Integrlt Szennyezs-megelzs s Cskkents (IPPC)

Referencia dokumentum az elrhet legjobb technikkrl tmrtvny a hazai sajtossgok figyelembe vtelvel

Az veggyrts

veggyrts

2

TARTALOMJEGYZK

1 A BAT defincija (IPPC-direktva, 96/61/EC, 1996. Szept. 24.) 4

2 Az vegipari technikk s azok krnyezeti hatsainak ismertetse 5

2.1 Az veggyrts alapanyagai 5

2.2 Az olvaszts s az alkalmazott kemence-tpusok 5

2.3 Az veggyrts felosztsa termkek szerint; az egyes termkek gyrtsa sorn fellp krnyezetszennyezs. 7

2.3.1 blsveggyrts 7

2.3.2 Skveg-gyrts 9

2.3.3 Hztartsi vegek gyrtsa 9

2.3.4 Klnleges vegek gyrtsa 10

2.3.5 veggyapot- s svnygyapot-gyrts 10

2.3.6 Kermiaszl gyrtsa 12

2.3.7 vegfritt-gyrts 13

3 Az j technikk bevezetsnek lehetsgei az vegiparban 15

3.1 A kemencekonstrukci s az olvasztsi technolgia megvlasztsa 15

3.2 A nyersanyagokkal s a nyersanyag-keverkkel sszefgg technolgik megvlasztsa 17

3.3 Az olvasztsbl szrmaz levegszennyezs cskkentse 18

3.3.1 A porkibocsts cskkentsnek lehetsgei 18

3.3.2 Az NOx kibocsts cskkentsnek lehetsgei 24

3.3.3 Az SOx kibocsts cskkentsnek lehetsgei 35

3.3.4 A fluoridok (HF) s kloridok (HCl) cskkentsnek lehetsgei 38

3.3.5 A szn-dioxid (CO2) s a szn-monoxid (CO) cskkentsnek lehetsgei 38

3.4 A nem olvasztsbl szrmaz levegszennyezs cskkentse 39

3.4.1 Az emisszi-cskkents lehetsgei az blsveggyrtsnl 39

3.4.2 Az emisszi-cskkents lehetsgei a Skveg-gyrtsnl 39

3.4.3 Az emisszi-cskkents lehetsgei a hztartsi s egyb (klnleges) vegek gyrtsnl 39

3.4.4 Az emisszi-cskkents lehetsgei az veg- s svnygyapot gyrtsnl 40

3.4.5 Az emisszi-cskkents lehetsgei a kermiaszl gyrtsnl 44

3.4.6 Az emisszi-cskkents lehetsgei az vegfritt-gyrtsnl 44

3.5 A vzszennyezs cskkentse 44

3.6 Egyb hulladkok cskkentse 45

veggyrts

3

3.7 Az energiafelhasznls cskkentse 45

4 BAT-nak tekinthet technikk az vegipar egyes terletein 48

4.1 blsveggyrts 49

4.2 Skveg-gyrts 50

4.3 Hztartsi vegek gyrtsa 51

4.4 Klnleges vegek gyrtsa 52

4.5 veggyapot- s svnygyapot-gyrts 53

4.6 Kermiaszl gyrtsa 56

4.7 vegfritt gyrtsa 56 4.8 Vzszennyezs a gyrtsok sorn 57

4.9 Egyb hulladkok a gyrtsok sorn 57

5 Kifejleszts alatt ll, krnyezetkml vegipari eljrsok 59

5.1 Alacsony NOx kibocsts gk 59

5.2 Az oxigntzels tovbbfejlesztse 59

5.3 A keverk s cserp elmelegtse 59

5.4 A keverk-sszettel megvltoztatsa 59

5.5 Integrlt fritt-olvaszts 60

5.6 A fstgz visszavezetse a lngba 60

5.7 Redox-szablyozs az olvasztsnl 60

5.8 j kemence-konstrukcik 60

5.8.1 A SEG olvaszts 60

5.8.2 Az AGM olvaszts 61

5.8.3 vegolvaszts plazmval 61

veggyrts

4

1 A BAT defincija (IPPC-direktva, 96/61/EC, 1996. Szept. 24.)

A legjobb elrhet technikn rtendk azok a hatkony, fejlett eljrsok s mdszerek, amelyek lehetv teszik a szennyezs-kibocsts elkerlst, illetve amennyiben ez nem lehetsges a cskkentst, azaz vgeredmnyben a krnyezetet mint egysges egszet r kros hatsok cskkentst.

A legjobb kifejezs itt a krnyezet egsznek vdelmt clz eljrsok s mdszerek lehet legmagasabb hatkonysgra utal.

