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 spalin jako dodatkowy odzysk energii z wilgotnych spalin podczas ich oczyszczania w spalarniach odpadów komunalnych i kotłowniach opalanych biomasą. Józef Neterowicz Prezes Radscan Intervex Polska Sp.z o.o. Expert ds.energetyki i ochrony środowiska w ZPP. Członek Grupy Samorządowej Parlamentarnego Zespołu d.s. Energetyki.
Co to są wilgotne paliwa? Paliwa w których zawartość wody stanowi więcej niż 20%. Zaliczamy do nich m.in. biomasę, odpady komunalne, gaz ziemny.
Powody dla których zaczęto palić 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
Skład biomasy drewnianej Woda, 50% Węgiel, 24,5% Wodór, 3,1% Tlen, 21,8% Popiół, 0,55% Chlorki, 0,03% Siarka, 0,02% NiŜsza wartość kaloryczna w suchym paliwie wynosi 18 MJ/kg (węgla ok. 24 MJ/kg) -------Palne---------
Chlorki, 0,4% Skład odpadów komunalnych NiŜsza 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% Siarka, 0,1% ------Palne--------
Spalanie mokrego paliwa Sposób tradycyjny Odparowanie wilgoci Spalanie Odzysk energii Oczyszczanie i emisja spalin
Mokry ekonomizer Wymiennik ciepła rurowy
Spalanie paliwa mokrego Metoda nr 1 firmy Radscan Intervex Odparowywanie wilgoci Spalanie Tradycyjny odzysk energii poprzez chłodzenie spalin (ekonomizer) Dodatkowy odzysk energii przez skraplanie pary wodnej w spalinach Oczyszczanie i emisja spalin
pierwotnego Schemat P&I skraplanie spalin w skraplaczu RECO-FLUE (metoda 1) Wentylatory powietrza p wtórnego a Paliwo Kocioł Cyklon Wentylator spalin Elektrofiltr Palenisko Komin a Skraplacz spalin RECO- FLUE Sieć cieplna - powrót Odmgławiacz
Skraplacz spalin wymiennik płaszczowo-rurowy Skraplacz spalin dla eon Mälarvärme AB, Örebro
Skraplacz spalin - skruber
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.
Spalanie paliwa mokrego Metoda nr 2 firmy Radscan Intervex 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
Schemat P&I skraplanie spalin w skraplaczu RECO-FLUE (metoda 2) Wentylator powietrza pierwotnego Went.pow pierwotn. Wentylator powietrza wtórnego Elektrofiltr Paliwo Kocioł Cyklon K K Palenisko Komin Wentyla- tor spalin Skraplacz spalin K RECO- FLUE Ciepła woda wylot Ciepła woda wlot Dogrzewacz powietrza Odmgławiacz Sieć ciepłownicza - powrót P NawilŜacz powietrza spalania ROTO-FLUE
RECO ROTO FLUE Visby Skraplacz spalin i nawilŝacz powietrza spalania w Visby Energi AB Gotlandia
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!!!
W którym miejscu odzyskuje się energię ze skraplania spalin-tradycyjna ZTO? To tutaj odzyskuje się energię ze skraplania spalin.
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 poniŝej Przykład dla paliwa o 50% wilgotności Temperatura powrotu wody w sieci cieplnej (oc)
Skąd bierze się ta dodatkowa energia? Odzysk energii z 1 kg/s drewna o wilgotności 50%
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 Produkowana energia Ciepło En.elektr. Skraplanie Suma ciepło Suma energia Wyłącznie ciepło 100,00 100,00 100 100 Ciepło +skraplanie spalin 100,00 25,00 125,00 125,00 125 En.elektr.+ciepło(tradycyjne skojarzenie) 67,00 33,00 67,00 100,00 166 En.elektr+ciepło+skraplanie spalin 75,25 24,75 25,00 100,25 125,00 175 En.elektr+ciepło+skraplanie spalin+nawilŝ 80,80 19,39 41,25 122,05 141,44 180 Względna wartość produkcji przy **100 MW ciepła sieciowego z biomasy cenie en.el./en.cieplnej=3 Produkowana energia Ciepło En.elektr. Skraplanie Suma ciepło Wielkość kotła Wyłącznie ciepło 100,00 100,00 100 100 Ciepło +skraplanie spalin 80,00 20,00 100,00 80 100 En.elektr.+ciepło(tradycyjne skojarzenie) 100,00 50,00 100,00 150 250 En.elektr+ciepło+skraplanie spalin 75,05 24,70 24,95 100,00 100 174,1 En.elektr+ciepło+skraplanie spalin+nawilŝ 66,25 15,70 33,75 100,00 82 147
Układ technologiczny nowoczesnej spalarni odpadów komunalnych 0 emisyjnej do wody wg. technologii Radscan Intervex Uzdatniona woda kotłowa Woda,węgiel aktywny Ca(OH)2 Sieć cieplna (powrót) PALENISKO KOCIOŁ FW W Q SS Komin ścieki MF UF CO 2 RO EDI CZĘŚĆ ENERGETYCZNA TRADYCYJNA (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 obniŝenia temperatury spalin i podwyŝszenia wilgotniści -wegiel aktywny do usunięcia dioksyn -Ca(OH)2 do neutralizacji SO2, HCL, HF Membrany - energia elektryczna - NaOH do neutralizacji wody - spręŝone powietrze do redukcji CO2 - chemikalia do czyszczenia membran ścieki
Główna siedziba w Polsce Dziękuję za uwagę! Telefon: 0602 787 787 e-mail: jozef.neterowicz@radscan.se, jn@zpp.pl