ENERGY ENVI GROUP SE PGR PLASMA

Prepis

1 ENERGY ENVI GROUP SE PGR PLASMA

2 ENERGY ENVI GROUP SE Ako dosiahnuť, aby ľudia a firmy pristupovali k životnému prostrediu zodpovedne? Sú peniaze stále ešte dôležitejšie ako zachovanie prírodných zdrojov? Viete, že inovatívne technológie môžu ekonomické kritériá a zodpovedný prístup k enviromentu zosúladiť? Európska spoločnosť Energy Envi Group SE vznikla preto, aby cielene vyhľadávala a pomáhala realizovať riešenie projektov s pomocou inovatívnych technológií. EFEKTÍVNE NAKLADANIE S ODPADMI Odpady, vrátane nebezpečných, produkujeme dennodenne v domácnostiach i v priemysle. Preto je potenciál výhod z využitia komplexného riešenia tejto problematiky skutočne obrovský. Stojí za zamyslenie, ako s odpadmi nakladáme, či pri ich likvidácii nevzniká ďalší odpad alebo sa nezvyšuje environmentálna záťaž. Čo s odpadmi, ktoré už dnes negatívne vplývajú na životné prostredie, pričom stále produkujeme nové? Naším cieľom je odpovedať na podobné otázky a podporovať rozšírenie technológií, ktoré sú bezpečné a z dlhodobého hľadiska maximálne prínosné pre spoločnosť. Recyklácia zber, separácia a recyklácia odpadu na ďalšie spracovanie. Vynikajúce riešenie s potenciálom rastu. Čo s odpadom, ktorý nevieme alebo ho nie je možné recyklovať? Odpad, ktorý sa skládkuje, iba nevidíme, ale on stále existuje a ďalej negatívne ovplyvňuje životné prostredie. Nekontrolovane ohrozujeme zásoby pitnej vody nebezpečnými látkami a vypúšťame do ovzdušia emisie skleníkových plynov, ktoré vznikajú vo vnútri skládok. Vieme odpad na týchto skládkach inak zneškodniť alebo zhodnotiť? Spaľovanie - rôzne druhy odpadov, teda aj nebezpečný odpad, sa spaľujú v konvenčných spaľovniach odpadov. Je to ďalšie neefektívne riešenie bez využitia energetického potenciálu odpadu. Všetky spaľovne odpady spaľujú, teda potrebujú kyslík pre proces horenia. Spaliny sa čistia iba cez filtre a všetky ostatné emisie sú odvádzané komínom. Spaľujeme pri nízkych teplotách, čím vytvárame ďalšie záťaže nebezpečný popolček a škvaru. Vieme tento proces zefektívniť a odbúrať nepriaznivé účinky? Depolymerizácia zmena špecifických druhov odpadov na produkty vyššej energetickej úrovne. Veľmi dobré čiastkové riešenie. Depolymerizácia funguje na báze nižších teplôt, pri ktorých sa tvoria dechty a sadze, jej použitie je obmedzené len na konkrétne druhy odpadov. Vieme túto technológiu zdokonaliť? Momentálne najefektívnejším a najekologickejším spôsobom spracovania veľkého množstva druhov odpadov bez ďalších negatívnych následkov na životné prostredie je plazmové splyňovanie a tavenie. Skládkovanie - využívanie jestvujúcich alebo vytváranie nových skládok je jedno z najhorších riešení.

