, ,5 28,2 9,8 10,7 Odpady z flotacyjnego wzbogacania węgla Odpady gumowe Osady ściekowe Odpady z elektrowni Inne RDF na bazie odpadów komunalnych stanowigłówne paliwo alternatywne w Polsce. W niewielkich ilościach wykorzystywane są także mączki mięsno-kostne.

21 Ilość RDF w poszczególnych latach Szacunkowe ilości * * ,5 RDF opony pozostałe alt tys. ton * brak danych dot. innych rodzajów paliw

22 Poziom zastąpienia ciepła paliwami alternatywnymi 100 % Zakład 1 Zakład 2 Zakład 3 Zakład 4 Zakład 5 Zakład 6 Zakład Zapotrzebowanie w poszczególnych zakładach na poziomie (500) tys. ton

23 Ochrona środowiska i zasobów naturalnych tys.ton węgiel zużyty paliwa alternatywne węgiel zaoszczędzony

24 Cementownie częścią lokalnych społeczności Partner dla lokalnych społeczności i władz w gospodarce odpadami Zużycie paliw alternatywnych Partner dla firm-producentów paliw alternatywnych tworzących sektor gospodarki odpadami Odpowiedzialność społeczna i otwartość działania w zakresie wykorzystania paliw alternatywnych -Dni Otwarte w cementowniach, podczas których każdy zainteresowany zakładem ma możliwość zapoznania się z jego funkcjonowaniem od środka ).

25 Rynek odpadów komunalnych w Polsce - przyszłość Maksymalizacja substytucji węgla paliwami alternatywnymi. Cementownie jako jeden z elementów systemu gospodarki odpadami komunalnymi w Polsce. Współspalanie paliw alternatywnych w Systemie Handlu Emisjami CO 2. Przyszłość rynku odpadów komunalnych w Polsce regulacja systemu a zasady wolnego rynku, konkurencyjność, szanse, zagrożenia.

26 Dziękuję za uwagę! 11. Seminarium