Innowacyjna Gospodarka Odpadami Komunalnymi. Warszawa

Transkrypt

1 Innowacyjna Gospodarka Odpadami Komunalnymi Warszawa

2 2 Plan prezentacji 1. Ogólne metoda 2. Zalety gazyfikacji plazmowej 3. Przykładowe gazyfikatory plazmowe: q EUROPLASMA q Ontario q Adaptive ARC q IMP PAN 4. Podsumowanie

3 3 Efektywność metody gazyfikacji odpadów Incinerators (pyrolysis) Conventional gasification Plasma gasification Plasma gasification with cogeneration

4 4 Gazyfikacja plazmowa Zasada q zeszklenie odpadów q przetworzenie części organicznych w przydatny gaz bogaty w wodór q przetworzenie część nieorganicznej w stały,nieługowany, szkłopodobny materiał (witryfikacją)

5 5 Zalety gazyfikacji plazmowej: Energia: q produkcja gazu bogatego w wodór q produkcja czystego gazu do produkcji energii elektrycznej System gazyfikacji plazmowej może być niezależny energetycznie

6 6 Zalety gazyfikacji plazmowej: Łatwo sprzedawalne produkty handlowe: q szklany produkt uboczny może być wykorzystany komercyjnie jako substytut do piaskowania (wysoce efektywnego kosztowo), do płytek dekoracyjnych, dachówek, bloków budowlanych, jako kruszywa przy budowie dróg q odzyskiwanie metalu - metaliczny produkt uboczny o wysokiej wartości recyklingowej

7 7 Zalety gazyfikacji plazmowej: Niskie emisje / zmniejszone zanieczyszczenie: q emisje szkodliwych gazów są znacznie mniejsze niż ze spalarni odpadów (gazyfikacja kontra spalarnie) q wyeliminowane emisji dioksyn i furanów, typowych dla spalarni

8 8 Zalety gazyfikacji plazmowej: Bezpieczne, stabilne produkty uboczne: q objętość produktów ubocznych o konsystencji stałej stanowi 2-50% objętości odpadów q materiał uboczny jest stabilny, nie stwarza zagrożenia wycieku, skażenia otaczającej gleby, wody i powietrza

9 Zeszklony, szkłopodobny obojętny odpad 9

10 10 Przykłady gazyfikacji plazmowej: q EUROPLASMA q Ontario q Adaptive ARC q IMP PAN

11 Europlasma 11

12 Europlasma 12

13 Przykładowy projekt 13

14 Koszt instalacji 14

15 Ontario 15 Źródło:

16 AdaptiveARC Dostarczamy korzyści czystego gazowania za ułamek kosztów: q Kapitał i koszty operacyjne o 30-70% bardziej ekonomiczne niż porównywalne systemy, q Ekstremalna miniaturyzacja q Niewiele ograniczeń surowcowych, q Łatwość uzyskania pozwoleń: q Pozwolenie na agregaty Cat 3500 zazwyczaj istnieją q Systemy ce25 są czasowo-stałe q Mniej niż ton na rok zwolnione z OOŚ q Łatwe do finansowania q Niewiele ograniczeń surowcowych q ROI mniej niż 3 lata w większości obszarów geograficznych q Łatwe w instalacji i rozbudowie q Prefabrykowane elementy: rozruch w 2 dni q 25 do ponad 2000 ton dziennie 16

17 17 Dlaczego łuk plazmowy? Łuk plazmowy oferuje wykorzystanie wielu surowców: q Często jest to jedyna opcja q Najniższa emisja do atmosfery q Najniższa ilość odpadów: q Odpady są obojętne i sprzedawalne q <3% w odniesieniu do biomasy q 5% średnio dla Odpadów Komunalnych Stałych (OKS) q Ustawodawstwo zabrania spalania Tires Medical Landfill Gas Munitions Land Remediation Petroleum Sludge Toxic Biomass Mining MSW Medical Custom Solutions

18 18 25 ton na dzień odpadów resztkowych Gorące spaliny Chłodna Plazma - Gazyfikacja Kałamarnica do oczyszczania syngazu i neutralizowania odpadów Komora suszenia Strefa pirolizy Palniki Oczyszczanie SYNGAZU olej odpadowy lub diesel WAPNO Wydech < 200 C Czysty SYNGAZ Ścieki 1, 30 0 C 1, 30 0 C KOMORA PLAZMOWA OZIEMBIACZ FILTR GAZOWY GENERATOR STAŁE ODPADY 8 0 C 500 KW TO 2 MW

19 19 Przykład: cena $12 / 7 za kwh 100 ton dziennie : 4MW tryb ciągły : 96MWh / dzień Kapitał: q$12.5m USD 10-letni roczny WSZ q21% 10-letni OWN q$2.8m Rentowność q 1 rok

20 20 Gazyfikacja plazmowa q plazma jest czystą energią cieplną wytworzoną przez zjonizowany gazy (azot) przy użyciu energii elektrycznej q plazma o temperaturze ᵒC rozkłada odpady na pierwiastki (C, H, O, N) q związki organiczne (C X H Y ) przekształcone są w wysokoenergetyczny syngas (H 2, CO) q związki nieorganiczne są przetapiane i związane w szklisty niewypłukiwany żużel (wytrifikacja) q metale mogą zostać odzyskane do ponownego użycia q beztlenowa atmosfera w gazyfikatorze zapobiega spalaniu i tworzeniu szkodliwych związków (NO X, SO X, dioksyny, furany)

21 21 Gazyfikacja plazmowa Generator plazmowy Zbiornik syngazu Odpady po segregacji Komora plazmowa 1000 ᵒC syngas (H 2, CO) Generator elektryczności (np. diesel 50kW 2 MW) Sieć elektryczna Typy gazyfikatorów plazmowych: q łuk elektryczny Adaptive ARC (USA) Integrated Environmental Technologies, Washington (USA) q wyładowanie wysokiej częstotliwości Ichikawa Kankyo Engineering Co., Ltd (Japonia) Nishinihon Kaden Recycle Co., (Japonia) q wyładowanie mikrofalowe Niewypłukiwany żużel Instytut Maszyn Przepływowych PAN, Gdańsk

22 Instytut maszyn Przepływowych PAN, Gdańsk Typ: plazma mikrofalowa Generator Plazmowy q częstotliwość przenoszenia 2,45 GHz q temperatura ᵒC, mniejsza niż tzw. Gorącej plazmy q moc jednej głowicy do 25 kw q gaz uboczny: azot lub azot + para wodna, inne mieszaniny ubogie w tlen q natychmiastowy start i wyłączanie q standardowe układy zasilania elektrycznego + własna opatentowana głowica mikrofalowa 22 Nitrogen swirl Plasma Microwave plasma in a mixture of methane and nitrogen Microwave power 6 kw Źródło: J. Mizeraczyk, M. Jasiński, Z. Zakrzewski, J. Power Sources, vol. 181 (2008)

23 23 Plazmowa piroliza PCB (polichlorowanych bifenyli) BEZ PARY WODNEJ Z PARĄ WODNĄ kilka prostych produktów całkowita dysocjacja cząsteczek, najróżniejsze wtórne produkty rekombinacji kilka prostych produktów całkowita dysocjacja cząsteczek, najróżniejsze wtórne produkty rekombinacji Zimna plazma generuje mniej szkodliwych i trudnych do usunięcia wtórnych produktów reakcji rekombinacji niż plazma gorąca

24 Zalety technologii mikrofalowej 1. Technicznie prosta i łatwa w rozruchu technologia 2. Sprawność rzędu 80% w stosunku do tradycyjnych metod plazmowych o sprawności rzędu 20%.

25 Dziękuję za uwagę