3 PLASMOVÁ TECHNOLÓGIA NA SPRACOVANIE ODPADOV Vo svete sa ročne produkujú milióny ton odpadov, okrem komunálnych sú to aj odpady nebezpečné (chemické, ropné, nemocničné, kaly z ČOV, a pod.), z ktorých časť sa materiálne zhodnocuje, časť sa spaľuje v konvenčných spaľovniach odpadov a prevažná časť, najmä nebezpečných odpadov, sa skládkuje na skládkach s riadeným režimom. Okrem produkcie nových odpadov je uložených obrovské množstvo nebezpečných odpadov, z ktorých mnohé tvoria environmentálnu záťaž a sú časovanou bombou pre spôsobenie ekologických katastrof. Jednou z najčastejšie využívaných metód termického spracovania odpadov je ich spaľovanie. Pri kon-venčnom spaľovaní sa okrem získania tepla zníži objem odpadu, ale za vzniku toxického popolčeka a škvary, ktoré sa musia ďalej skládkovať na skládkach s riadeným režimom. Okrem pevných zvyškov spaľovania sú produkované znečisťujúce látky tvorené predovšetkým SO₂, HCl, NOx a PCDD/F. Spaľovaním odpadu je možné elektrickú energiu vyrábať len z vysoko teplotných spalín prostredníctvom pary. Konverzia odpadu na energiu spaľovaním odpadu je nízka. Teplota pri spaľovaní dosahuje rozmedzie C. Relatívne novým spôsobom likvidácie odpadov takmer akéhokoľvek druhu (okrem rádioaktívneho) je ich tavenie a splyňovanie v plazmovom zariadení, pri ktorom dochádza k plynofikácii všetkých organických a plastických zložiek odpadu za vzniku syntézneho plynu s vysokým obsahom vodíka a oxidu uhoľnatého. Surový syntézny plyn obsahuje aj úlety kovov, chlór a síru (ak sú zastúpené v odpade). V procese čistenia plynu sú tieto prvky zachytávané a neutralizované na ďalej využiteľný produkt (ortuť, chlorid sodný, sadra a pod.). Vyčistený syntézny plyn je vhodný na ďalšie energetické využitie, zatiaľ čo kovové a nekovové zložky odpadu vytvoria dva tekuté produkty kovovú zliatinu a trosku (vitrifikát), ktoré sa dajú ďalej priemyselne využiť. V sklovitej matrici vitrifikátu sú uzavreté prípadné nebezpečné zložky odpadov. Vitrifikát má neutrálny vplyv na životné prostredie (výsledky ekotoxicity, luhovateľnosti). Na základe viac ako dvanásťročného vývoja a praktických skúseností zo spracovania rôznych druhov odpadov boli pre priemyselné využitie navrhnuté a skonštruované plazmové reaktory v rôznych výkonových variantoch. Vo svete je plazmové splyňovanie pomerne úspešne zavádzané a využívané už niekoľko rokov. Konkurenční výrobcovia plazmových zariadení pracujú s technológiou plazmového horáka s nezávislým elektrickým oblúkom plasmatronom. Táto technológia má relatívne nízku tepelnú účinnosť, len do 0%, a preto sa pre efektívne a hlavne ekonomické využitie plazmových zariadení vyžaduje veľké množstvo spracovaného odpadu (viac ako 00 tis. ton ročne). Chemické zlúčeniny (okrem iného aj celulóza/ papier) obsahujú základné chemické prvky vodík, uhlík a kyslík. Nebezpečné látky naviac oproti týmto základným prvkom obsahujú napr. chlór a síru, pričom dôležité sú chemické väzby a usporiadanie týchto molekúl. V procese spracovania v plazme rozkladáme zložité chemické zlúčeniny na základné molekuly a prvky, nedochádza k horeniu a takto splynené látky sú čistené v zariadení na čistenie syntézneho plynu - syngasu. Efektívne je zachytávaná síra, ktorá po reakcii s vápnom vytvára sadru a chlór po reakcii s NaOH tvorí chlorid sodný (soľ). Preto je možné v plazmovom zariadení spracovávať rôzne druhy materiálov a vstupov, od dreva, cez komunálny odpad až po nebezpečné odpady. Príklady chemických zlúčenín: Celulóza: (C 6 H 0 O 5 )n PCB polychlorované bifenyly: C H 0-X Cl X Yperit: C H 8 Cl S Rozpúšťadlá: Toluén: C 6 H 5 -CH Dimetylformamid: H-C(=O)N(CH ) Dichlórmetán: CH Cl VITRIFIKÁT ENERGY ENVI GROUP SE

