curs 9_coincinerare si altele
Post on 03-Apr-2018
239 Views
Preview:
TRANSCRIPT
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 1/49
V ALORIFICAREA DEŞEURILOR PRIN CO-INCINERARE.
A LTE METODE DE TRATARE A DEŞEURILOR
Managementul deşeurilor prin tratarea acestora
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 2/49
CO-INCINERAREA Iniţiată la începutul deceniului '70
ca unul din răspunsurile la crizapetrolieră, incinerarea deşeurilor încuptoarele de ciment a devenit otehnologie complexă, bazată pe unknow-how profesional, dezvoltat de
specialişti din domeniul industrieicimentului şi al protecţiei mediului.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 3/49
DEŞEURI COMBUSTIBILE VALORIFICATE IN FABRICILE DE CIMENT
Mase plastice: 1 100 t (1%) Anvelope uzate: 16-300 t (16%)Nămol uscat provenit de la epurarea
apelor uzate: 7600 t (8%)Deşeuri combustibile periculoase: 62100 t
(61 %)
Derivaţi petrolieri: 4 100 t (4%) Rumeguş: 10000 t (10%) Total 101200 t incinerate anual
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 4/49
ALTE DEŞEURI COMBUSTIBILE VALORIFICATE IN FABRICILE DE CIMENT
Reziduuri de vopsele, diluanţi, răşinisintetice;
Uleiuri uzate neregenerabile;Reziduuri de substanţe organice de
tip:
solvenţi, alcooli, hidrocarburi lichide şi solide;
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 5/49
ALTE DEŞEURI COMBUSTIBILE VALORIFICATE IN FABRICILE DE CIMENT
În Germania se valorifică subprodusele de lacocsificarea cărbunilor superiori (gudroane,smoală), soluri contaminate prin amestec cu 70 – 80 % cărbune brun; se obţine astfel un
combustibil sintetic valorificat la calcinator; Tot Germania deţine tradiţia valorificării
anvelopelor uzate în cuptoarele de ciment(procesul a fost adaptat încă din anii 1978-1979,
la nivelul substituirii a 20 – 25 % din necesarulde căldură).
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 6/49
INCINERAREA DEŞEURILOR PERICULOASE ÎN IND. CIMENTULUI
Valorificarea / distrugerea deşeurilor înfabricile de ciment – opţiune viabilă pentrutratarea deşeurilor;
În ţări din Europa de Vest sau în SUA s-aajuns la tratarea a 30 – 40 % din cantitateade deşeuri periculoase în acest mod;
A crescut interesul şi în Australia şi Asia de
Sud – Est; În acest mod se înlocuiesc sute de mii de tonede combustibili fosili convenţionali.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 7/49
INCINERAREA DEŞEURILOR PERICULOASE ÎN IND. CIMENTULUI
Fabricile de ciment vor distrugedeşeuri, dacă procesul: este ecologic mai avantajos decât
oricare alt mod de distrugere; este in concordanţă cu planificarea
deşeurilor la nivel regional;
nu este in detrimentul altei forme degestionare, considerată ecologicsuperioară.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 8/49
F ABRICĂ DE CIMENT CARE UTILIZEAZĂ COMBUSTIBILI DE SUBSTITUŢIE DIN DEŞEURI
Utilizează deşeuri,reducândconsumul deresurse naturale;
Reduce emisia deCO2 cu peste 10%;
(CompaniaCEMEX, UK)
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 9/49
STANDARDE PT. VALORIFICAREA DEŞEURILOR PERICULOASE ÎN INDUSTRIA CIMENTULUI
Există seturi de standarde referitoarela procesarea deşeurilor combustibileîn cuptoarele de ciment, corelate cu
impactul asupra mediului;Trebuie reţinut aspectul că
valorificarea / distrugerea deşeurilor
periculoase în cuptoarele de cimentimplică impact pozitiv asupra mediuluiprin distrugerea unor cantităţiînsemnate de deşeuri în mod ecologic.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 10/49
CIMENTUL
Cimentul este produsul obţinut dupămăcinarea clincherului cu gips (3 - 5 %),cu sau fără adaosuri minerale;
Clincherul de ciment se obţine prinarderea la 14500 C în cuptor a unuiamestec de 80 % calcar şi 20 % argilă;
Amestecul la măcinare poate fi uscat“făină”, semiuscat sau umed “pastă”.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 11/49
CIMENTUL ŞI UTILIZAREA COMBUSTIBILILOR ALTERNATIVI Consumul de energie pentru procedeul uscat
este de 3200 kJ/kg clincher, respectiv de 5000 – 5800 kJ/kg clincher, pentru procedeul umed.Fixarea metalelor grele în structura
clincherului se realizează în funcţie denatura şi de concentraţia acestora îndeşeul combustibil: Pb, Zn la concentrații de 500 – 600 ppm se
fixează în proporție de 99.9%,gazele acide cu conţ. de HCl, SOx, se fixează
în clincher în prop. de 75 -99%,iar S, la un conţ. max. de 4,5 % se fixează în
proporție de 98%.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 12/49
CUPTORUL DE CIMENT
Instalaţia de ardere pentru cuptorul careutilizează combustibili alternativi, secompune din:
turnul de preîncălzire al făinii crude (alcătuit din 4 – 5 cicloane etajate); reactorul de decarbonatare (calcinatorul); cuptorul rotativ scurt.
