Kontakt

Ekotop
64-920 Piła, ul. Wawelska 25/1
tel. +48 67 215 36 89
fax +48 67 353 30 19
tel. kom. +48 603 363 469
ekotop@ekotop.eu

Forum Eksploatatora 5/2010 - Instalacja do spalania osadów KALOGEO

Dr inż. Roman Sobczyk

Instalacja do spalania osadów KALOGEO

Artykuł prezentuje fluidalną spalarnię osadów KALOGEO. Omówiony został sposób działania instalacji i jej poszczególne elementy składowe. Spalarnia fluidalna jest instalacją sprawdzoną z wszelkimi zabezpieczeniami i monitoringiem procesu, a zastosowana technologia KALOGEO daje 100% gwarancję, że nie emituje do środowiska zanieczyszczeń, które mogłyby negatywnie oddziaływać na środowisko.

Coraz bardziej restrykcyjne przepisy regulujące gospodarowanie osadami ściekowymi wymuszają odchodzenie od dotychczasowych sposobów ich odzysku i unieszkodliwiania polegających na przyrodniczym wykorzystaniu. Z początkiem 2013 roku zabronione będzie też deponowanie ich na składowiskach odpadów. Najbardziej perspektywiczne wydaje się termiczne przekształcanie osadów z odzyskiem energii cieplnej, należącej do źródeł odnawialnych.

Suszenie osadów to zaledwie półśrodek. W większości zaprojektowanych przez EKOTOP suszarni, uzyskiwany susz osadowy wprawdzie w ilości o ponad połowę mniejszej niż osady odwodnione mechanicznie, nadal zagospodarowywany jest rolniczo.
Należy podkreślić, że wysuszone osady, zgodnie z krajowymi przepisami, nie mogą być traktowane jako biomasa i spalane w konwencjonalnych kotłowniach.
Definicje biomasy zawarte są w dwóch aktach prawnych: w rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 20 grudnia 2005 r. w sprawie standardów emisyjnych z instalacji (Dz. U. Nr 260, poz. 2181, z późn. zm.), oraz w rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii wytworzonej w odnawialnym źródle energii (Dz. U. Nr 156, poz. 969).
Obie definicje różnią się między sobą. W obu przypadkach do biomasy są zaliczane zarówno niektóre produkty, jak i niektóre odpady. Należy podkreślić, iż zakwalifikowanie odpadu do kategorii biomasy nie jest kryterium stanowiącym o tym, że przestaje on być odpadem. Do biomasy zalicza się bowiem również niektóre odpady, których poddanie procesowi spalenia wymaga zezwolenia na prowadzenie działalności w zakresie odzysku lub unieszkodliwienia odpadów, o którym mowa w art. 26 ustawy o odpadach.
Powołując się na §5 ust. 6 rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie standardów emisyjnych z instalacji, paliwem jest dowolna substancja stała, ciekła lub gazowa, z wyjątkiem odpadów, przy czym paliwem jest również biomasa rozumiana jako:
  • produkty składające się w całości lub w części z substancji roślinnych pochodzących z rolnictwa lub leśnictwa, spalane w celu odzyskania zawartej w nich energii,
  • następujące odpady: - roślinne z rolnictwa i leśnictwa;
    - roślinne z przemysłu przetwórstwa spożywczego, jeżeli odzyskuje się wytwarzaną energię cieplną;
    - włókniste roślinne z procesu produkcji pierwotnej masy celulozowej i z procesu produkcji papieru z masy, jeżeli odpady te są spalane w miejscu, w którym powstają, a wytwarzana energia cieplna jest odzyskiwana;
    - korka;
    - drewno, z wyjątkiem odpadów drewna zanieczyszczonego impregnatami i powłokami ochronnymi, które mogą zawierać związki chlorowcoorganiczne lub metale ciężkie oraz drewna pochodzącego z odpadów budowlanych lub z rozbiórki.
Zatem z punktu widzenia standardów emisyjnych wysuszony osad nie może być traktowany jako biomasa, gdyż nie spełnia definicji biomasy zawartej w ww. rozporządzeniu w sprawie standardów emisyjnych z instalacji. Należy traktować go nadal jako odpad w rozumieniu ustawy o odpadach, a instalacje służące do termicznego przekształcania osadów muszą spełniać wszelkie określone w przepisach wymogi (w tym także standardy emisyjne) dla spalarni lub współspalarni odpadów.

