Kopeć Michał Promotor dr Ryszard Machnik

Prezentacja na temat: "Kopeć Michał Promotor dr Ryszard Machnik"— Zapis prezentacji:

1 Kopeć Michał Promotor dr Ryszard Machnik
Temat: Analiza możliwości zastosowania elektrofiltru w zakładzie termicznej utylizacji odpadów Kopeć Michał Promotor dr Ryszard Machnik

2 Zakres tematyczny Odpady – podział i charakterystyka
Sposoby gospodarowania odpadami Przegląd i analiza metod termicznej utylizacji odpadów Instalacje odpylające stosowane podczas procesów termicznej utylizacji odpadów. Elektrofiltry

3 Wstęp Koncepcja niszczenia odpadów poprzez ich spalanie w urządzeniach specjalnie zaprojektowanych do tego celu pojawiła się w Europie w drugiej połowie XIX wieku. Zrodziła się ona z fascynacji silnikami parowymi wytwarzającymi energię. Produkcja pary była bowiem jednym z głównych powodów, dla którego zaczęto konstruować spalarnie. Jako inne przyczyny wymieniano konieczność "sterylizacji bakteriologicznej" śmieci, w obawie przed możliwością szerzenia się chorób i zarazy oraz szybkie "pozbycie się" zwiększającej się ilości odpadów w skutek gwałtownej industrializacji i rozwoju miast.

4 Spalanie odpadów przemysłowych jako element systemu gospodarki odpadami budzi co prawda wiele kontrowersji, głównie w środowiskach ruchów ekologicznych, jednak niektórych przypadkach jest jedyną metodą ich utylizacji.

5 w miejscu i czasie w którym powstały i uciążliwe dla środowiska.
Czym są odpady? Odpady są to zużyte przedmioty oraz substancje stałe i ciekłe powstające w związku z bytowaniem człowieka lub działalnością gospodarczą, nieprzydatne w miejscu i czasie w którym powstały i uciążliwe dla środowiska.

6 Podział odpadów: Podział ze względu na pochodzenie Odpady komunalne
Odpady rolnicze Odpady przemysłowe Podział według dominującego składnika Odpady mineralne Odpady komunalne Odpady metaliczne Odpady niemetaliczne

7 Podział ze względu na szkodliwość
Odpady szczególnie niebezpieczne i szkodliwe (ok. 0,5%) Odpady nieszkodliwe (ok. 80%) Odpady częściowo szkodliwe Podział ze względu na możliwość wykorzystania Odpady przejściowe Odpady końcowe

8 Sposoby gospodarowania odpadami
Najprostszą metodą postępowania z odpadkami jest po prostu wyrzucenie ich na wysypisko. Na wysypiskach uporządkowanych można składować: - odpady bytowo-gospodarcze - odpady rolnicze - odwodnione osady ściekowe żużel, popiół, klinkier (nie zawierające pierwiastków radioaktywnych) - gruz budowlany - odpady wielkogabarytowe

9 Natomiast zabrania się składowania odpadów:
powstających w wyniku prac naukowo-badawczych, rozwojowych lub działalności dydaktycznej, które nie są zidentyfikowane i których oddziaływanie na środowisko jest nieznane opon i ich części, z wyłączeniem opon rowerowych i opon o średnicy zewnętrznej większej niż 1400mm zakaźnych (medycznych i weterynaryjnych), płynnych, radioaktywnych, naftopochodnych, toksycznych - o właściwościach wybuchowych, żrących, utleniających, łatwopalnych

10 Jednak wielkie hałdy śmieci na wysypisku są nieestetyczne, a ich sąsiedztwo jest szkodliwe dla zdrowia. Dlatego też, odpady poddawane są procesom unieszkodliwiania czyli przekształcenia biologicznego, fizycznego lub chemicznego w celu doprowadzenia ich do stanu, który nie stwarza zagrożeń dla życia lub zdrowia ludzi oraz dla środowiska.