Materia solidă circulă în contracurent cu gazele deardere;
Combustibilul se introduce în arzătorul calcinatoruluişi în arzătorul principal.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 13/49
CUPTORUL DE CIMENT
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 14/49
Acest procedeu diminuează consumul de căldură,măreşte durata de exploatare a cuptorului şiflexibilitatea acestuia, în raport cu tipulcombustibilului utilizat.
În cuptorul rotativ, odată cu creşterea temperatur ii, semăreşte cantitatea de calce legată chimic, iaramestecul se topeşte parţial la 14500C;
Prin răcire parţială în cuptor şi desăvârşită în răcitor,rezultă clincherul.
Energia mare de activare a compuşilor poluanţi cu
conţinut de Cl, S şi metale grele, rezultaţi dindisociere termică este factorul determinant alinteracţiei acestora cu silicaţii şi aluminaţii dincompoziţia amestecului în curs de sinterizare.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 15/49
ECHIPAMENTE DE DEPOLUARE PENTRU CUPTORUL DE CIMENT
Electrofiltre eficiente - asigură colectareapulberilor evitarea deşeurilor secundaredeoarece pulberea colectată poate fi
reintrodusă în cuptor sau poate fivalorificată în lucrări rutiere (lastabilizarea pământurilor);
Cuptorul rotativ de obţinere a clincherului
prezintă parametrii funcţionali capabili săpermită distrugerea cvasi-totală acompuşilor cu potenţial poluant pentruatmosferă.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 16/49
PROFILE DE TEMPERATUR Ă ÎN CUPTORUL DE CIMENT
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 17/49
DISTRUGEREA NOXELOR ÎN CUPTORUL DE CIMENT Regimul termic impus de temperatura de clincherizare de
14500 C, ceea ce necesită o temperatură teoretică a flăcăriide cca. 20000 C;
Transferul de căldură, definit de profilul termic al arderiişi de masă intensificat de: Deplasarea în contracurent gaz – solid; Durata relativ mare de retenţie a gazelor de ardere în cuptor la
temperaturi ridicate (3 – 5 secunde); Lipsa reziduurilor solide (cenuşi); Existenţa unui sistem electrostatic eficient de desprăfuire
a noxelor emise; Flexibilitatea de adaptare tehnologică – concretizată în
anularea efectelor nefavorabile ale combustibililoralternativi asupra calităţii cimentului şi eficienţeiprocesului.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 18/49
G AZELE DE ARDERE ÎN CUPTORUL DE CIMENT
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 19/49
F ACTORI LIMITATIVI:
Investiţii de capital considerabile; Dificultăţi în circulaţia materialelor în zonele
de preîncălzire şi calcinare (necesită instalarede ventilatoare bypass);
O diminuare a randamentului termic; Influenţa negativă a compuşilor cu Cl şi S
asupra calităţii clincherului; Coroziune accelerată a căptuşelii refractare; Sisteme performante de filtrare pentru
reţinerea emisiilor gazoase (inclusiv epurarecatalitică a gazelor de ardere); Gestionarea deşeurilor de bypass.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 20/49
LIMITELE MAX (MG/KG) ALE SUBSTANŢELOR POLUANTE DIN DEŞEURILE COMBUSTIBILE VALORIFICABILE ÎN IND. CIMENTULUI
Element / Substanţă Combustibil desubstituţie
Materie primă desubstituţie
Aditivi de măcinare
As 15 20 30Sb 5 1 5