Az elrhet kifejezs az adott technolgia olyan mrtk mszaki s gazdasgi kivitelezhetsgt s fejlettsgt jelenti, amely lehetv teszi annak ipari bevezethetsgt. A dnts sorn figyelembe kell venni az eljrs kltsg s eredmny viszonyait, valamint azt, hogy az adott technolgia alkalmazsa az EU-n bell trtnik, vagy sem, azaz hogy sszessgben sszer keretek kztt lehetsges-e az eljrs bevezetse.

A technika kifejezs itt az eljrsban hasznlt technolgit, illetve az zem munkafolyamatainak, tervezsnek, felptsnek, karbantartsnak s mkdsnek a jellemzit jelenti.

Az elrhet legjobb technikk alkalmazst az egysges krnyezethasznlati engedlyezsi eljrs kveteli meg, amely a 96/61/EK IPPC kzssgi irnyelv hazai jogrendbe val tvtelt hvatott biztostani.

A legjobb elrhet technikk alkalmazsa nem rhat el, hanem csak ajnls, mert a hatlyos jogszablyok s EU kvetelmnyek mellett figyelembe kell venni a helyi krlmnyeket, a krnyezet llapott, az iparg fizetkpessgt is.

veggyrts

5

2 Az vegipari technikk s azok krnyezeti hatsainak ismertetse

2.1 Az veggyrts alapanyagai Az vegipart a sokfle nyersanyag, ftanyag, valamint a termkek igen nagy vlasztka jellemzi. A nyersanyagok tbbsge bnyszott, termszetben elfordul anyag, kisebb rszben ipari termk, de szinte kizrlag por alak anyag. Ezen anyagokat vaston, vagy kzton szlltjk az veggyrakba, ahol ltalban silkban troljk.

A fbb nyersanyagok a kvetkezk:

vegkpz anyagok: kvarchomok, sajt ill. idegen vegcserp Mdost anyagok: szda, mszk dolomit, fldpt, nefelin szienit, klium-karbont,

folypt, alumnium-oxid, cink-oxid, lom-oxid, brium-karbont, bazalt, ntrium-szulft, kalcium-szulft, gipsz, brium-szulft, ntrium-nitrt, klium-nitrt, brax, colemanit, antimon-oxid, arzn-trioxid, kohsalak.

Sznez anyagok: vas-oxid, vas-kromit, kobalt-oxid, szeln, cink-szelenit. Az veg kmiai sszettele igen vltozatos: a termkkel szemben tmasztott kvetelmnyek, az olvasztsi technolgia s az alkalmazott ftanyag fggvnye. A receptra szerint bemrt anyagokat kevergp keveri ssze, ezt a keverket szlltjk az olvasztkemenchez, s megfelel adagolgp juttatja be azt a kemencbe. A nyersanyagok szlltsa, trolsa, bemrse, a keverk szlltsa s a kemencbe trtn beadagolsa jelents porkpzdssel jr.

2.2 Az olvaszts s az alkalmazott kemence-tpusok A keverk megolvasztsa az veggyrts leginkbb krnyezetszennyez mvelete. Az olvasztsi hmrsklet igen magas, ltalban 1300-1500 oC tartomnyba esik. Az olvaszts sorn bonyolult fizikai s kmiai folyamatok jtszdnak le, mikzben por s klnbz gzok kpzdnek illetve tvoznak a kemencbl. A kemencbe beadagolt keverk elszr kiszrad, majd a hidrtok, karbontok, nitrtok s szulftok bomlanak el, mikzben vzgz, szn-dioxid s kn-dioxid kpzdik. Ennek kvetkeztben a kpzd olvadt veg a beadagolt keverk trfogatnak mindssze 35-50 %-a. A megolvadt veg az olvaszts kvetkez fzisban tisztul (a keletkez gzbuborkok tvoznak, az esetleg mg olvadatlan rszek feltrdnak ill. megolvadnak) s homogenizldik. Ezt a tisztulst megfelel adalkokkal elssorban szulftokkal gyorstjk. A letisztult, mg nagyon meleg vegolvadkot megfelelen kialaktott kemence-rszben (kidolgoz- ill. munkakd), majd fttt csatornban htik le a megfelel kidolgozsi hmrskletre, amely ltalban 900-1350 oC.

Az vegolvaszts nagyon energiaignyes s az energiafelhasznls nagymrtkben fgg a kemence konstrukcijtl. Ezrt az olvasztand vegnek s a rendelkezsre ll ill. a vlasztott ftanyagnak legjobban megfelel kemence-konstrukci kivlasztsa igen fontos, mert ez a krnyezetszennyezst is alapveten meghatrozza.