4 SPRACOVANIE RÔZNYCH TYPOV ODPADOV Plazmové splyňovanie dosahuje výborné výsledky pri likvidácii rôznych druhov odpadov. Najrozšírenejším typom odpadu je zmesový komunálny odpad. Z dôvodu zaistenia stabilnej produkcie syntézneho plynu a zabezpečenia minimálnej požadovanej výhrevnosti paliva je vhodné komunálny odpad najprv triediť, odstrániť z neho inertný materiál, predsušiť ho a rozdrviť. Takýto typ certifikovaného paliva získaného z komunálneho odpadu sa nazýva RDF (Refused Derived Fuel). Preto dokážeme fungovať v symbióze so súčasným trendom triedenia odpadu a využívať len odpad, ktorý sa inak ukladá na skládky. Pri splyňovaní komunálneho odpadu dosiahneme jeho zredukovanie na až 8 % z pôvodného objemu. Vyššia pridaná hodnota plazmového zariadenia je v prípade likvidácie nebezpečných odpadov. Medzi takéto odpady patria, okrem iných, nemocničné odpady. V tomto prípade pracujeme v hermeticky uzavretom cykle spracovania, s minimalizáciou možnosti kontaktu obsluhy s nebezpečným materiálom. Patentovaným systémom dávkovania, ohrievania a dezinfekcie dávkovacieho zariadenia zabezpečujeme efektívne a predovšetkým bezpečné narábanie s týmto odpadom. Ďalším typom nebezpečného odpadu, ktorý dokážeme efektívne spracovať, sú kaly produkované čističkami odpadových vôd (ČOV) a popol a škvara produkovaná spaľovňami odpadov. Po pridaní oxidu kremičitého do vstupného materiálu dokážeme všetky nebezpečné látky obsiahnuté v popole a škvare zataviť do sklenej matrice vitrifikátu. Vitrifikát je zdravotne aj ekologicky neškodný, spĺňa prísne limity na luhovateľnosť a ekotoxicitu a vitrifikovaná troska je využiteľná napr. pri výrobe vitrokeramiky z dôvodu dobrých fyzikálno-chemických vlastností. K dispozícii sú rozbory a analýzy vstupov a výstupov (vitrifikát - luhovateľnosť, ekotoxicita). Plazmové splyňovanie je vhodné aj na likvidáciu starých environmentálnych záťaží (z chemického, ropného a ťažkého priemyslu, napr. gudróny). Gudróny sú vedľajšie produkty, ktoré vznikali v minulosti pri spracovávaní ropy použitím kyseliny sírovej. Sú preto tvorené nebezpečnou zmesou uhľovodíkov a kyseliny sírovej. Práve vysoký obsah uhľovodíkov robí z gudrónov vhodné palivo do plazmového zariadenia a pri ich likvidácii dosahujeme výborné výsledky. Zároveň sú gudróny relatívne jednoducho dávkovateľné do zariadenia, ako v kvapalnej, tak aj v tuhej forme. Ďalšou možnosťou využitia plazmových zariadení je tavenie elektro odpadu a recyklácia drahých kovov. Výsledným produktom tavenia a následného spracovania zliatiny je mosadz, meď, platina alebo iné drahé kovy podľa požiadaviek koncového klienta. Alternatívne v ďalšom technologickom procese (rafináciou, elektrolýzou) je možné vyťažovať drahé kovy obsiahnuté v tejto zliatine (zlato, striebro, platina a pod.). Spracovaním železnorudných surovín vzniká obrovské množstvo prachu, úletov a odpadu. Spracovateľské spoločnosti nevedia tento odpad ďalej zužitkovať aj napriek tomu, že stále obsahuje viac ako 0% kovov. Použitím plazmovej technológie vieme uvedené množstvo kovov z tohto odpadu efektívne, účinne a ekologicky vyťažiť. Veríme, že v najbližších rokoch sa podarí zvýšiť povedomie o plazmových zariadeniach a budú vo väčšej miere využívané hlavne na likvidáciu starých záťaží a nebezpečného odpadu. Zariadenie vieme ukázať a predviesť v praxi, otestovať vzorky odpadov od klientov v prípade štandardných odpadov, urobiť analýzy a rozbory. Vždy navrhujeme komplexné riešenie na mieru pre konkrétne potreby klienta a spolupracujeme so svetovými lídrami v oblasti energetiky (SIEMENS, MAN, OPRA), čistenia plynu a vody (TREMA, VEOLIA), producentmi technických plynov (MESSER).

