Poloprovozní ověření energetického využití směsi čistírenského kalu a odpadních plastů v pyrolýzní jednotce

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27350%2F21%3A10248434" target="_blank" >RIV/61989100:27350/21:10248434 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Poloprovozní ověření energetického využití směsi čistírenského kalu a odpadních plastů v pyrolýzní jednotce

Popis výsledku v původním jazyce

Na základě laboratorních testů byla vybrána směs čistírenských kalů a odpadních plastů, která byla zpracována v poloprovozní pyrolýzní jednotce, přičemž bylo ověřeno a vyhodnoceno energetické využití a materiálové zhodnocení směsi. V rámci poloprovozního ověřování se jednalo o energetické využití samostatných čistírenských kalů, a tzv. energetických palivových směsí, kdy jednou ze složek je vždy čistírenský kal, zatímco další složky tvoří vhodné odpady s vysokým energetickým potenciálem. Energetické využití spočívá v transformaci čistírenského kalu, resp. jeho směsi s odpadními plasty, na plynné a kapalné uhlovodíky a jejich využití jako paliva v kombinovaném hořáku při výrobě tepla pro Centrální zásobování teplem v běžném teplárenském horkovodním kotli BK_10, umístěném v provozu Teplárna Otrokovice, a.s. - Záložní kotelna Malenovice. Třetím produktem je tuhý zbytek, který je díky spalování v inertní atmosféře bohatým zdrojem uhlíku. Vlastní poloprovozní pyrolýzní jednotka sestává z následujících dílčích technologických souborů: a) Mísící a homogenizační linka b) Systém dopravy suroviny c) Systém inertizace a dávkování vsázky d) Pyrolýzní retortová pec e) Kondenzační chladiče f) Plynové hospodářství s alkalickou vypírkou g) Olejové hospodářství h) Hospodářství pevného zbytku i) Kombinovaný hořák s příslušenstvím j) Systém nepřímého ohřevu pyrolýzní retorty k) Systém chlazení procesní vody l) Výroba a úprava tlakového vzduchu m) Výroba a distribuce dusíku n) Elektro - silnoproudé rozvody o) Elektro - měření a regulace p) Elektro - systémy SAFETY q) Emisní monitorovací systém r) Bezpečnostní hořák - fléra Novost představuje celkový přístup k energetickému využití čistírenského kalu a jeho směsí s jinými vhodnými odpady. Samotné čistírenské kaly nemají příliš vysoký energetický potenciál. Na druhé straně, samotné odpady na bázi plastů vykazují vysokou výhřevnost, ale jsou problematické s ohledem na plnění požadavků dle normy ČSN EN 15359. Dále, namísto budování nákladného multipalivového kotle pro spoluspalování primárního paliva a odpadů je podstatou poloprovozu využití stávajícího plynového kotle pro spalování upravených pyrolýzních produktů, kterými jsou plynné uhlovodíky - směs hořlavých plynů a kapalné uhlovodíky - topný olej. K aplikaci paliv transformovaných ze vstupní suroviny slouží kombinovaný hořák pro spoluspalování plynných a kapalných paliv.

Název v anglickém jazyce

Semi-operational verification of the energy recovery of a mixture of sewage sludge and waste plastics in a pyrolysis unit

Popis výsledku anglicky

On the basis of laboratory tests, a mixture of sewage sludge and waste plastics was selected and processed in a semi-operational pyrolysis unit, and the energy recovery and material recovery of the mixture was verified and evaluated. The semi-operational validation involved the energy recovery of separate sewage sludge and so-called energy fuel mixtures, where one of the components is always sewage sludge, while the other components are suitable wastes with high energy potential. The energy recovery consists in the transformation of the sewage sludge, or its mixture with waste plastics, into gaseous and liquid hydrocarbons and their use as fuel in a combined burner for the production of heat for the central heat supply in the conventional hot water boiler BK_10, located in the operation of Teplárna Otrokovice, a.s. - Záložní kotelna Malenovice. The third product is the solid residue, which is a rich source of carbon due to combustion in an inert atmosphere. The actual semi-operational pyrolysis unit consists of the following technological subassemblies: (a) Mixing and homogenisation line (b) Feedstock transport system (c) Inerting and feed dosing system (d) Pyrolysis retort furnace (e) Condensing coolers (f) Alkaline gas farm with alkaline scrubber (g) Oil management system (h) Solid residue holding (i) Combined burner with accessories (j) Indirect pyrolysis retort heating system (k) Process water cooling system (l) Pressure air production and treatment (m) Nitrogen production and distribution n) Electrical - power distribution o) Electrical - measurement and control p) Electrical - SAFETY systems q) Emission monitoring system r) Safety burner - flare The novelty is the overall approach to the energy recovery of sewage sludge and its mixtures with other suitable wastes. Sewage sludge alone does not have a very high energy potential. On the other hand, plastic-based wastes themselves have a high calorific value but are problematic with regard to meeting the requirements of EN 15359. Furthermore, instead of building a costly multi-fuel boiler for co-firing of primary fuel and waste, the essence of the semi-operation is to use the existing gas boiler to burn treated pyrolysis products, which are gaseous hydrocarbons - a mixture of combustible gases and liquid hydrocarbons - fuel oil. A combined burner for co-firing of gaseous and liquid fuels is used to apply the fuels transformed from the feedstock.

Druh

Z_polop - Poloprovoz

CEP obor

—

OECD FORD obor

20704 - Energy and fuels

Projekt

—

Návaznosti

N - Vyzkumna aktivita podporovana z neverejnych zdroju

Rok uplatnění

2021

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

006/20-12-2021_PO

Číselná identifikace

—

Technické parametry

Klasifikace vstupních surovin do pyrolýzní jednotky vycházela z klasifikace tuhých alternativních paliv podle normy ČSN EN 15359. Vstupní suroviny splňují veškeré parametry dle této normy (průměrná hodnota výhřevnosti, průměrná hodnota obsahu chloru a medián a 80. percentil hodnot obsahu rtuti). 1. Čistírenský kal Výhřevnost (MJ/kg): 14,2 Obsah Rtuti (mg/kg): &lt;0,02 Obsah chloru (%): 0,28 2. Směs čistírenských kalů a odpadních plastů (TP a HDPE) Výhřevnost (MJ/kg): 22,9 Obsah Rtuti (mg/kg): &lt;0,02 Obsah chloru (%): 2,31 Při poloprovozním testu dne 8. 12. 2021 zaznamenal hmotnostní průtokoměr Endress+Hauser instalovaný před plynovou regulační řadou hořáku SB TIGL 6, průtok 80 m3/hod pyrolýzního plynu. Hořák pracoval na 20 % nominálního výkonu, což odpovídá okamžitému výkonu 1,2 MW. Údaj byl potvrzen patním měřidlem horkovodního kotle SB_10, které udávalo 4,2 GJ tepelného výkonu.

Ekonomické parametry

Vzhledem k rostoucím cenám energií, růstu ceny emisních povolenek, hledání alternativních paliv pro teplárenství a omezení nakládání s čistírenskými kaly a dalšími odpady, představují palivové směsi obsahující čistírenský kal v kombinaci s dalšími vysoce výhřevnými odpady velký potenciál. Cena paliva se srovnatelnou výhřevností činí 2000 Kč/t, lze tedy očekávat ekonomický přínos.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

61989100

Název vlastníka

Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava, Hornicko-geologická fakulta, Institut environmentálního inženýrství

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

P - Využití výsledku jiným subjektem je v některých případech možné bez nabytí licence

Požadavek na licenční poplatek

Z - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje v některých případech licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—