Az vegiparban alkalmazott ftanyagok: fldgz, olaj, villamos ram. A lnggal fttt fldgz s olajtzels kemencknl a tvoz fstgz jelents hmennyisget tartalmaz,

veggyrts

6

ezrt h-visszanyer berendezseket alkalmaznak, amelyek kt f tpusa a regenertor s a rekupertor.

A regenertorral zemel kemencknl az gket prosval ptik egymssal szembe (keresztlng kemence) vagy egyms mell (U-lng kemence). Az gsleveg s a fstgz az gkhz csatlakoz kamrkon felvltva ramlik t. A kamrkba beptett tzllanyag-rcsot a fstgz felmelegti, majd a tzelsvlts utn ez a felhevlt rcs elmelegti az gslevegt, ily mdon hasznostva a fstgz htartalmt. Regenertorral mkdnek ltalban a nagymret, nagyteljestmny kemenck (blsveggyrts ill. skveg-gyrts). A ftanyag fvkkat az gnyak alatt, ritkn az oldaln ptik be. A tzels nem folyamatos, a kamravlts ideje alatt tmenetileg sznetel.

A rekupertorral zemel kemencknl a tzels folyamatos, de a h-visszanyers rosszabb hatsfok, az gsleveg elmelegtse kisebb mrtk. A rekupertor kszlhet tzll anyagbl (keramikus rekupertor), vagy hll aclbl. A rekupertoros kemence fajlagos olvasztsi teljestmnye kisebb mint a regenertoros, ezt jabban villamos ptftssel kompenzljk. Krnyezetvdelmi szempontbl a kisebb mrtk leveg-elmelegts s ennek kvetkeztben az alacsonyabb lnghmrsklet kedvezbb.

A regenertorral vagy rekupertorral zemel kemenck lettartama ltalban 7-12 v.

Az oxigntzels kemencben a ftanyagot leveg helyett oxignnel getik el, gy nitrogn gyakorlatilag nem kerl a kemencbe. A keletkez fstgz mennyisge a levegvel trtn tzelsnl keletkez mennyisgnek csupn 1/3-a. Mivel nem kell nagymennyisg nitrognt a lng hmrskletig felmelegteni, energia takarthat meg. A kevesebb fstgz kevesebb port visz magval a kemencbl. Az oxigntzels az vegiparban folyamatosan terjed, elssorban krnyezetkml hatsnak ksznheten.

A villamos vegolvasztsnl az ram az vegolvadkon ramlik t s a kemenct az olvadkban keletkez Joule-h fti. Az elektrdk a kemence oldaln vagy az aljn keresztl nylnak be az vegolvadkba, de alkalmaznak fellrl benyl elektrdt is. Mivel az vegkeverk nem vezeti a villamos ramot, indtskor a kemenct lngtzelssel kell teleolvasztani, amg az olvadt veg az elektrdkat el nem lepi. Az vegkeverk a teljes vegfelletet befedi, s alulrl felfel olvad meg. A keverket a fedrteg tetejre adagoljk oly mdon, hogy az egyenletesen oszoljon el. E mechanikus mvelet ltalban nagy porzst okoz, ezrt zskos porszrket alkalmaznak s a levlasztott port visszaadagoljk a kemencbe. A villamos fts kemenck lettartama ltalban rvidebb, mindssze 3-7 v. A villamos kemencket elssorban klnleges vegek olvasztsra alkalmazzk.

A kombinlt, villamos / lng fts olvasztkemencknl kt megoldst alkalmaznak: elssorban lngtzels kemence (olaj vagy gz) villamos ptftssel, vagy elssorban villamos ftssel s kisegt lng-tzelssel mkd kemenck. A villamos ptfts elssorban vltoz terhelsnl alkalmazhat, a teljestmny tmeneti nvelsekor. Ugyancsak elnysen nvelhet meg villamos ptftssel a kemence-peridus vgn cskken olvasztsi teljestmny. A ptfts elektrdi zem kzben is felszerelhetk a kemencre. A bevezetett villamos energia az sszes energia 5-20 %-a. Elssorban sznes (zld s barna) vegeket olvasztanak ezzel a mdszerrel.

Kevsb gyakori a fleg villamos fts kemence lngtzelssel val ptftse, amellyel a rossz hvezet keverk felmelegedst s olvadst gyorstjk meg. A lngot a keverkre irnytjk, aminek kvetkeztben viszont a teljesen villamos fts kemence krnyezetkml elnyei (keverkkel teljesen fedett vegolvadk) jelentsen romlanak.