11 Sposoby unieszkodliwiania odpadów:
odgazowanie spalanie kompostowanie Metody termiczne Metody biologiczne Inne zgazowanie fermentacja metanowa w pryzmach energetycznych fermentacja metanowa w komorach przerób na paliwo

12 METODY TERMICZNEJ UTYLIZACJI ODPADÓW
1. Spalanie klasyczne 2. Piroliza 3. Metoda pośrednia

13 METODY TERMICZNEJ UTYLIZACJI ODPADÓW
1. Spalanie klasyczne W przypadku procesu klasycznego spalania powstają tzw. spaliny, czyli gazowy produkt niepalny o znacznej ilości zanieczyszczeń (związki organiczne, nieorganiczne, metale ciężkie, rtęć). Powstają także niestety różne tlenki azotu zwane NOX wśród których dominuje dwutlenek azotu NO2, tlenek azotu NO, pięciotlenek azotu N2O5 i wreszcie podtlenek azotu N2O. Wreszcie w procesach spalania odpadów powstają znaczące ilości dwutlenku węgla.

14 2. Piroliza W wyniku termicznego rozkładu odpadów
bez dostępu tlenu otrzymamy jako produkt tzw. gaz pirolityczny, który jest gazem palnym o składzie chemicznym bardzo zbliżonym do składu gazu ziemnego powszechnie u nas stosowanego w gospodarce komunalnej jak i w przemyśle.

15 Niestety po procesie pirolizy otrzymujemy wtórny odpad tzw
Niestety po procesie pirolizy otrzymujemy wtórny odpad tzw. koksik i jest to niestety odpad toksyczny, który nie może być składowany luzem ze względu nam łatwe wymywanie z takiego koksiku głównie związków organicznych, które potem inflirtują do wód gruntowych.

16 3. Metoda pośrednia Jest stosowana dla szczególnych przypadków rozwiązań technicznych w odniesieniu do konkretnych grup odpadów jak np. odpadów szpitalnych. Otrzymuje się spaliny, które są niedopalone, a więc częściowo palne i które charakteryzuje ze względu na niedobór tlenu wyższa niż dla spalin normalnych zawartość tlenku węgla (a wiec bardzo toksycznego gazu zwanego potocznie czadem).

17 W zależności od konstrukcji komory spalania oraz zastosowanego procesu spalania odpadów urządzenia można podzielić na: Komorowe Fluidalne Rusztowe Piece Obrotowe Szybowe Konstrukcje specjalne (instalacje plazmowe)

18

19

20 Z paleniskiem rusztowym
Rodzaj technologii Rodzaj odpadów komunalne szpitalne niebezpieczne osady ściekowe Z paleniskiem rusztowym XX X O Piec obrotowy Z warstwą fluidalną XX - podstawowe przeznaczenia X - stosowane warunkowo O - nie zalecane

21 Schemat ideowy procesu spalania
komin Analizator spalin ODPADY Stałe kontrola przyjmowania odpadów Komponowanie wsadów do pieca Płynne Pastowate Oczyszczanie spalin Ca(OH)2 1. skład ilościowo-jakościowy 2. analiza termiczna 3. laboratoryjne spalanie Popiół z elektrofiltrów URZĄDZENIE SPALAJĄCE URZĄDZENIE DOPALAJĄCE ( wyższa temperatura) CaSO4 Metale ciężkie: Cd, Hg, Fe, Zn, V, Cr, Mn, Pb i inne popiół popiół 1.skład ilościowy 2.skład mineralogiczny 3.właściwości fizyko-chemiczne Zagospodarowanie: - budownictwo - drogownictwo - rolnictwo Metale ciężkie: Cd, Hg, Fe, Zn, V, Cr, Mn, Pb i inne Schemat ideowy procesu spalania

22 Spalanie odpadów jest szczególnie przydatną technologią unieszkodliwiania, gdy:
wymagany jest wysoki stopień redukcji objętości odpadów wymagany jest wysoki stopień destrukcji i higienizacji odpadów, odpady odznaczają się znaczną wartością opałową, pozwalającą na obniżenie kosztów unieszkodliwiania dzięki wykorzystaniu wytworzonej energii.