Ba 200 600 1000
Be 5 3 3
Pb 200 50 75
Cd 2 0,8 1
Cr 100 100 200
Co 20 30 100Cu 100 100 200
Ni 100 100 200
Hg 0,5 0,5 0,5
Se 5 1 5
Ag 5 - -
Tl 3 1 2
V 100 200 300Zn 400 400 400
Sn 10 50 30
F (anorg) - - -
Cl (anorg) - - -
Br (anorg) - - -
S - - -
Substanţe organice - Nu sunt prevăz valoristandard Se utiliz proceduri speciale dacae susceptibilă prezenta subst
Subst. f. toxice (PCB, dioxine) - - -
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 21/49
A VANTAJE ECOLOGICE
Gestionarea deşeurilor periculoase prinvalorificarea în cuptorul de ciment este oopţiune considerată prietenoasă pentru mediu,conjugată permanent cu investiţiile
tehnologice de capital şi calitatea cimentului.Directiva europeană privind incinerarea
deşeurilor stipulează că se impune o staţionarede min. 2 secunde la 8500 C pentru ardereacompletă a deşeurilor neclorurate, iar în ind.
cimentului gazele de ardere au temperaturi depeste 12000C timp de 5 – 7 secunde, când toatesubstanţele organice se distrug, prindescompunere în constituenţi netoxici (CO2 ,H2O sub formă de vapori);
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 22/49
A VANTAJE ECOLOGICE Caracteristic pentru cuptorul de ciment
este valoarea ridicată a Factorului deEficienţă a Distrugerii şi Îndepărtării
(DRE) pentru cei mai periculoşi compuşiorganici policloruraţi, benzofurani (PCDF)sau dibenzodioxine (PCDD) – 99,9995 %.
Datorită excesului de CaO (dat. rap. masic
calcar/argilă = 80/20), cuptorul de cimentfuncţionează ca un imens scruber cu gazcare neutralizează Cl2 şi SOx provenite dinmateriile prime.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 23/49
A VANTAJE ECOLOGICE În cursul arderii materiilor prime, la contactul
cu gazele care conţin pulberi cu metale grele areloc procesul de fixare al acestora în fazele solideale clincherului.
Utilizarea în cuptorul de clincher a deşeurilorcombustibile permite o reciclare completă aenergiei, la un randament maxim.
Substituirea combustibililor fosilineregenerabili este favorabilă diminuăriidezechilibrelor ecologice.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 24/49
A VANTAJE ECOLOGICE
S-au făcut studii comparative pecimenturi obţinute prin procedeulconvenţional sau prin utilizarea
deşeurilor ca şi combustibil de substituţie,prin teste de levigare;Rezultatele obţinute au situat
concentraţiile de metale grele după testele
de levigare (pentru cimenturile rezultatedin procesul ce utilizează combustibil dindeşeuri), sub limitele admisibile pentrumediul înconjurător;
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 25/49
RECUPERAREA ENERGIEI SI MATERIEI PRIN VALORIFICAREA / DISTRUGEREA DESEURILOR IN CUPTOARELE DE CIMENT
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 26/49
CRITERII DE UTILIZARE A COMBUSTIBILILOR DERIVAŢI DIN DEŞEURI
Compoziţia chimică – respectă reglementăriledin standardele relative la asigurareaprotecţiei mediului;
Puterea calorică – constantă pentru a permitecontrolul temperaturii în cuptor (obiectiv bazatpe omogenitatea combustibilului desubstituţie);
Starea fizică - prin care se asigură alimentareaadecvată a combustibililor alternativi în cuptorsau calcinator, conform parametrilor tehnici ai
acestora.