A szakaszos olvaszts kemenck (fazekas kemence:100-500 kg/24h, nappali kd-kemence: < 10t/24 h) ltalban kis teljestmnyek, ezrt a krnyezetvdelem szempontjbl

veggyrts

7

jelentsgk csekly. Mkdsk a kvetkez: dlutn adagoljk be a keverket, majd a hmrskletet a kvnt 1300-1600 C-ra nvelik, a tisztuls vgn pedig a kidolgozshoz szksges 900-1200 C-ra cskkentik. A ksz vegolvadkot dleltt kidolgozzk, s a ciklus kezddik ellrl.

2.3 Az veggyrts felosztsa termkek szerint; az egyes termkek gyrtsa sorn fellp krnyezetszennyezs.

2.3.1 blsveggyrts

Az blsveggyrts az vegipar legjelentsebb terlete. A leggyakoribb ellltott termkek: lelmiszeripari csomagolvegek (szrps, boros, srs palackok, konzerves vegek), gygyszeres vegek stb. A legtbb veg egyszer, vagy mdostott msz-alkli veg, illetve, az ignyeknek megfelelen, nagy vegyi ellenlls (gygyszeres veg), vagy egyb klnleges tulajdonsgokkal rendelkez veg.

Az blsveggyrtsnl alkalmazott kemenck teljestmnye elrheti a napi 1000 tonnt is. Az alkalmazott kemence-tpusok: keresztlng, vagy U-lng regeneratv kemence, rekupertoros kemence, oxigntzels, ill. villamos fts kemence.

A kemencben olvasztott veg hmrsklett egy fttt csatornban cskkentik a kvnt rtkre, majd egy alkalmas szerkezet vegcseppeket kpez, amelyek az vegformz gpbe esnek bele. Az blsveget gyrt gp kt lpsben fv-fv, vagy prs-fv eljrssal kszti el az veget, A fvs srtett levegvel trtnik.

A gyrt gpbl kikerl forr veg hmrsklett alagt-rendszer htkemencben cskkentik a csomagolst lehetv tev hmrskletre. Az veg fellett ennek a htkemencnek a meleg ill. hideg oldaln lehet megfelel vegyszerekkel kezelni.

Az olvasztshoz sajt s idegen (jra felhasznlt) cserepet alkalmaznak, 10-80 % arnyban. A felletkezel s kenanyag-felhasznls az veg-nyersanyagokhoz kpest kis mrtk. Az alkalmazott ftanyagok: fldgz, ftolaj, villamos ram, ill. ezek kombincija. Vizet a keverk nedvestshez, valamint htsi clokra hasznlnak.

A gyrts sorn szmottev levegszennyezssel lehet szmolni. A por-anyagok trolsra, keversre, szlltsra szolgl berendezsek porelszvssal s szrssel mkdnek. A por-emisszi ltalban kevesebb mint 5 mg/m3. A levegt elssorban az olvaszts szennyezi. A nagy hmrsklet miatt, gz s olaj tzelsnl jelents az NOx kpzds. Az emisszi elrheti a 2000 mg/Nm3 rtket. Az SOx emisszi a ftanyagbl, a nyersanyagokbl ill. a cserpbl szrmazik. A kemencbl a fstgzokkal a krnyezetbe jut por mennyisge fgg a kemence konstrukcijtl, az alkalmazott nyersanyagok granulometrijtl, s boroszilikt vegeknl ez meghaladhatja a 400 mg/Nm3 rtket. A HCl emisszi iparilag ellltott szda alkalmazsa esetn elri az 50 mg/Nm3 rtket. Jelents lehet tovbb a fluorid (szennyezett nyersanyag), valamint a fm-emisszi (ftolaj vandium-tartalma, szeln stb.) Az blsveg-olvaszt kemenck levegszennyezsrl ad tjkoztatst a kvetkez tblzat:

veggyrts

8

blsveg-olvaszt kemenck

Emisszi Msodlagos cskkents nlkl,

elsdleges cskkentssel v. anlkl

Msodlagos cskkentssel

mg/Nm3 kg/tonna veg mg/Nm3 kg/tonna veg

NOx (NO2 ben) 400 - 5000 0,6 11,7 < 400

veggyrts

9

Az gyrts sorn keletkez hulladkok /vegcserp, nem megfelel minsg ksztermk, levlasztott por) jra felhasznlhatk. Az alkalmazott csomagolanyagok vagy jra felhasznlhatk, vagy a hagyomnyos hulladkgyjtssel kezelhetk (papr, fa stb.). A kemencetptsek sorn jelents mennyisg bontott tzllanyag keletkezik (500-2000 t). Ezek az anyagok szintn jra hasznosthatk, vagy egyszer hulladkknt trolhatk. Csupn nhny tzllanyag (magnezit, krm-magnezit, ill. krm tartalm kdkvek) ignyel fokozott figyelmet s klnleges trolst, a magas hmrsklet hatsra kialakul Cr6+ miatt.