Od czasu oddania do użytku pierwszej zaprojektowanej przez EKOTOP słonecznej suszarniami osadów, coraz częściej zasypywani jesteśmy zapytaniami o dalszym sposobie zagospodarowania suszu osadowego. Aktualnie we współpracy z Austriacką firmą KALOGEO posiadamy w swojej ofercie spalarnie osadów umożliwiającą spopielenie zarówno wysuszonych osadów (mechanicznie odwodnionych) jak i innych odpadów organicznych, np. skratek. Instalacja ta posiada stosowne zabezpieczenia, gwarantujące brak negatywnego oddziaływania na środowisko.
Na przykładzie spalarni w miejscowości Bad Voslau (Austria) przedstawiona zostanie poniżej.
Kompletna instalacja składa się z suszarni typu słonecznego i spalarni. Obsługuje ona oczyszczalnię ścieków wytwarzającą rocznie ok. 14000 Mg osadu (po odwodnieniu na prasie komorowej) o średniej suchej masie 24%. Spod prasy systemem podajników ślimakowych osady ładowane są do kontenerów, którymi dowożone są do kompleksu 4 suszarni słonecznych, gdzie podsuszane są do ok. 45% suchej masy. Wytwarzane ciepło z procesu spalania osadów wspomaga proces suszenia w okresach zimowych, dlatego też suszarnie słoneczne funkcjonują z pełną wydajnością w układzie całorocznym. Dodatkowe ciepło nadmiarowe zasila lokalną kotłownie, produkującą ciepło na potrzeby miejscowości Bad Voslau.
Fakt wykorzystywania suszarni słonecznych nie oznacza, że są one nieodłącznym elementem spalarni. Możliwe jest zastosowanie innych typów suszarni pozwalających na wstępne podsuszenie osadów do żądanych 45% suchej masy. Jedną z propozycji jest suszarnia taśmowa, która może wykorzystywać gorący olej (210 stopni na wejściu), uzyskiwany z wymienników ciepła w instalacji spalania osadu. Suszarnia taka pracuje przy lekkim podciśnieniu, a powstające w procesie suszenia emisje są zawracane do pieca za pomocą wentylatora i spalane.

Podsuszone osady załadowywane są ładowarką czołową do wspólnego zasypu przenośnika ślimakowego, zlokalizowanego na końcu hal słonecznych suszarni, skąd transportowane są systemem podajników pionowych i ukośnych bezpośrednio do instalacji spalania KALOGEO.


Fot. 1. Rozładunek wysuszonego osadu z suszarni

Wysuszony osad doprowadzany jest do wstępnego zbiornika pieca fluidalnego za pomocą przenośnika łańcuchowego. System dozowania składa się z prostokątnego, otwartego silosu o pojemności 3 m3, wyposażonego w przenośniki spiralne do dozowania materiału. Następnie osad doprowadzany jest za pomocą taśmy transportowej do agregatu nadającego, znajdującego się w reaktorze pieca. Agregat ten rozprowadza równomiernie osad na złożu.
Instalacja posiada dodatkowy zasobnik umożliwiający zadawanie do pieca skratek lub innych odpadów organicznych.


Fot. 2. System zadawania skratek do pieca

Reaktor pieca jest zasadniczo pojemnikiem stalowym, wypełnionym piaskiem kwarcowym. W dnie złoża znajdują się zimne rozdzielniki powietrza, przez które wprowadzane jest powietrze do złoża. Płynące od dołu powietrze doprowadza warstwę piasku do stanu fluidalnego o właściwościach cieczy.


Fot. 3. Piec fluidalny

Najważniejsze właściwości instalacji pieca fluidalnego to jednolicie stała temperatura, intensywne wymieszanie składników oraz dobre „ przeniesienie ciepła“.
Woda zawarta w osadzie ulega wyparowaniu, a składniki organiczne zgazowaniu. Produkty gazowe dostają się na powierzchnię złoża gdzie są natychmiast spalane. Energia spalania jest absorbowana przez piasek kwarcowy złoża i dzięki temu ilość gazu ziemnego wprowadzanego do systemu w momencie „rozpalania“ może być sprowadzona do poziomu „0“. Gazy w reaktorze ponad złożem (w obszarze freeboard) przebywają przez przepisowe minimum - 2 sekundy w temperaturze min. 8500 C.
Temperatura spalania gazów utrzymywana jest na wejściu do wymiennika ciepła na poziomie poniżej 8500C. Dzieje się to przy wykorzystaniu zewnętrznego powietrza i gazów powstałych w procesie suszenia. Ciepło oddawane jest w wymienniku ciepła systemowi olejowemu i odprowadzane jest do instalacji suszenia. Nadmiar ciepła, którego nie można wykorzystać w procesie suszenia chłodzony jest wodą.
W następnym etapie prowadzone jest oczyszczanie gazów za pomocą centryfugi, której pierwszym zadaniem jest zmniejszenie poziomu pyłów w gazach. Pyły te odprowadzane są za pomocą „koła komorowego“ („śluzy stosującej koło komorowe“) i transportera ślimakowego transportującego je do filtra.


