EKO HYBRES Sp. z o.o.Rogoźnica , Głogów Małopolski

Elektroniczny Zakład Innowacyjno WdrożeniowyHYBRES Sp z o.o.

Rzeszów, ul Klonowa 10A

Kazimierz Zając

Destrukcja plazmowa odpadówelektrycznych i elektronicznych

• Dlaczego odpady ?• Dlaczego plazma ?• Przypadek – sympozjum naukowe (2007 r)• Wiedza w kraju ?• Wniosek do PARP - program POIG 1.4 4.1• Przetwarzanie odpadów ZSEIE• Unieszkodliwiane i odzysk surowców

pierwotnych i energii

• Czym jest plazma• Stan materii (pierwszy , czwarty ) ?• Historia plazmy • Lata 1857 - 1908• Ostatnie dekady 20 wieku – mikroelektronika

technologia półprzewodników… • 21 wiek to podstawa nowych materiałów

wykorzystywanie metod laserowych i plazmowych

Właściwości i podział plazmy

• plazma niskotemperaturową, „zimna” lub plazmą wyładowań elektrycznych, 2000 K do 30 000 K• wysokotemperaturowa, „gorąca”, wytwarzaną

podczas syntezy termojądrowej• – niskociśnieniową,• – wysokociśnieniową (termiczną).

Plazma - środowisko

• generowanego ozonu • sterylizację powietrza, wody, gleby,

powierzchni i opakowań …• usuwania mikrobiologicznych zanieczyszczeń ,• redukcji tlenków azotu z gazów spalinowych• rozkład i spalanie odpadów organicznych,• destrukcja zużytych baterii, płytek obwodów

drukowanych,

• wspomaganie reakcji chemicznych – selektywne usuwanie acetylenu z etylenu, rozkład etylenu, trichloroetylenu, octanu etylu i toluenu, wytwarzanie wodoru gazowego i sadzy poprzez rozpad węglowodorów

Plazmowa destrukcji odpadów

• Zgazowanie (1300 – 1600) C • Plazmowa destrukcja syngazu w gaz drzewny• W jednostce kogeneracyjnej odzysk energii

cieplnej i elektrycznej• Odzysk surowców (w zależności od odpadów)

Schemat instalacji

popiół (odpad)

ruszt1300-1600C1300-1600C

700-400C700-400C

śluza

ok. 800Cok. 800C

wsad

Odzysk

• Surowców – stopy metali kolorowych na bazie Cu: Brązy , mosiądze i inne• Gaz (drzewny)• Energia , cieplna , elektryczna• 1kg odpadu (ZSEiE) - ok 0,4 kW• Odpad (popioły , żużle ) ok 2%

Propozycja

• Instalacje do utylizacji odpadów komunalnych• Przerób do 1 Mg/ godz• Segregacja - metale - gruz - pozostałe do zgazowania i odzysku energii• Odpad ok 2% wsadu• Energia ok 0,6 kW/kg wsadu

Prof. Dr hab. inż. Andrzej w. JaśińskiDoradca Głównego Inspektora Ochrony Środowiska

Przewodniczący Krajowej Komisji ds. Ocen Oddziaływania na Środowisko

Członek Państwowej Rady Ochrony Środowiska

Obecny stan wiedzy w kraju

Zgazowanie - zasada• Zgazowanie to proces utleniania przy niestechiometrycznej (niewystarczającej ,wg zapisu reakcji pełnego utleniania) ilości tlenu • ideę procesu można zobrazować następującymi podstawowymi reakcjami:

C + 1/2O2 = CO + Q Q = 123,1 kJ/kmolC + O2 = CO2 + Q Q = 404,7 kJ/kmolC + CO2 = 2CO - Q Q = 159,9 kJ/kmolC + H2O (para wodna) = CO + H2 - Q Q = 118,5 kJ/kmolC + 2H2 = CH4 + Q Q = 87,5 kJ/kmol

I dwiema następczymi: CO + H2O = H2 + CO2 + Q Q = 40,9 kJ/kmol (zwiększa ilość wodoru) CO + 3H2 = CH4 + H2O + Q Q = 205,9 kJ/kmol (podwyższa wartość opałową).

Dotychczasowe wykorzystanie plazmy:

metalurgia, unieszkodliwianiem odpadów niebezpiecznych, zgazowania węgla i innych substancji, zawierających węgiel, termiczna konwersja materiału, w środowisku z ograniczoną,

ilością tlenu, w temperaturach (w łuku), przynajmniej rzędu 4000 – 7000 st. C; produkty : gaz syntezowy, oraz zeszklony żużel (witryfikat)

oczyszczanie gazów syntezowych, – boilery, turbiny gazowe lub silniki - elektryczność i ciepło; produkcja chemiczna, w tym paliwa napędowe,

wiarygodność z termodynamicznego i chemicznego punktu widzenia ,,(tworzenie modeli matematycznych pozwalających na symulowanie zmienności parametrów procesowych i znajdowanie wzajemnych ich zależności).

Technologia plazmowa charakteryzuje się: Najwyższą energią netto w przeliczeniu na tonę

odpadów komunalnych o 50% więcej niż spalanie; o 43 % więcej niż piroliza; o 29% więcej niż piroliza połączona z gazyfikacją oraz o 29% więcej niż konwencjonalna gazyfikacja), Dużą elastycznością zmian składu wsadu (węgle o

różnej zawartości siarki i granulacji; odpady komunalne; pozostałość po produkcie strzępienia pojazdów wycofanych z ruchu; koks petrochemiczny; szlamy z zakładów chemicznych oraz oczyszczalni ścieków, itp.),

c.d

Niewielkimi wymaganiami przygotowania wsadu (wieloskładnikowa z ograniczoną potrzebą rozdrabniania dyktowaną wymiarami gazyfikatora; brak potrzeby dogłębnego rozdrabniania i mielenia; bardzo szeroka tolerancja zawartości wilgoci , choć optymalne wyniki osiąga się przy niskich wartościach tego parametru),

c.d.

Niewielkimi wymaganiami przygotowania wsadu (wieloskładnikowa z ograniczoną potrzebą rozdrabniania dyktowaną wymiarami gazyfikatora;

brak potrzeby dogłębnego rozdrabniania i mielenia; bardzo szeroka tolerancja zawartości wilgoci , choć

optymalne wyniki osiąga się przy niskich wartościach tego parametru),

Dużymi możliwościami zastosowania produkowanego gazu syntezowego (np. do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej, do produkcji metanolu, wodoru, etanolu),

c.d Najmniejszym oddziaływaniem na środowisko bez składowania popiołów ; • zwitryfikowany żużel spełnia normy wymywalności i może być sprzedawany jako surowiec do budowy dróg porównywalny z bazaltem; •bardzo niska emisja do atmosfery, także dioksyn i furanów, spełniająca najbardziej wyśrubowane normy europejskie),

EKOINNOWACJE

Źródło danych: EIS 2011

Polska jest najmniej ekoinnowacyjnym państwem UE.Wynika to z niskiej innowacyjności – nie ma ekoinnowacji bez innowacji.

EKOINNOWACJE A INNOWACJE

Źródło danych: IUS 2011, EIS 2011

Dziękuję za wagę

Kazimierz Zając