2.3.2 Skveg-gyrts

Skveget elssorban az ptszetben s a jrmiparban alkalmaznak. A skvegek kmiai sszettele messze nem olyan vltozatos, mint az blsvegek. Skveget ma mr ltalban u.n. floot eljrssal gyrtanak, amely eljrsnak a lnyege a kvetkez: az vegolvadk olvadt fm (n) felletn szva terl szt, s onnan hzza ki egy megfelel berendezs az vegszalagot. Az olvaszts nagy mret, keresztlng, regeneratv kemencben trtnik, fldgz-, olaj-, oxign-tzelssel, egyes esetekben villamos ptftssel.

Az olvasztshoz a gyri sajt, ill. a feldolgozsbl visszakerl cserepet hasznljk, de a cserp-arny kicsi. A ksz vegszalagot gyakran fellet kezelik.

A por-anyagok trolsa, szlltsa, keverse itt is porelszvs mellett trtnik. A por-emisszi kisebb, mint 5 mg/m3. A skveg-olvaszts levegszennyezst mutatja a kvetkez tblzat:

Skveg-olvaszt kemenck

Cskkents nlkl

Elsdleges vagy msodlagos cskkentssel

Emisszi

mg/Nm3 kg/tonna veg mg/Nm3 kg/tonna veg

NOx (NO2 ben) 1800 - 2870 1,7 7,4 495 - 1250 1,1 2,9

SOx (SO2 ben) 365 - 3295 1,0 10,6 218 - 1691 0,54 4,0

Por 99 - 280 0,2 0,6 5,0 - 40 0,02 0,1

Kloridok (HCl) 7,0 - 85 0,006 0,22 4,0 - 30

veggyrts

10

Az olvaszts s formzs utn jelents feldolgozsi mveletek kvetkeznek: vgs, csiszols, dekor-fests, rogyaszts, homokfvs, savpolrozs stb. A hztartsi vegek gyrtsa sorn levegbe jut szennyez anyagokat tartalmazza a kvetkez tblzat:

Hztartsi veget olvaszt kemenck

Mszalkli veg lomkristly veg

Emisszi mg/Nm3 kg/tonna veg mg/Nm3 kg/tonna veg

NOx (NO2 ben) 140 - 5500 0,9 - 11 1000 - 2000 0,9 5,0

SOx (SO2 ben) 50 - 1000 0,1 2,8 218 - 1691 0,1 1,0

Por 0,5 - 400 0,001 0,8 2 - 10 0,001 0,1

Kloridok (HCl)

veggyrts

11

Egyb anyagknt a kvetkezk fordulnak el: csomagolanyagok (manyag, papr, karton, fa), kenanyagok (svnyolaj szrmazkok), technolgiai gzok, nitrogn s oxign, vzkezelsre szolgl vegyszerek.

Az veg- s svnygyapot gyrtsnl hrom helyrl jut szennyezanyag a levegbe: a nyersanyagok trolsbl s kezelsbl, az olvasztsbl, valamint az olvaszts utni mveletekbl (szlkpzs, ktanyag-felhords, a ktanyag hkezelse, hts, mretre vgs, csomagols). A levegbe jut anyagok kzl a legnehezebben kezelhet a ktanyagbl a hkezels sorn keletkez szag. A nyersanyagok szlltsa, trolsa s kezelse sorn keletkez por, zrt trol sil, porelszvs s megfelel szr alkalmazsval cskkenthet (az emisszi kisebb, mint 5 mg/m3). Az veggyapot keverkt ltalban szrazon, pneumatikusan juttatjk el a kemencbe, ekzben jelents a porkpzds. Az svnygyapot nyersanyagai darabos anyagok (< 50 mm), a szabadban trols ill. rakods kzben azonban por keletkezik, klnsen szraz idben.

Az veggyapot gyrtsnl gz / leveg tzels (villamos ptftssel elltott), villamos fts, valamint oxign tzels kemencket hasznlnak. Az svnygyapot-gyrtst ltalban koksz-tzels kpol kemencben vgzik. A kpol kemencben ersen redukl atmoszfrban trtnik az olvaszts, kvetkezskppen kevs NOx kpzdik, a kn pedig kn-hidrognn alakul t. Jelents a szn-monoxid koncentrci ill. emisszi. A kpol kemence utn utgett alkalmaznak, amelyben a kn-hidrogn kn-dioxidd, a szn-monoxid pedig szn-dioxidd oxidldik. A koksz s a kzet-alapanyagok tbb fmet, kloridot s fluoridot tartalmaznak, mint az veggyapot gyrtsnl alkalmazott ft-, ill. alapanyagok. Ha a ktanyagot is tartalmaz hulladkot jra olvasztjk, a kemencbe szerves anyagok jutnak be, amelyeknek az oxidlst biztostani kell (pl. klium-nitrt adagolsval). A kpol kemencben a szerves anyag nem okoz problmt, a brikett formjban visszaadagolt hulladkkal azonban kn jut a kemencbe.