23 Liczba instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych
Kraj Liczba instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych Procent spalanych odpadów (%) Średnia masa odpadów spalanych przez jedną spalarnię rocznie (mg) Przeciętna wartość opałowa spalanych odpadów (kJ/kg) Szwajcaria 29 78 80 000 8500 Luksemburg 1 70 7500 Dania 32 65 35 000 8400 Szwecja 21 45 65 000 8800 Holandia 11 40 Francja 260 37 30 000 Belgia 27 33 7300 Niemcy 52 9000 Austria 3 20 Włochy 80 16 26 000 6700 Wielka Brytania 10 66 000 9200 Instalacje spalania odpadów komunalnych w krajach Europy Zachodniej w roku 1996.

24 OCZYSZCZANIE SPALIN Głównym zadaniem oczyszczania spalin jest prawie całkowite usunięcie wszystkich szkodliwych składników występujących w fazie gazowej, a powstałych w trakcie termicznej utylizacji odpadów. Zanieczyszczenia te występują w postaci pyłów, aerozolu jak i gazów. Rozwiązania techniczne stosowanych obecnie procesów oczyszczania gazów gwarantują osiągnięcie wartości emisji zanieczyszczeń znacznie poniżej stawianych wymagań.

25 Podział urządzeń odpylających
odpylacze suche odpylacze mokre

26 Podział urządzeń odpylających ze względu na zachodzące zjawiska
bezwładnościowe grawitacyjne filtracyjne odśrodkowe elektrostatyczne

27 Odpylacze elektrostatyczne (Elektrofiltry)
Pierwsze badania i patenty związane z odpylaczami elektrostatycznymi, popularnie nazywanymi elektrofiltrami, pochodzą z początków XX w. Efektywny ich rozwój nastąpił w latach 70., pod wpływem zaostrzenia norm dotyczących czystości powietrza

28 Pojawiły się nowe rozwiązania konstrukcyjne i lepiej poznano teorię elektrostatycznego odpylania.
Prace w kolejnych dekadach związane były nie tylko z uzyskaniem wysokiej skuteczności działania, ale także wysokiej niezawodności i dyspozycyjności tych urządzeń

29 Zasada działania elektrofiltru
Wytrącanie zanieczyszczeń z gazu za pomocą elektrofiltru polega na oddziaływaniu pola elektrycznego na naładowane elektrycznie cząstki zanieczyszczeń.

30 Budowa elektrofiltru układ elektrod

31

32 Przykładowe kształty elektrod zbiorczych
Przykładowe kształty elektrod ulotowych

33 Systemy strząsania pyłu z elektrod
ulotowych zbiorczych

34 natomiast duże - powyżej 200 tys. m3/h.
W Polsce jest zainstalowanych ok. 600 średnich i dużych elektrofiltrów. Za średnie uważane są te, których natężenie przepływów odpylanych gazów mieści się w zakresie od 100 do 200 tys. m3/h, natomiast duże - powyżej 200 tys. m3/h. Największe obecnie pracujące w kraju elektrofiltry charakteryzują się natężeniem przepływu gazów na poziomie ok. 1 mln m3/h.

35 Elektrofiltry charakteryzują się:
niewielkimi oporami przepływu [Pa] uniwersalnością zastosowań w różnych gałęziach przemysłu i procesach technologicznych wysoka efektywność procesu odpylania przydatność do stosowania w instalacjach – zarówno dla tzw. „małych źródeł pylenia”, jak i średnich i dużych szeroki zakres temperatur odpylanego medium - duża odporność na agresywne środowisko pracy - stosunkowo niewielkim zużyciem energii elektrycznej - wysoka dyspozycyjność i trwałość użytkowa wysoką skutecznością odpylania 99[%] - dużą wydajnością - niskie koszty eksploatacji i remontów

36 Wadami elektrofiltrów są:
wysokie koszty inwestycyjne ze względu na duże gabaryty, niebezpieczeństwo wybuchu pyłów palnych, wrażliwość na zmiany charakterystyki oczyszczanego gazu

37 Dziękuję za uwagę