Etapele procesului de recuperare-reciclare a deşeurilor combustibile
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 27/49
Deşeu industrial
combustibil
Lichid Pasta Solid
- Autorizaţie de utilizare
- Analize fizico – chimice
- Pretratare prin:
Volatilizare,
concentrare,
(centifugare, filtrare)
Filtrare Mărunţire
clasare
- Amestecare – omogenizare (sub control)
- Depozitare (protecţie la foc si explozie)
- Transport la fabrica de ciment (control operaţie)
- Stocare la fabrica de ciment (control protecţie foc şi explozie)
- Arderea (controlul randamentului)
Etapele procesului de recuperare-reciclare a deşeurilor combustibile
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 28/49
INFLUENŢA COMBUSTIBILILOR ALTERNATIVI ASUPRA CALITĂŢII CLINCHERULUI
Puterea calorică este esenţială pt că determinătemperatura de ardere şi influenţează indicii deproducţie şi consum specific de căldură;
Cenuşa rezultată în procesul de ardere, fiind integratăîn clincher necesită limitarea la o proporţie de max.12-15 %, în condiţiile compatibilităţii chimice şimineralogice cu compoziţia modulară a clincherului;
Conţinutul de COV – determină timpul şi viteza deardere; limitat la 18 – 20 %;
Conţinutul de S influenţează microstructuraclincherului, timpul de priză şi rezistenţa cimentului;limitarea la sub 4 % SO3 în amestecul brut fierbinte;
Conţinutul de Cl – modifică comp. clincherului cuefecte negative asupra rezistenţelor mecanice; limitatsub 5 %.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 29/49
LIMITAREA EMISIILOR ATMOSFERICE
Poluanţi Concentraţia (mg/Nm3)
Pulberi totale 30
HCl 10
HF 1
NOx 0,05
Hg 0,05
Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V
0,5
Dioxine şi furani 0,1 ng/Nm3
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 30/49
IMPLICAŢII TEHNICO - ECONOMICE Evaluarea şi corectarea costurilor investiţiei pe
termen lung; Cointeresarea fabricilor de ciment, prin
asigurarea de avantaje economice şi fiscale care să
ducă la recuperarea rapidă a investiţiilor; Acordul organismelor de mediu; Flexibilitate tehnologiei de recuperare a unor
resurse locale şi a unor deşeuri combustibile; Disponibilitatea locală a unor deşeuri combustibile
susceptibile de a fi recuperate pe bazacompatibilităţii lor cu procesul tehnologic defabricare a cimentului.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 31/49
IMPLICAŢII ECOLOGICE
Gradul de purificare chimică a gazelor de ardere estemai important în echipamentele de depoluare aleincineratoarelor ecologice (filtre absorbante,scrubere de spălare a gazelor etc.)
Cuptorul de ciment funcţionează la temperatur i mai
ridicare decât cele considerate economice înincineratorul de deşeuri, motiv pentru care dotareacu echipamente de depoluare nu este necesară decâtîn cazul utilizării unor combustibili cu caracteristicitoxice extrem de agresive.
Cuptorul de clincher distruge, prin regimul termic,compuşi toxici periculoşi cum sunt:
PCB (policlorbifenili), TCB (triclorbenzen),PCDF (policlordibenzofuran),
PCDD (policlordibenzodioxina).
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 32/49
IMPACTUL ASUPRA MEDIULUI
Emisiile gazoase au o compoziţie determinată în modhotărâtor de: fluxul tehnologic, compoziţia materiilor prime, procesarea clincherului şi
eficacitatea sistemului de electrofiltre; Concentraţia metalelor grele rezultată la emisie este sublimitele admise;
Emisiile de dioxine şi furani – acestea sunt distruse deacţiunea catalitică a metalelor grele şi performanţa
procesului (temperaturi ridicate); Ecobilanţul emisiilor de CO2: emisiile de CO2 sediminuează prin valorificarea deşeurilor în cuptoarele deciment (relevante la arderea deşeurilor din materialeplastice);
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 33/49
IMPACTUL ASUPRA MEDIULUI
Reziduuri solide inexistente; Se valorifică atât conţinutul de energie, cât şi
cenuşa prin înglobarea ei în clincher. Toate elementele toxice periculoase trec din
deşeu, via ciment în beton; S-a stabilit că din betonul astfel obţinut, metalele
grele nu sunt susceptibile să migreze în mediu; Clincherul are capacitatea de a bloca fizico-
chimic metalele grele, deci migrarea lor în mediu; Impactul asupra celorlalţi factori de mediu (apa,
sol, subsol, biodiversitate) este neglijabil. Economia de energie este mare (se pot economisi