A szlkpzs utn a laza szlakat szerves ktanyaggal ktik egymshoz, amely a hkezels sorn kt meg. A ktanyagot a szlkpzs helyn fjjk be; az innen elszvott gz szilrd szemcsket, folyadk cseppeket (fenol, formaldehid), valamint ammnit tartalmaz. Az aeroszol szerves s szervetlen anyagokat egyarnt tartalmaz. A hkezel kemencbl tvoz gz a ktanyag ill komponenseit s bomlstermkeit, vzgzt, s az gk gstermkeit tartalmazza.

A hkezels utn a termket nagy mennyisg hideg levegvel htik le. A tvoz ht-leveg szl-tredkeket s szerves anyagokat tartalmaz. A termk mretre vgsa, kezelse s csomagolsa sorn por kpzdik, amelynek elszvsrl s kiszrsrl gondoskodni kell. A termk minsgtl fgg a felhasznlt ktanyag mennyisge. Termszetesen a nagyobb mennyisg ktanyag megnveli a nyersanyag emisszit (tmr, szilrd termkek).

Az veg- s svnygyapot gyrtshoz jelents mennyisg vz szksges, amelyet ltalban zrt krben keringetnek. Egyes esetekben azonban a felmelegedett tiszta htvizet a szennyvzcsatornba, vagy a termszetes vizekbe (patak, foly, t) vezetik be. A kis mennyisg ktanyaggal s olajjal szennyezett vizet vagy a szennyvzcsatornba, vagy tiszttmbe vezetik. Ha nedves gz-tiszttt zemeltetnek, az abbl jv vz nem engedhet kzvetlenl sem a szennyvzcsatornba, sem a termszetes felszni vizekbe.

Az egyb szilrd hulladkok a kvetkezk:

kiszrd nyersanyagok a szlaz gp lellsakor keletkez vegfritt a szlaz gp lellsakor frittelt olvadk (svnygyapot)

veggyrts

12

a porlevlasztban sszegyl por svnygyapotnl kpzd, szll, nem vagy csak alig talakult anyag a ksztermk mretre vgsnl keletkez szlek a termkvltskor keletkez tmeneti termk, illete a minsgi elrsoknak meg nem

felel termk

az svnygyapot-porszr bettek nagy, akr 50 % szervesanyag-tartalommal a kpol kemencbl csapolt olvadk s vas a kpol kemence lelltsakor keletkez flig megolvadt kzet a technolgiai vzbl kiszrt iszap (szlas anyag, ktanyag, vz) a kemence tptsnl kibontott tzllanyag (trmelk)

Az veggyapot gyrtshoz elssorban fldgzt s villamos ramot, ritkbban ftolajat hasznlnak. Az svnygyapot nyersanyagait fleg koksszal fttt kpol kemencben, ritkbban gz-, vagy villamos-fts kemencben olvasztjk meg. Az olvasztsra, a szlkpzsre, a hkezelsre felhasznlt energia a kvetkezk szerint oszlik meg:

veggyapot svnygyapot

sszes energia-felhasznls (GJ/tonna termk) 11-22 7-18

Olvaszts, az sszes energia %-ban 20-45 30-70

Szlkpzs, az sszes energia %-ban 25-35 25-35

Hkezels, szrts, az sszes energia %-ban 25-35 25-35 Egyb energia-felhasznls % 6-10 6-10

2.3.6 Kermiaszl gyrtsa

A kermiaszl gyrtsnl felhasznlt alapanyagnak 90 %-bl lesz olvadk, s az olvadk 55-85 %-t kpezi a ksztermk. A kermiaszl kt f termke: a nagy tisztasg alumnium-szilikt-szl, s a cirkon-alumnium-szilikt-szl. A termkeket termszetes eredet (ltalban kezelt), s ipari nyersanyagokbl lltjk el. Az olvasztshoz felhasznlt anyagok a kvetkezk: alumnium-oxid, kalcium-oxid, magnzium-oxid, kvarc s cirkon-oxid. Kis mennyisgben: Na2O, K2O, TiO2, Fe2O3 s krm-oxid.A feldolgozsnl, a szlak vkuum-formzshoz hasznlt anyagok: kemnyt, latex, kvarc, s agyag kolloid keverke, ritkbban szerves polimerek s gyantk.

