Technologie úplné mineralizace biomasy případně tuhého a polotuhého organického odpadu
Tato technologie je patentovaný vynález a je založená na nízkoteplotní technologii „quasi-pyrolýzy" a zplynování kombinované s katalytickou a adsorbční úpravou po-pyrolitických plynů s využitím po-reakčního tepla.
Není založena na technologiích využívající hoření a neprodukuje vedlejší produkty jako NOx, dioxiny, furany, CO, metan atd. Maximální teplota procesu není vyšší než 520 stupňů Celsia, může však být zvýšena s ohledem na platné předpisy v případě zpracování nebezpečných odpadů. Při zpracování dochází k 15 až 50-ti násobné redukci objemu, 25 až 100 násobné redukci hmotnosti zpracovávané suroviny, jejímu úplnému odvodnění a dezodorizaci a k úplné oxidaci organických sloučenin na H2O a CO2 včetně virů a bakterií. Minerály po zpracování suroviny, které obsahují méně než 3 % uhlíku, mohou být využity např. na stavbu dálnic.
Uvažovaná technologie se skládá ze:
- soupravy pro kompletní desinfekci páry
- systému zplynování organické hmoty (nízkoteplotní quasy-pyrolýzy)
- zásobníku minerálů, tzv. suché hmoty
- katalytického reaktoru plně oxydujícího organické složky na H2O a CO2 s účinností 99,9 %
- systém tepelných výměníků, které využívají katalytické po-reakční teplo k minimalizaci energetických výdajů. Zbylé teplo může být prodáno, nebo využito na výrobu elektrické energie.
- finální filtry, které zachycují pevné, anorganické částice a kovy a jejich sloučeniny
- sada alkalických praček (pokud jsou potřeba)
- turbogenerátor 3-fázového proudu (je-li požadován)
Tato zařízení jsou buď již vybudována, nebo jsou ve stadiu projektové přípravy o kapacitách od 3 do 200 t zpracovávané suroviny denně. Na zkušebním zařízení bylo testováno 150 různých vzorků organického odpadu včetně kalů z čistíren odpadních vod. Před testováním byla provedena např. analýza vzorku komunálního odpadu z Varšavy, který vykázal:
- obsah vlhkosti před zpracováním: 33,3 %
- obsah suché složky před zpracováním 66,6 %
- obsah minerálů, kovů a skla: 0,8 %
- organický obsah: 65,8 %
- kalorická hodnota dodaného odpadu: 15,9 kJ/kg
- kalorická hodnota suché složky: 21,372 kJ/kg
Chromatologická analýza vypuštěných plynů po katalytickém a absorbčním zpracování prokázala, že:
- zde není metan
- zde není fenol
- úroveň CO je pod 5 mg/m3
- obsah mercaptanu je pod 1 ppm
- obsah NOx je pod 20 mg/Nm3
- obsah organických složek je pod 5 mg/Nm3
- úroveň HCl je pod 5 mg/Nm3
- úroveň SO2 je pod 5 mg/Nm3
Dále bylo provedeno měření prachových emisí na vzorcích kalu a organického odpadu a prokázalo se,že prašných částic není více než 5 mg/m3.
Sestava zařízení ke zpracování biomasy, popř. organického odpadu
K sestavení zařízení pro spracování biomasy je potřebné:
- sada 2 reakčních komor s automatickým systémem dávkování biomasy, nebo odpadu a automatickým odstraňováním anorganického zbytku. Každá komora má kapacitu 60t/24hod (při uvažované variantě zpracování 100 t denně),
- katalytický oxydátor, který upravuje po-reakční plyny, přeměňuje je na H2O a CO2 a vydává po-reakční teplo,
- vysokoteplotní fitr pro předběžné odstranění prachu z vypouštěných plynů,
- systém výměny tepla pro využití během procesu a katalytické reakce (min. 22 MW v uvažované variantě). Většina tepla se vrací do procesu zpracování, zbytek může být prodán nebo využit na výrobu elektrické energie,
- adsorbční filtry s autoregeneračním systémem,
- alkalické pračky pro čištění zbytků chloru a síry, které jsou v katalytickém procesu přeměněny na HCL a H2SO4,
- systém měření emisí,
- přívod zemního plynu, bio-plynu, nebo propan-butanu jako startovací topné palivo,
- koncový filtr na odstranění Hg a prachu z vypouštěných plynů,
- AC turbogenerátor (min. 9 MW v uvažované variantě).
Uvažovaná varianta technologie a turbogenerátoru produkuje min. 9 MW elektrické energie. Tato technologie nevyžaduje výstavbu zařízení na úpravu exhalačních plynů (hlavně snížení Nox) jako v případě výroby hořlavých plynů a jejich spalování v kogeneračním systému, kde je zisk energie o 30 % nižší a investice o 50 % dražší. Tato technologie splňuje všechny parametry a požadavky ochrany životního prostředí, ochrany zdraví, Inspektorátu práce, je v souladu se směrnicemi EU a má požární certifikaci. V tomto zařízení lze zpracovávat jak čistou biomasu, tak organický odpad jako jsou např. kaly z čistíren odpadních vod, komunální a nebezpečný odpad.
Text: Ing. Miloslav Kolomazník
Témy:
