technologie

TECHNOLOGIE PYROLÝZNÍHO ZPRACOVÁNÍ ODPADU

Princip a popis technologie.

Pyrolýzní linka Pyrolýza je fyzikálně-chemický děj, který řadíme do skupiny termických procesů. Pyrolýzou je míněn termický rozklad organických materiálů bez přístupu oxidačních médií jimiž jsou O2, H2O. Pyrolýza odpadních materiálů je exotermický proces, jehož podstatou je ohřev materiálu nad mez termické stability přítomných organických sloučenin, což má za následek štěpení vysokomolekulárních látek až na stabilní nízkomolekulárních produkty a tuhý zbytek. Tento termický proces při němž roste míra neuspořádanosti systému (entropie), probíhá v oblasti teplot 120 – 1200 °C.  Tento fakt platí obecně pro všechny organické látky, bez ohledu na to zda vznikly "přírodním" procesem jako biomasa nebo procesem syntetickým (umělým) jako plasty, či pryže. Zásadní výhodou tohoto postupu je, že k rozkladu dochází při nedostatku kyslíku a tím je omezena tvorba polychlorovaných dibenzo - dioxinů resp. furanů.Dále při pyrolíze přecházejí problematické prvky jako chlor ,síra na odpovídající sloučeniny s vodíkem.

Průběh chemických reakcí při pyrolýze může být cíleně ovlivněn ,protože závisí na těchto faktorech.

Kvantitativní rozdělení a kvalitativní složení produktů určují následující faktory:

  • Chemické složení,obsah vody a velikost částic vstupního materiálu
  • Provozní  teplota ,doba ohřevu, doba zdržení ,tlak, plynná atmosféra, katalycké účinky přítomných látek
  • Z kvalitativní a kvantitativní závislosti vyráběných produktů na teplotě vyplývá že se stoupající teplotou 550-850C stoupá podíl uhlíku a plynu a klesá podíl kapalných uhlovodíků
  • Se stoupající teplotou se zvyšuje tvorba sazí a tím roste obsah uhlíku v tuhém zbytku.
  • Podíl parafínů nafténů v uhlovodících se snižuje. Oproti tomu se zvyšuje podíl aromátů.

Jelikož rozměry materiálů, které jsou určeny k pyrolyzé, často nevyhovují velikostí, jenž se dávkují při pyrolýzních procesech, musí být tento materiál nadrcen na správnou granulometrii, která závisí na velikosti pyrolýzní jednotky. Požadovaná velikost zrna materiálu pro pyrolýzní jednotku o výkonu 1000 kg hodinově je  20-35 mm z důvodu snadnější prostupnosti teploty materiálem, avšak problémy nečiní ani větší zrna o velikosti 40  – 50 mm. Platí, že čím větší je granulometrie materiálu, tím nižší jsou náklady za nadrcení materiálu. Naopak větší granulometrie prodlužuje proces rozkladu a zvyšuje náklady.

Doba  zdržení materiálu v aktivní zóně retorty, od 3 do 99 minut.

Ohřev retorty je zajištěn pomocí  elektro ohřevu regulovatelném výkonu cca 300kW tento výkon umožní dosažení maximální provozní teploty až 950°C. Celkový příkon pyrolýzní jednotky cca 400kW/1000kg/ materiálu/ Materiál je v pyrolýzní peci rozkládán na pevný uhlíkový zbytek, který je jímán do popelového dopravníku. Plynná fáze, je odváděna potrubím z retorty do výměníku tepla a dále je vyčištěn v chemické pračce a následně pomocí dmychadla jímán do plynojemu. Vyčištěný plyn je využíván pro spalováním v hořácích, nebo pro výrobu elektrické energie v kogeneraci pístovým spalovacím motorem nebo plynovou turbínou. Kapalná fáze je jímána pod chladičem  plynu.