A gyrts sorn elfordul egyb anyagok: manyag, papr, karton, fa, svnyolaj-szrmazkok (ltalnos felhasznls s a szl fellet-kezelse), valamint a vzkezel vegyszerek (htvz- s szennyvz-kezels).

A ftanyag: villamos ram, fldgz, ritkbban ftolaj. Az olvasztst kizrlag villamos rammal vgzik, fldgzt az olvaszts utni mveletekhez hasznlnak (szlkpzs, szrts).

A nyersanyagokat porelszvssal s szrvel felszerelt zrt silkban troljk, a levegbe jut porszennyezs kevesebb, mint 5 mg/m3. Az olvaszts sorn gzok nem, por is csak kevs jut a krnyezetbe. A por nagyon tiszta oxidokat tartalmaz, s ltalban zskos porszrvel vlasztjk le. Az emisszi nem ri el a 20 mg/m3 rtket. Az olvaszts utni mveleteknl (szlkpzs, nemezels, tzs, mretre vgs, csomagols, vkuum-formzs stb.) por s szl-darabok jutnak a levegbe, amelyeket hatkony elszvssal s zskos szrvel lehet

veggyrts

13

levlasztani. A por-emisszi itt is kevesebb, mint 20 mg/m3, a szl-emisszi pedig 1-5 mg/m3. Az esetleges szervesanyag-kibocsts 50 mg/m3-nl kevesebb. A porszrben sszegylt port az esetleges szennyezs miatt nem, vagy csak kezels utn lehet az olvaszt kemencbe visszaadagolni.

Vizet elssorban htsre, s a vkuum-formzshoz hasznlnak, az esetek tbbsgben zrt rendszerben. A vzszennyezs nem jelents, a ms ipargakban szoksos tiszttsi mdszerek itt is alkalmazhatk (lepts, olajlevlaszts, szrs, vegyszeres kezels).

Szilrd hulladk (keverk, szll nem formzott anyag, levgott szlek) csak kis mennyisgben keletkezik, de elhelyezse gy is kltsges, ezrt j megoldsokat keresnek az jra hasznostshoz.

A kermiaszl gyrtshoz a magas olvasztsi hmrsklet miatt sok energira van szksg. Az olvaszts energia-ignye: 6,5-16,5 GJ/tonna olvadk, a feldolgozs energia-ignye pedig 3,5-9,5 GJ/tonna ksztermk

2.3.7 vegfritt-gyrts

Az vegfritt-gyrtsnl az olvaszt kemencbe beadagolt keverk 75-80 %-a alakul t ksztermkk. A gyrts sorn a vesztesget elssorban az olvaszts sorn tvoz szn-dioxid, valamint a frittel vzbl ki nem szrhet por jelenti. A porlevlasztsban sszegyl por mennyisge jelentktelen. A vzben frittelt olvadk mellett cserp gyakorlatilag nem keletkezik.

A fritt gyrtsnl a kvetkez anyagokat hasznljk:

A fritt tpusa Nyersanyag Rszarny a keverkben (%) _______________________________________________________________________

kermia /veg-fritt cirkon vegyletek 7,7

fldpt 26,8

kvarc 25,9

br-sav 6,8

zink-oxid 8,4

dolomit 8,4

kalcium-karbont 13,4

klium-nitrt 2,6

___________________________________________________________

zomnc-fritt brax 19,1

kvarc 42,0

ntrium-nitrt 7,8

ntrium-fluor-szilikt 1,2

klium-fluor-szilikt 7,8

ntrium-foszft 3,2

titn-oxid 18,9

___________________________________________________________

veggyrts

14

alacsony olvadspont Pb3O4 50,0

(forrasz-veg) fritt kvarc 19,8

cink-oxid 15,1

br-sav 15,1

___________________________________________________________

A fritt-gyrtsnl vizet az olvadk frittelsre, tovbb az gy ellltott szemcsk nedves rlsre hasznlnak, ltalban zrt rendszerben. A prolgsbl, az elfolysbl, ill. a nedves rls utn az anyaggal tvoz vz ptlsbl sszeadd vzigny: 0,5-1,5 m3/tonna fritt. Az olvaszts elssorban fldgzzal, ritkbban ftolajjal trtnik. Szmos olvasztkemenct zemeltetnek oxign-tzelssel.