sute de mii de tone de combustibili fosili);
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 34/49
ALTE METODE DE TRATARE A DEŞEURILOR
Piroliza produşii formaţi şi utilizarea lor Gazeificarea utilizarea gazelor produse
Compostarea deşeurilor Digestia anaerobă
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 35/49
PRINCIPALELE DIFERENŢE DINTRE PIROLIZĂ, GAZEIFICARE ŞI INCINERARE
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 36/49
PIROLIZA Piroliza este degratarea termică a deşeurilor organice în
absenţa oxigenului pentru a produce unii produşi utiliîncarbonificaţi, ulei şi gaze combustibile. Cantitatea de produşi utili rezultată depinde de
condiţiile de proces, în special de temperatură şi rata de
încălzire. Procesul de piroliză se desfăşoară în absenţa oxigenului,
(deșeurile sunt descompuse într-un reactor pe parcursulcâtorva ore)
Piroliza “rupe” catenele lungi ale moleculelor organice(celuloză, lignină, cauciuc, diverşi polimeri ai plasticului,producând molecule cu catene scurte ce formează uleiuri,cărbune, gaze caracteristice.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 37/49
Piroliza utilizează temperaturi relativ scăzute 400 -800 grade C
Uleiurile derivate au compoziţii complexe şi variateputând fi utilizate ca furnizori de chimicale. Au odensitate energetică mare, adică un conţinut deenergie mult mai ridicat per unitatea de greutate,decât a deşeurilor.
Produsul solid încarbonificat rezultat este utilizatca şi combustibil solid sau ca şi cărbune negru saucărbune activ.
Gazele rezultate au conţinut caloric mediu spre
ridicat, având o energie suficientă pentru a furnizaenergia necesară cerută de uzina de piroliză.(Bridgwater and Bridge 1991).
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 38/49
COMPARAȚIE PIROLIZĂ - INCINERARE Volumul deșeurilor se reduce la cca. 40 %, față de
incinerare, unde se reduce 10-30 %; Proporția gayelor de piroliză este de 10-20 % din
cantitatea gazelor rezultate de la incinerare (importantpentru epurarea gazelor);
Din capacitatea energetică a deșeurilor cca. 2/3 estefolosită pentru funcționarea instalațiilor, restul de 1/3fiind disponibilă pentru utilizări ulterioare;
Piroliza are avantajul că produsele obținute pot fi
stocate (deși combustibilii gazoți au limite deînmagazinare).
Randamanetul global al procedeului trebuie sădetermine sistemul cu cele mai mari avantaje, ținând
cont și de construcția instalațiilor.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 39/49
GAZEIFICAREA Principiul de bază: obținerea din deșeu a unui material
combustibil brichetat utilizat ulterior într-un gazogen pentruproducerea de combustibil gazos, ce poate fi utilizat, apoi,într-un motor termic ce va acționa un generator electric.
Caracteristicile brichetelor obținute: Nu au miros; Nu conțin și nu elimină umiditate sau efluenți lichizi; Nu fermentează, deci nu emit biogaz; Nu sunt biodegradabile; Nu sutn atractive ca grană pentru animale; Reprezintă un combustibil neconvențional de bună calitate.
Puterea calorică a materailului brichetat estimată la cca.3200 kcal/kg (egală cu puterea calorică a brichetelor derumeguș, fără adaos de liant).
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 40/49
GAZEIFICAREA
Caracteristicile necesare pentru instalația de gazeificare: Cantitate de deșeu tratat: 65000 tone/an; Perioadă normală de funcționare: 310 – 330 zile /an; Regim de lucru non-stop între opririle de întreținere (aprox.
3/an). Prelucrarea anterioară a deșeului:
stocare; mărunțire; deferizare uscare (până la cca. 12 %, de la cca. 42 % inițial) agentul de uscare este un amestec de aer cu gaze de ardere
din motor , cu temperatură de 250 – 300 0C;
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 41/49
INSTALAȚIA DE GAZOGEN
Brichetarea se realizează prin compactarea deșeuluifără adaos de liant;
Instalația de gazogen produce gaze combustibile pebaza unui combustibil solid bogat în carbon, respectiv
pe baza brichetelor de deșeu menajer. Procesul de gazeificare se desfășoară într-un reactor cu
pat fix și grătar conic rotativ. Agentul de gazeificare este cosntituit din aer și abur,
obținându-se un gaz mixt.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 42/49
Pentru gazeificare se asigură o cantitate limitată de
oxigen, a.î. să nu aibă loc combustia completă; seproduce CO şi H2.