Celá pyrolyzní jednotka je řízena pomocí hlavního počítače z velínu, který reguluje rychlost procesu v závislosti na požadovaném výstupu, teploty a tlaky ve všech místech pyrolýzní jednotky, reguluje pohony a archivuje data pro následné vyhodnocování a diagnostiku stavu zařízení.

Výhody technologie.

Pyrolyzní jednotka byla zkonstruována za účelem efektivního odstranění polymerních materiálů a odpadů, které stále více zatěžují životní prostředí a jejichž likvidace je ekonomicky i efektivně náročná.

Výhody pyrolýzní jednotky jsou nesporně ekologické (jak z hlediska ochrany ovzduší, tak i z hlediska zkvalitnění jednotlivých složek ŽP), ekonomické a v neposlední řadě energetické.

Výhody pyrolyzy:

  • Snížení emisí v ovzduší oproti klasickému oxidačnímu spalování.
  • Nemá negativní vliv na ostatní složky životního prostředí
  • Účinná forma změna odpadu na surovinu.
  • Energetická nezávislost pyrolýzního zařízení       
  • Možnost využití zbytkového tepla.
  • Univerzálnost vstupních surovin.
  • Ekologický a bezodpadový proces s minimem emisí.
  • Široká rozmanitost vstupů a ovlivnitelná forma výstupů.
  • Dvakrát vyšší účinnost ve srovnání se spalovnami
  • Řízená pracovní atmosféra (tlak, teplota, plyn)
  • Pyrolyzní jednotka je energeticky soběstačná
  • Čištění plynu oproti čištění spalin ve spalovnách odpadů znamená čistit 8 krát menší objem plynu.

Schrnutí požadavků na materiál pro pyrolýzní jednotku

Vstupní materiál: materiál označený jako TAP  vlhkost do 20% optimum do 10%

Zrnitost materiálu cca 35mm
Složení PET max do 15%
PVC max do 5%

toto složení je možno upřesnit na základě pyrolýzní zkoušky

Odhad bilance vstupní suroviny /TAP/Množství 8000t/rok
Odhad využitelné energie odhad 14MJ/kg 30 000MWh/rok

Návrh parametrů pyrolýzní linky

množství 1000kg /hod
provoz 24hod /den, 330dní v roce
8000t/rok
zrnitost 35mm
vlhkost do 10%
teplota předpoklad 550-850C

optimální vlhkost je do 10%

Provoz pyrolyzní jednotky s důrazem na využití plynné frakce a tuhého zbytku se zredukuje objem TaPu na cca 25% celkového objemu 8000t/rok na 2000t/rok 

Dle zkušeností podíl tuhého zbytku cca 5-25% složení cca 50%uhlíku a 50 popeloviny výhřevnost  17-18MJ/kg

Podíl plynné frakce do 73-85% výhřevnost 16-20MJ/m3

Podíl kondenzátu cca 2-3% při teplotách cca 700C

Předpoklad výkonu linky 1000kg/hod o výhřevnosti TAP 14MJ/kg 8000t/rok

energie využitelná 30 000MWh

Příkon pyrolýzní linky cca 400kW/hod -3840MW/rok vlastní spotřeba

Využitelná energie  26160MWh/rok

Přenos do ele. energie cca 40%  *2400Kč za MWh 20 000 000Kč
teplo *200Kč/GJ 9 000 000Kč
Suma 29 00 000Kč/rok

Tento odhad technických parametrů a výkonu je potřeba ověřit při provozní zkoušce .

Předpoklad výkonu linky pro pneu drť 1000kg/hod o výhřevnosti  33MJ/kg 8000t/rok

energie využitelná 72 000MWh

Příkon pyrolýzní linky cca 400kW/hod -3840MW/rok vlastní spotřeba

Využitelná energie  68 160MWh/rok

Přenos do ele. energie cca 40%  *2400Kč za MWh 47 000 000Kč
teplo *200Kč/GJ 21 000 000Kč
Suma 68 000 000Kč/rok

Tento odhad technických parametrů a výkonu je potřeba ověřit při provozní zkoušce .


Agro cs Procon logo mpzp