5 PGR PLASMA Naše plazmové zariadenie PGR pracuje na báze plazmového horáka so závislým elektrickým oblúkom a dosahuje tak tepelnej účinnosti okolo 70%, pretože plasma je formovaná priamo v reaktore prechodom dusíka cez elektrický oblúk. Takto vysoká účinnosť nám dovoľuje efektívne pracovať s výrazne nižším objemom odpadu a napriek tomu dosahovať výborné ekonomické parametre. Zariadenie PGR spĺňa vo všetkých smeroch prísne normy na ochranu životného prostredia. Plazmové zariadenie pracuje v ochrannej atmosfére dusíka (resp. argónu) bez prístupu kyslíka, takže pri procese splyňovania organických látok ako aj plastov pri vysokých teplotách okolo 800 C (v jadre plazmy je teplota až C) nedochádza k horeniu, ale k chemickému rozkladu zložitých molekúl na základné prvky (vodík, uhlík, kyslík, dusík príp. chlór a síra). Z týchto základných prvkov je po procese chladenia a čistenia tvorený vyššie spomínaný syntézny plyn. Syntézny plyn je možné energeticky využiť na produkciu elektrickej energie a tepla v energetickom bloku (spaľovací motor kogeneračnej jednotky, plynová turbína, parná turbína a pod.), alebo je možné ho skvapalňovať a syntetizovať metanol alebo extrahovať vodík. Tento unikátny spôsob likvidácie odpadov umožňuje prevádzkovať zariadenie bez komína konvenčnej spaľovne. Produkované spaliny vznikajúce až konečným spaľovaním syntézneho plynu v plynovej turbíne sú koncentráciou emisií hlboko pod hranicou limitov emisií stanovených príslušnými emisnými normami. Okrem týchto spalín sa z procesu neemitujú žiadne plynné alebo iné produkty, ktoré by životné prostredie zaťažovali. Zároveň dokáže naše zariadenie PGR pracovať v tzv. ostrovnom móde, kedy dokáže byť energeticky sebestačné a zároveň dokáže produkovať metanol alebo vodík. Zariadenie je v maximálne možnej miere konštruované v kontajnerovom prevedení. Výhodou tohto typu riešenia je výrazné zjednodušenie inštalácie zariadenia v konkrétnej lokalite a zníženie závislosti na vstupných energiách (elektrina, zemný plyn a pod.). Zariadenie môžeme, napr. po vyťažení odpadu v konkrétnej lokalite, presunúť na iné miesto (napr. likvidácia environmentálnych záťaží). V tomto prípade je potrebné prihliadať na energetický obsah spracovaného odpadu, najmä na obsah uhlíka a vodíka v odpade. Za týmto účelom je nevyhnutné poznať detailné zloženie odpadu, ktorý sa má spracovávať. V niektorých prípadoch, kedy je hlavnou pridanou hodnotou ekologické odstránenie environmentálnych záťaží (napr. spracovanie azbestu, pesticídov, gudrónov), je produkcia elektrickej energie irelevantná a je vhodné napájať celé zariadenie z distribučnej siete alebo vyrábať elektrickú energiu plynovou turbínou pre vlastnú spotrebu inými palivami (zemný plyn, kerozýn, nafta a pod.). V súčasnosti vyrábame plazmové zariadenia v troch výkonových variantoch - PGR 600, 000 a 500. Číslo za názvom označuje elektrický príkon zariadenia (600 kwh, kwh a kwh). Kapacita spracovania odpadu sa pohybuje v objemoch od 000 ton ročne (PGR 600) po cca ton ročne (PGR 00) v závislosti od konkrétneho typu odpadu, jeho výhrevnosti a zloženia. Celý systém je modulárny, tzn. že je možné kombinovať viac zariadení PGR a dosiahnuť potrebný výkonový variant na zabezpečenie spracovania požadovaného množstva odpadu. Modularita systému zároveň dovoľuje súčasne spracovať viac typov odpadu s rôznym typom dávkovania, a tým dosahovať vysokú efektivitu a krátke doby technologických odstávok (zariadenie dokáže pracovať 8000 až 800 hodín ročne). V zariadeniach PGR je možné spracovať odpady tuhé, kvapalné aj plynné, vždy je to záležitosť nastavenia dávkovania a plnenia. V energetickom bloku využívame kombináciu plynovej turbíny, parnej turbíny a jednotky s rekuperáciou tepla využívajúcej odpadové teplo z turbíny. Ako alternatívu k výrobe elektrickej energie určenej na predaj dodávame zariadenie na syntézu metanolu alebo vodíka. N₂ H₂ CO CO₂ (regulované) S, Cl, F, Hg,... 5 Výstup: Syntézny plyn Vstupný materiál (Odpad) Vstup: Dusík (Argón) - Plasmotvorný plyn Grafitová katóda Vstup: Odpad Grafitová anóda Plášť reaktora Plazmový oblúk Výstup: Troska (Vitrifikát) a zliatina ENERGY ENVI GROUP SE 5

