NOWOCZESNE TECHNOLOGIE WYTWARZANIA CIEPŁA Z WYKORZYSTANIEM ODPADÓW KOMUNALNYCH I PALIW ALTERNATYWNYCH - PRZYKŁADY TECHNOLOGII ORAZ WDROŻEŃ INSTALACJI O MOCY DO 20 MW t. Jacek Wilamowski Bogusław Kotarba Jarosław Kulig Leszek Dlouchy CPPIP Thermex Kraków IOS Thermex Kraków IOS Thermex Kraków Introl 4 Tech Chorzów
100 000 mieszkańców w krajach UE wytwarza 50 000 Mg odpadów na rok, to tylko z odpadów 1000 mieszkańców UE można wyprodukować około 1MW energii elektrycznej lub 5MW energii cieplnej.
Polska z 12 mln ton wytwarzanych odpadów rocznie jest 6 największym wytwórcą odpadów w UE ODPADY I RDF W Polsce powstaje ok. 315 kg/odpadów na mieszkańca, gdy średnia w UE wynosi 502 kg
RDF A CEMENTOWNIE Aktualnie cementownie przetwarzają ok. 0,9 mln Mg/a RDF Możliwości zagospodarowania RDF przez cementownie oceniane są na maksymalnie 1,5 mln Mg/a
Inwestycje w modernizacje kotłów nie pozostaną bez wpływu na cenę wytwarzanej energii. Cena ta wzrośnie po uwzględnieniu kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych związanych z ograniczeniem emisji SO 2 i NO x do atmosfery. Poniższe zestawienia pokazują jakiego typu kosztów należy się spodziewać wraz ze zmianą wymagań dotyczących jakości spalin z kotłów węglowych: emisja pyłu: aktualnie: 400 mg/m 3 - koszt zakupu cyklonu oraz doposażenia kotła w wentylator ciągu, 100 mg/m 3 - koszt systemu hybrydowego (cyklon z filtrem workowym), wymiany worków, koszt wentylatora ciągu (+1000 Pa), w przyszłości: 30 mg/m 3 - koszt filtra workowego lub elektrofiltra, wymiany worków (elektrod), koszt wentylatora ciągu (+2000 Pa, tylko dla filtra workowego), emisja siarki: aktualnie: brak rzetelnego systemu pomiaru emisji siarki (emisja regulowana jakością spalanego węgla), w przyszłości: 200 mg/m 3 - koszt systemu odsiarczania spalin (mokry, suchy lub półsuchy), koszt sorbentów i zagospodarowania odpadów poreakcyjnych, koszt wentylatora ciągu (+1500 Pa, tylko dla filtra workowego), emisja NO x : aktualnie: w przyszłości: brak systemu ograniczenia emisji, 200 mg/m 3 - koszt systemu odazotowania spalin SNCR (niekatalityczny) lub SCR (katalityczny), koszt sorbentów i zagospodarowania odpadów poreakcyjnych, koszt wentylatora ciągu (+1500 Pa, tylko dla filtra workowego). Paliwa alternatywne nie są i w przyszłości zapewne nie będą źródłem taniej energii same w sobie. Ale jako paliwa pozwalające wytwarzać energię w cenach porównywalnych z paliwami konwencjonalnymi są atrakcyjnymi nośnikami energii, szczególnie ze względu na możliwość zagospodarowania odpadów blisko miejsca ich wytworzenia. Z powodu wysokich wymagań dotyczących spalin, instalacja oczyszczania spalin (IOS) jest stosunkowo kosztowna, zarówno inwestycyjnie jak i w eksploatacji. Porównując z instalacją IOS dedykowaną dla węgla jest znacznie droższa, lecz w przyszłości różnica ta będzie się zmniejszać. Różnicę w kosztach wytwarzania energii z frakcji energetycznej (RDF, pre-rdf) w stosunku do kosztów energii pochodzącej z paliw konwencjonalnych będzie musiał ponieść wytwórca frakcji energetycznej, który nie ma innego sposobu zagospodarowania tych odpadów.