Fot. 4. Spalarnia osadów – widok hali

Centryfuga jest konstrukcją stalową z otworami kontrolnymi w stożku, niezbędnymi podporami statycznymi oraz pozostałym osprzętem i jest zabezpieczona przed zużyciem poprzez warstwę ochronną ze specjalnej masy.
W procesie suchej sorpcji zmniejsza się w gazach zawartość HCl, HF i SO2 poprzez wprowadzenie wapna/dwuwęglanu sodu oraz aktywnego koksu.
Materiały te magazynowane są w stalowym silosie o pojemności ca. 30m3, skąd dozowane są do procesu. Jako alternatywę dla silosa można zastosować również worki typu „big bag“.
Pyły jak również produkty procesu sorpcji trafiają do filtra, gdzie następuje ich oddzielenie od gazu, a następnie systemem podajników przekazywane są do hermetycznych pojemników stalowych. Podciśnienie w całej instalacji spalania, poczynając od pieca fluidalnego zapewnia wentylator. Czyste gazy odprowadzane są do atmosfery kominem o wysokości około 20m. Komin posiada zamontowane króćce pomiarowe do ciągłego monitorowania poziomu emisji spalin. Proces spalania osadów w instalacji KALOGEO spełnia normę określoną w dyrektywie EU 2000/76.

System sterowania instalacją jest systemem w pełni automatycznym. Sterowanie w systemie SPS prowadzone jest z centralnego pulpitu sterującego, znajdującego się w wydzielonym na terenie spalarni zamkniętym pomieszczeniu przeznaczonym dla operatora spalarni, pełniącego funkcję dozoru. Operator posiada bezpośredni podgląd na monitory rejestrujące i wizualizujące parametry procesowe takie jak np. temperatura procesu spalania, zużycie energii, status, alarm, przy czym parametry te są rejestrowane.
Cała instalacja do spalania mieści się w hali o wymiarach: 20m szerokość x 30m długość x 18m wysokość. Na zewnątrz hali usytuowany jest silos na wapno oraz pojemniki na popiół.

Instalacja KALOGEO umożliwia spalanie (utylizację) komunalnych osadów ściekowych podsuszonych do ok. 45% suchej masy (od 20% zawartości s.m.). System składa się z suszenia i termicznego przetworzenia w stacjonarnym piecu fluidalnym, przy czym ciepło wykorzystywane jest częściowo do suszenia osadów, natomiast nadmiar ciepła może być sprzedawany. Możliwe jest także spalanie skratek i innych odpadów organicznych. Średnia wydajność instalacji to 1,4t/h, łączna maksymalna wydajność to 2t/h. KALOGEO oferuje systemy w klasie do 10t/h. Spalarnia jest instalacją w pełni automatyczną, w której 1 osoba pełni funkcję dozoru. W układzie automatycznym prowadzony jest monitoring procesu. Spalanie odbywa się przy min. 8500C i niskich emisjach NOx. Jest to instalacja bezzapachowa. Istniejący komin praktycznie nie emituje widocznych pyłów do atmosfery. KALOGEO opracowało system bezkominowej spalarni, która zamiast komina posiada kolumnę płuczącą, a wynikiem jej pracy jest ściek przekazywany do powtórnego oczyszczenia na oczyszczalni ścieków. Technologia oferowana przez KALOGEO jest rozwiązaniem sprawdzonym, które zyskało uznanie w Austrii i z powodzeniem wdrażane jest w innych krajach europejskich, a nawet w Chinach.
Pliki do pobrania



Informacja o nowych zasadach dotyczących cookies

ZAMKNIJ

Na naszej stronie stosujemy pliki cookies w celu zapewnienia jej prawidłowej funkcjonalności. Informujemy, że te pliki są przechowywane w Twoim urządzeniu, z którego ta strona jest wyświetlana. Więcej informacji na ten temat można znaleźć tutaj. W każdej chwili możesz dokonać zmian dotyczących tych plików w swoim urządzeniu.