6 VARIANTY TECHNOLOGICKÝCH CELKOV Kompletná technologická linka na spracovanie odpadov sa vždy projektuje na konkrétne typy a druhy odpadov. Základ technologického celku vždy tvorí jadro systému, ktorým je plasmový reaktor s dávkovacím systémom (dávkovanie tekutých, plynných a tuhých odpadov) a systémom čistenia syntézneho plynu, resp. úletov zo splyňovania. Podľa konkrétnych druhov odpadov sa linka vybavuje systémom drvenia a sušenia vstupného materiálu. Pri spracovaní odpadov bez obsahu organických látok (napr. azbest, inertné materiály) nie je produkovaný syntézny plyn s energetickým využitím. V tomto prípade technologická linka neobsahuje energoblok. Zariadenie v takomto režime neprodukuje žiadne plynné emisie ani tuhé odpadové produkty (schéma č. ). Pri spracovaní odpadov s obsahom organických látok (napr. RDF, plasty, gudróny) technologická linka obsahuje aj energoblok vo forme plynovej a parnej turbíny, resp. kogeneračnej jednotky. Dôraz v tomto prípade je kladený na pokrytie vlastnej spotreby elektrickej energie, prebytok produkcie môže byť využitý komerčne. V tomto režime celá technológia produkuje len emisie zo spaľovania syntézneho plynu, najmä CO₂ (schéma č. ). Alternatívou k výrobe elektrickej energie spaľovaním syntézneho plynu na komerčné účely je výroba a syntéza plynných a tekutých produktov (CO, metanol, H₂) z prebytočného syntézneho plynu. Schéma č. Schéma č. 6 Systém dávkovania materiálu (Odpadu) PGR reaktor Systém čistenia plynu Energoblok (plynová turbína)

7 PRÍPADOVÉ ŠTÚDIE Pre lepšiu ilustráciu možnosti prevádzky plazmových zariadení a ich parametrov nižšie uvádzame prípadovú štúdiu konkrétneho projektu na spracovanie RDF odpadu v objeme ton ročne, spracovanie nebezpečného odpadu v objeme 000 ton ročne a spracovanie elektro-odpadu v objeme 000 ton ročne: SPRACOVANIE RDF Technologický celok tvoria ks plazmových reaktorov PGR 500, zariadenie na čistenie syntézneho plynu, energetický blok tvorený plynovou turbínou s výkonom do 7 MWh a parnými turbínami s výkonmi spolu,5 MWh a zariadením na syntézu metanolu. Parametre inštalácie: Kapacita spracovania odpadu: ton/rok Priemerná výhrevnosť odpadu: 9 MJ/kg Produkcia elektrickej energie (brutto): 9, MWh Spotreba elektrickej energie: 5,8 MWh Produkcia elektrickej energie (netto):, MWh Produkcia technického metanolu: min. 800 litrov/hod SPRACOVANIE NEBEZPEČNÉHO ODPADU Technologický celok tvoria ks plazmových reaktorov PGR 000, zariadenie na čistenie syntézneho plynu, energetický blok tvorený plynovou turbínou s výkonom do MWh a parnou turbínou s výkonom do 0,7 MWh a zariadením na syntézu metanolu. Parametre inštalácie: Kapacita spracovania odpadu: 000 ton/rok Priemerná výhrevnosť odpadu: - MJ/kg Produkcia elektrickej energie (brutto):,7 MWh Spotreba elektrickej energie:,5 MWh Produkcia elektrickej energie (netto): 0, MWh Produkcia technického metanolu: 680 litrov/hod SPRACOVANIE ODPADU Z ELEKTRONICKÝCH ZARIADENÍ Technologický celok tvorí ks plazmového reaktora PGR 50, zariadenie na čistenie syntézneho plynu, kogeneračná jednotka s výkonom do 00 kwh a zariadením na rafináciu bronzu a medi. Parametre inštalácie: Kapacita spracovania odpadu: 000 ton/rok Priemerná výhrevnosť odpadu: do MJ/kg Produkcia elektrickej energie (brutto): 50 kwh Spotreba elektrickej energie: 0 kwh Produkcia elektrickej energie (netto): 0 kwh ENERGY ENVI GROUP SE 7

8 ENERGY ENVI GROUP SE Adresa: Václavské náměstí 86/ 0 00 Praha Česká republika Web: Mail: info@eegse.eu