Technologie fluidního energetického využití sušených čistírenských kalů

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21220%2F25%3A00388899" target="_blank" >RIV/68407700:21220/25:00388899 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Technologie fluidního energetického využití sušených čistírenských kalů

Popis výsledku v původním jazyce

Předmětem výsledku je ucelené ověřené technologické řešení systému mono-spalování sušených čistírenských kalů v ohništi s bublinkovou fluidní vrstvou v pilotním měřítku. Výsledek demonstruje nezbytné vlastnosti prvků fluidního systému potřebné pro bezpečný a stabilní provoz technologie v praxi. Konkrétně se jedná potřebu odvětrávání zásobníků paliva, bezpečné oddělení atmosféry v zásobníku paliva od atmosféry ve spalovacím prostoru, zajištění podmínek spalování potřebných pro dostatečné zneškodnění nebezpečných plynných polutantů a spolehlivý a bezpečný odvod popeloviny z fluidní vrstvy.

Název v anglickém jazyce

Technology for energy utilization of dried sewage sludge in a fluidized bed

Popis výsledku anglicky

The subject of the result is a comprehensive, verified technological solution for the mono-combustion of dried sewage sludge in a pilot-scale bubbling fluidized bed furnace. The result demonstrates the necessary properties of the fluidized system components required for the safe and stable operation of the technology in practice. Specifically, this involves the need to vent fuel hoppers, safely separate the atmosphere in the fuel hoppers from the atmosphere in the combustion chamber, ensure the combustion conditions necessary for the sufficient burnout of hazardous gaseous pollutants, and reliably and safely remove ash from the fluidized bed.

Druh

Z_tech - Ověřená technologie

CEP obor

—

OECD FORD obor

20704 - Energy and fuels

Projekt

<a href="/cs/project/TK05020001" target="_blank" >TK05020001: Fluidní technologie pro decentralizované energetické využití vysušených čistírenských kalů</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Interní identifikační kód produktu

388899

Číselná identifikace

388899

Technické parametry

Ověření technologie proběhlo na pilotním experimentálním kotli s bublinkovou fluidní vrstvou o tepelném příkonu přibližně 500 kWth. Z hlediska technologické připravenosti jej lze charakterizovat TRL6. Zařízení je schopno spalovat více druhů pevných paliv a nabízí možnost řídit spalovací proces v širokém rozsahu provozních parametrů, např. teploty, fluidační rychlosti, dílčí či celková stechiometrie kyslíku, apod. Vlastní spalovací komora a navazující dohořívací prostor kotle (freeboard) jsou vyzděny keramickou vyzdívkou. Vnější stěny spalovacího zařízení jsou tvořeny vodou chlazeným ocelovým dvoupláštěm. Druhý a třetí tah jsou tvořeny žárotrubným výměníkem s turbulátory spalin. Za spalovacím zařízením jsou ve spalinovodu umístěna odběrová místa k analýze složení spalin, následuje jednostupňový cyklonový odlučovač pevných částic a látkový odlučovač pevných částic s PTFE membránou. Spalovací vzduch je do zařízení přiváděn ve dvou nezávislých oddělených větvích – primární vzduch je přiváděn do distributoru fluidačního média tvaru V, sestávající se ze 36 fluidačních trysek a středového žlabu. Sekundární vzduch je přiváděn do dohořívacího prostoru (freeboardu) nad fluidní vrstvou ve čtyřech větvích umístěných po obvodu zařízení s vstupy ve čtyřech výškových úrovních. Recirkulované spaliny jsou odebírány za odlučovači popílku a jsou přivedeny na sání primárního ventilátoru. Průtoky primárního vzduchu, sekundárního vzduchu a recirkulovaných spalin jsou měřené a nezávisle regulovatelné. Palivo je do zařízení přiváděno z násypky (u níž je kontinuálně měřena její hmotnost) pomocí sestavy řízených šnekových dopravníků a rotačních uzávěrů, které zabraňují průniku horkých plynů z fluidní vrstvy do palivové trasy. Palivo je přiváděno přímo do fluidní vrstvy, poslední část palivové trasy je proto chlazená vodou. Fluidní vrstvu tvoří inertní materiál, kterým je vlastní popelovina čistírenských kalů. Zařízení má adiabatickou spalovací komoru bez jakýchkoliv výměníků pro odvod tepla a její vnitřní povrch je stejně jako vnitřní povrch dohořívacího prostoru vybaven keramickými vyzdívkami o síle přibližně 15 cm. Umístění měření teploty spalin v dohořívacím prostoru p mají mezi sebou výškový rozdíl vždy 0,3 m, první pár je umístěn přibližně 0,6 m nad hladinou fluidní vrstvy, poslední pak 1,8 m nad hladinou fluidní vrstvy. Ta je udržována nad hodnotou 850°C.

Ekonomické parametry

Odvodněný nevysušený kal obsahuje stále pouze kolem 25 % sušiny. Pro získání 1 kg kalu s 10 % vlhkosti, je proto potřeba sušením odpařit 2,7 kg vody. Na jednoho ekvivalentního obyvatele je roční produkce přibližně 20 kg takovéhoto kalu. Modelové ČOV, pro které by technologie byla vhodná, zpracovávají odpadní vodu od 80 000 ekvivalentních obyvatel. Ročně to znamená odpařit 4 320 t vody, na což je potřeba přibližně 9,8 TJ tepla. Použití tepla získaného spalování čistírenského kalu tak ročně ČOV ušetří okolo 3,6 milionů Kč za zemní plyn. Díky tomu, že teplo bude získáváno spalováním biomasy místo fosilního paliva, dojde navíc k snížení uhlíkové stopy ČOV o přibližně 540 t/rok CO2. Spálením kalu se také buď zcela odstraní, nebo alespoň výrazně sníží náklady na skládkování. V roce 2025 činil poplatek za skládkování přibližně 2700 Kč/t kalu, což při produkci ČOV 1600 t/rok znamená úsporu až 4,32 milionu Kč/rok.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

68407700

Název vlastníka

České vysoké učení technické v Praze / FS / ústav energetiky

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—