TECHNOLOGIE SPALANIA PALIWA ALTERNATYWNEGO RDF Obciążenie termiczne powierzchni rusztu: Z rusztowinami chłodzonymi powietrzem - 900 kw/m 2 Z rusztowinami chłodzonymi wodą - 1200 1800 kw/m 2 Nadmiar powietrza - 1,6 1,9 Rozdział powietrza podmuchowego: Powietrze pierwotne 70 50 % Powietrze wtórne 30 50 % Obciążenie termiczne pieca obrotowego - 200 000 kcal/m 3 Nadmiar powietrza - 1,3 1,9 Rozdział powietrza podmuchowego: Powietrze pierwotne 70 20 % Powietrze wtórne 80 30 %
PRZYKŁAD PIECA DO SPALANIA ODPADÓW O MOCY 10MW Statyczna część pieca z załadunkiem odpadów Bieżnia Rolka biegowa Rolka oporowa
ZAŁADUNEK ODPADÓW Załadunek paliwa wydajność ok. 3-4 Mg/h
Przykład pieca do spalania odpadów o mocy 10 MW Rozprowadzenie paliwa wraz z systemem wtrysku powietrza - technologia Reject to Power firmy Christoph
Przykład pieca do spalania odpadów o mocy 10MW Załadunek paliwa wydajność ok. 3-4 Mg/h
Przykład instalacji 5MW (piec obrotowy współprądowy) 1. Zbiornik dobowy odpadów płynnych 5. Podajnik ślimakowy 9. Komora dopalania 13. Zbiornik sorbentu 2. Pompy odpadów płynnych 6. Palniki ultradźwiękowe 10. Kocioł odzysknicowy OU5,7 14. Zbiornik wody kotłowej 3. Filtr odpadów płynnych 7. Mieszalnik odpadów stałych 11. Filtr workowy 15. Kanał spalin 4. Przenośnik zgrzebłowy 8. Piec obrotowy 12. Zbiornik węgla aktywnego
Przykład instalacji 5MW (piec obrotowy współprądowy) 1. Zbiornik dobowy odpadów płynnych 5. Podajnik ślimakowy 9. Komora dopalania 13. Zbiornik sorbentu 2. Pompy odpadów płynnych 6. Palniki ultradźwiękowe 10. Kocioł odzysknicowy OU5,7 14. Zbiornik wody kotłowej 3. Filtr odpadów płynnych 7. Mieszalnik odpadów stałych 11. Filtr workowy 15. Kanał spalin 4. Przenośnik zgrzebłowy 8. Piec obrotowy 12. Zbiornik węgla aktywnego
PRZYKŁAD INSTALACJI 10 MW Z KOGENERACJĄ Kierunek podawania odpadów Wyjście do kotła Piec obrotowy Komora dopalania Retencja spalin min. 2 s
Wizualizacja instalacja RDF 5MW
PRZYKŁADY INSTALACJI O WYDAJNOŚCIACH OD 20 000 DO 60 000 MG/A. ZE WZGLĘDU NA STOSUNKOWO NIEWIELKIE ROZMIARY INSTALACJI, MOGĄ ONE BYĆ BUDOWANE NA OBSZARACH MIEJSKICH W OPARCIU O FUNKCJONUJĄCE ZAKŁADY CIEPŁOWNICZE. W TEN SPOSÓB ROZWIĄZANY ZOSTAJE PROBLEM ZALEGANIA PRZETWORZONYCH ODPADÓW W RIPOK-ACH PRZY BRAKU MOŻLIWOŚCI ZDEPONOWANIA ICH NA SKŁADOWISKU. ZAKRES WYŻEJ WYMIENIONYCH WYDAJNOŚCI JEST ZGODNY Z WYDAJNOŚCIAMI JAKIMI DYSPONUJE WIĘKSZOŚĆ RIPOK-ÓW W POLSCE. Przykład 1 Rakkestad (Norwegia) - 2005 Instalacja do spalania odpadów komunalnych i przemysłowych. Wydajność instalacji: 10 000 Mg/a (1,3 Mg/a). Kocioł para 6 t/h, 13bar (4,2MW).
Przykład 2 Rudolstadt-Schwarza (Niemcy) - 2008 Instalacja do spalania paliwa alternatywnego RDF i odpadów przemysłowych. Wydajność instalacji: 60 000 Mg/a. Kocioł para 32 t/h, 33bar (420 C). Przykład 3 Arnoldstain (Austria) - 2010 Instalacja do spalania odpadów komunalnych. Wydajność instalacji ok. 30 000 Mg/a.
Przykład 4 Aars (Dania) 2008 Instalacja do spalania odpadów komunalnych. Wydajność instalacji 4,2 Mg/h, ok. 55 000 Mg/a (7MW). Kocioł para 32 t/h, 33 bar..
BOGUSŁAW KOTARBA tel. kom: 666-01-44-55 e-mail: bk@thermex.com.pl IOS THERMEX Sp. z o.o. ul. Friedleina 4-6, 30-009 Kraków tel. + 48 12 633 99 07 fax + 48 12 633 78 76 www.thermex.com.pl biuro@thermex.com.pl LESZEK DLOUCHY tel. kom: 723-998-202 e-mail: dlouchy@tlen.pl I4TECH Sp. z o.o. ul. 16-go Lipca 14 41-506 Chorzów tel. + 48 32 78 41 800 fax. + 48 32 78 41 810 www.i4t.pl i4t@i4t.pl