Oxigenul pentru gazeificare este alimentat sub formăde aer, vapori sau oxigen pur.
În procesul de gazeificare oxigenul reacţionează latemperatura ridicată cu carbonul disponibil dindeşeuri pentru a produce gaze de reacţie, cenuşă şigudron.
Combustia parţială produce căldură şi reacţiaexotermă produce un gaz combustibil cu valoarecalorifică medie.
Temperatura de operare este de 800 – 1100°C cu aergazeificat şi1000 – 1400 °C cu oxigenul.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 43/49
Valoarea calorică a gazelor produse este mai mică pentrugazeificarea cu aer de cca. 4 – 6MJ/m3, şi medie, de cca.10 – 15 MJ/m3 for pentru gazeificarea cu oxigen.
(Bridgwater and Evans 1993). Utilizarea produselor gazoase se face, adesea, direct prin
combustie într-un cazan de tip boiler sau tip cuptor.Energia sub formă de căldură este utilizată pentru
căldura de proces sau pentru producerea aburului pentrugenerarea de electricitate. Caracteristicile sistemului de gazeificare, compoziţia
deşeurilor şi condiţiile operaţionale pot să genereze o
creştere a cantităţii de gudroane, gaze hidrocarbonatice şicărbunoase; acestea sunt produse ale gazeificăriiincomplete a deşeurilor.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 44/49
PRINCIPALELE REACȚII DE GAZEIFICARE
2 C + 2O2 → 2CO2 2 C + O2 → 2CO 2CO2 + 2C 4 CO
C + H2O → CO + H2
C + 2H2O → CO2 + 2H2
Sau echivalent funcție de temperatură: CO + H2O CO2 + H2 ± 11 000 kcal
De asemenea: C + 2 H2 → CH4
CO + 3 H2 → CH4 + H2O
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 45/49
PRINCIPALELE REACȚII DE GAZEIFICARE
Unele reacții sunt exoterme, altele endoterme, însă,global, în procesul corect de formare a gazului mixt,mecanismul de producere este:
C + O → CO + 29280 kcal C + H2O → CO + H2 – 28120 kcal
Se observă că există procesul este ușor exoterm,așadar, în condițiile unei eficiente izolări termice,procesul este autoîntreținut, nefiind necesar aportexterior de căldură.
Volumul teoretic de aer este 0.826 m3 de gaz mixt, iar
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 46/49
Volumul teoretic de aer este 0.826 m de gaz mixt, iarraportul abur / aer este de 0,2 kg abur / m3 aer.
Schema de lucru pentru 1 m3 de gaz mixt: 0.826 m3 de aer; 0.165 kg de abur;
Gazul produs va avea următoarea compoziție: H2 17 – 21%
CO 23- 27 % CO2 5-10 % N2 45 – 50 % H2S 0.1 – 0.2 %
CH4 0.5 – 0.8 % Alte hidrocarburi 0.2 – 0.5 %
Gazul este eliminat la o temperatură medie de 300 – 4000C, la o presiune de 300-500 mm CA și are puterea calorică
inferioară de cca. 1350 kcal/N m3
.
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 47/49
Schema dezonare șiregimul de
temperaturi agazogenului
7/29/2019 Curs 9_coincinerare Si Altele
http://slidepdf.com/reader/full/curs-9coincinerare-si-altele 48/49
SISTEMUL DE COGENERARE Este alcătuit dintr-un motor termic cu ardere internă ce
funcționează cu combustibil gazos de tip gazogen, cuplatdirect la un generator electric trifazat. Gazele de ardere fierbinți, rezultate de la eșapamanentul
motorului sunt introduse într-un cazan de abur de tip
recuperator și apoi în sistemul de uscare al deșeurilor cutambur rotativ.
Caracteristici principale ale sistemului de cogenerare: Putere mecanică utilă 2600 kW;
Putere termică primară maximă 8700 kW Putere calorică a combustibilului 1340 kcal/Nm3
Consum de combustibil gazos 4600 Nm3/h Putere electrică furnizată 2500 kW Eficiență de producere a energiei electrice 34%.
top related