Politechnika Śląska, Katedra Inżynierii Chemicznej i Projektowania Procesowego Emisja pyłu z instalacji spalania paliw stałych, małej mocy dr inż. Robert Kubica
Każdy ma prawo oddychać czystym powietrzem Ważna jest technika spalania pierwotne metody ograniczenia emisji Jakość paliwa kluczowym parametrem dobre urządzenie traci swoje walory przy niewłaściwym paliwie Odpylanie wtórne metody ograniczenia emisji, ograniczenie wpływu jakości paliwa na emisyjność instalacji grzewczej
Działania na rzecz poprawy jakości powietrza Struktura instalacji grzewczych w sektorze komunalnym z dominującym udziałem urządzeń niskiej jakości, jak kotły zasypowe, w których spalane są zarówno węgiel jak i drewno skutkuje problemami z jakością powietrza Dotyczy to szczególnie stref o niekorzystnych warunkach meteorologiczny słabym przewietrzaniu. Taka struktura charakteryzuje się olbrzymim potencjałem ograniczenia emisji poprawy stanu aktualnego Dostępne są odpowiednie rozwiązania techniczne dla ograniczenia emisji, zarówno pierwotne jak i wtórne Konieczne jest włącznie działań pozatechnicznych, w tym meachnizmów wsparcia finansowego
Środki techniczne Poprawa efektywności środowiskowej instalacji spalania małej mocy Oddziaływanie na środowisko, emisyjność Najlepsze praktyki Technika spalania Wtórne metody ogranicz. emisji Jakość paliwa Dystrybucja powietrza Elektrofiltry Obniżona moc Obsługa i konserwacja Sterowanie procesem Filtry tkaninowe Dopalanie katalityczne Jak rozwiązać problem emisji pyłów Metody pierwotne aranżacja procesu spalania, jakość paliwa Metody wtórne odpylanie, dopalanie katalityczne
Działania na rzecz poprawy jakości powietrza Drastyczna poprawa parametrów emisyjnych i sprawności urządzeń grzewczych opalanych paliwami stałymi, produkowanych również przez rodzimych producentów
Działania na rzecz poprawy jakości powietrza Technika spalania; Kotły automatyczne paleniska retortowe Ograniczenie emisji zanieczyszczeń przy spalaniu węgla w kotłach automatycznych 100 99 Redukcja emisji [%] 98 97 96 95 94 93 92 CO LZO Pył TOC WWA B(a)P
Metody ograniczenia emisji pyłu Metody pierwotne eliminowanie przyczyn nie skutków 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Sprawność I emisje Produkt Kominek zamknięty Piec Piecokuchnia Piec kaflowy Piec pelletowy Kocioł pelletowy Kocioł zgazowujący (drewno) Moc kw 7 7 8 15 7 25 20 25 160 Sprawność % Sprawność średniroczna E CO 78 (82) 79 (84) 78 (79) 82 (84) 90 (94) 92 (94) 90 (92) Kocioł węglowy automat. 88 (89) % 75 76 75 79 87 75 74 72 75 E mg/m 3 Pył 60 50 90 60 30 25 40 40 30 Kocioł na zrębki 91 (92) 1500 1400 2000 1000 300 150 100 90 170 E OGC 100 90 110 100 30 30 10 10 10
Konstrukcje Ultra Nisko Emisyjne - UNE Emisja pyłu z instalacji spalania paliw stałych, małej mocy Metody ograniczenia emisji Również rodzimi producenci zbliżają się do poziomu emisji pyłu typowego dla urządzeń gazowych czy olejowych Prototypy nowych konstrukcji Najlepsze konstrukcje dostępne na rynku
Metody ograniczenia emisji pyłu Metody pierwotne innowacyjny kocioł retortowy z cylindryczną komorą spalania Spalanie węgla w kotle automatycznym jest opcją dla ograniczenia emisji pyłu (ZABRZE)
Metody ograniczenia emisji pyłu Prototypowy elektrofiltr, urządzenia grzewcze do 25 kw, w tym opalane biomasą, we Rys.9. współpracy z firmą TECH Sterowniki, Andrychów Rys.10. Nowe urządzenia grzewcze Automatyczne oczyszczanie Rys.5. Istniejące instalacje retrofitting
Metody ograniczenia emisji pyłu Przewaga metod pierwotnych nad wtórnymi Podejście racjonalne, efektywne ekonomicznie metody wtórne podnoszą koszty inwestycyjne o 20 do 40% W określonych przypadka metody wtórne są konieczne istniejące instalacje, mało zaawansowane, tanie konstrukcje kotłowe
Jakość paliwa Dobre urządzenie traci swoje walory przy niewłaściwym paliwie, jego nieodpowiedniej jakości
Uniwersalność urządzeń W zakresie instalacji spalania małej mocy (moc nominalna <25kW) brak jest rozwiązań konstrukcyjnych umożliwiających czyste spalanie paliw stałych o zróżnicowanej charakterystyce - Brak konstrukcji wielopaliwowych Rozwiązania konstrukcyjne są dostępne przy mocach powyżej 500kW wymagany jest ruszt mechaniczny (łuskowy, schodkowy, rolkowy) Dostępne konstrukcje tzw. uniwersalne/zasypowe umożliwiają spalanie wszelkiej palnej materii, w tym odpadów
Metody ograniczenia emisji - podsumowanie Istniejątechniczne możliwości ograniczenia emisji TSP Pellet drzewny Zastosowanie pierwotnych i wtórnych metod -niskoemisyjne spalanie paliw stałych Stężenie pyłu w spalinach <20 mg/m 3 (w warunkach umownych, 10%O 2 ) Rys.14. Węgiel
Podsumowanie, paliwa stałe vs. płynne; kopalne vs. biomasa Wskaźnik emisji CO 2 TSP g/mj g/mj Gaz 60 - Olej 80 1,5 Węgiel 100 15 Biomasa 0 2 Racjonalne wykorzystanie rodzimych zasobów paliw stałych, w tym kopalnych - niskoemisyjna produkcja ciepła użytkowego z wysoką sprawnością (rozwiązania typu BAT, kotły węglowe, retortowe). Wykorzystanie lokalnych zasobów odnawialnych źródeł energii (kotły biomasowe; pelletowe jako konstrukcja uniemożliwiająca spalanie innych paliw. Zgazowujące; drewno kawałkowe Eliminacja tzw. rusztu awaryjnego w urządzeniach automatycznych; Nowoczesne kotły pelletowe (paliwo stałe niskoemisyjna produkcja ciepła użytecznego również w odniesieniu do emisji CO 2 )
Podsumowanie, Najlepsze rozwiązania konstrukcyjne instalacji spalania paliw stałych, małej mocy (urządzenia typu BAT), dostępne na rynku, gwarantują osiągnięcie zamierzone efektu środowiskowego niskiej emisji pyłu całkowitego TSP. Urządzenia te wymagają opalania kwalifikowanymi paliwami - odpowiedniej, gwarantowanej jakości (ekogroszek, pellet premium zawartość popiołu 0,2%). Spełnienie wymagań (GWE) określonych dla najwyższych klas przez większość urządzeń grzewczych, w tym już zainstalowanych wymagać będzie zastosowania wtórnych metod ograniczania emisji odpylaczy Osiągnięcie maksymalnych efektów możliwe jest przez zastosowanie urządzeń UNE w kombinacji z elektrofiltrami, które oferują ograniczenie wpływu jakości paliwa oraz niewłaściwej ingerencji użytkownika.