A nyersanyagokat porelszvssal s szrvel felszerelt silkban trolva 5 mg/m3-nl kisebb por-emisszi biztosthat. A porzs cskkentsre klnsen nagy gondot kell fordtani, ha a keverk lmot, vagy egyb nehz-fmet, vagy mrgez anyagot tartalmaz (alacsony olvadspont fritteknl).

Az olvasztsnl a levegbe jut szennyez anyagok koncentrcija a kvetkez: Szennyez anyag koncentrci (mg/m3) emisszi (kg/tonna olvadk __________________________________________________________________________

por 5- 850 0,1- 9,0

nitrogn-oxid (NO2-ben kifejezve) 290-2000 0,4-16,0

kn-oxid (SO2-ben) < 50-4000 0,4-32,0

kloridok (HCl-ben kifejezve) 0,1- 20 < 0,01-0,16

fluoridok (HF-ben kifejezve) 0,1-100 < 0,01-0,8

fmek < 1,0- 25 < 0.01-0,2

________________________________________________________________

Az olvaszts utni mveletek sorn kevs szennyezs jut a krnyez levegbe. Kivtelt kpez a szraz rls, ahol jelents a porkpzds, a porelszvst s a por kiszrst biztostani kell.

A frittelsre s nedves rlsre szolgl vz zrt rendszerben kering a htvizet lehtve, az rlsnl hasznlt vizet pedig szrve vezetik vissza a gyrtsi folyamatba. A vzbe esetlegesen bejut nehz-fmek az vegben kttt llapotban vannak, szrssel eltvolthatk, gy nem jelentenek veszlyt. A vzbl kiszrt anyag mennyisge az ellltott termk 0,5-3 %-a, s az sszettel ingadozsa miatt ltalban nem hasznljk fel jra. Mind a nyersanyagokat, mind a ksz frittet ltalban mlesztve szlltjk, gy kevs a csomagolanyag-hulladk.

Szilrd hulladkot kpez termszetesen az olvaszt kemenck tptsekor keletkez bontott tzllanyag, amely csak rszben hasznosthat jra.

A fritt-gyrts tlagos energia-felhasznlsa 13 GJ/tonna fritt. Oxign-tzels alkalmazsval a tapasztalatok szerint 50 %-os energia-megtakarts is elrhet a fritt olvasztsnl

veggyrts

15

3 Az j technikk bevezetsnek lehetsgei az vegiparban

Ebben a fejezetben azok az emisszi-cskkent technikk szerepelnek, amelyek a legjobb elrhet ll techniknak (BAT-nak) tekinthetk. Megklnbztetnk elsdleges s msodlagos technikkat; elsdlegesnek tekintik azokat az eljrsokat, amelyek megelzik illetve cskkentik a krnyezetet szennyez anyagok kpzdst, a msodlagos mdszereknl a mr kpzdtt szennyezseket szrik s gyjtik ssze, illetve semlegestik.

Az j technikk illetve berendezsek a kemence mkdse kzben vagy annak tptsekor alkalmazhatk illetve pthetk be. Az zem kzbeni bevezets nagy kockzattal s termels kiesssel jr, ezrt az j berendezseket ltalban a kemence tptsekor ptik be. Ily mdon a kemence lettartama ami jelenleg tlagosan 7-10 v alapveten meghatrozza a BAT-technikk bevezetst.

3.1 A kemencekonstrukci s az olvasztsi technolgia megvlasztsa

Tekintettel arra, hogy az vegipar krnyezetszennyezse dnten az olvasztsbl szrmazik, a kemence konstrukci, a ftanyag, a tzelsi rendszer (belertve a h-visszanyer berendezseket is), az alkalmazott nyersanyagok megvlasztsa igen nagy jelentsggel br. Krnyezetvdelmi szempontbl az elsdleges eljrsok elnyben rszestendk a msodlagosakkal szemben.

A regeneratv kemenck energetikai szempontbl a leggazdasgosabb olvaszt kemenck, az gsleveg magas hmrsklet elmelegtsnek ksznheten. Az alacsony fajlagos energiafelhasznls mellett kedvez az gsbl szrmaz kros anyagok emisszija is. Kivtelt kpez az NOx amelybl a magas lnghmrsklet kvetkeztben sok kpzdik. A nagyteljestmny (> 500 t/24h), nagymret kemenck szinte kizrlag kereszttzels regeneratv kemenck. Az ltalban kisebb, U-lng kemenck energetikai hatkonysga s kros anyag kibocstsa valamivel kedvezbb, mint a keresztlngak.

A rekupertoros kemenck a kisebb mrtk leveg elmelegts kvetkeztben energetikailag kevsb hatkonyak, viszont kevesebb NOx kpzdik a kemencben. A kisebb energetikai hatkonysg villamos ptftssel, h-hasznost kazn alkalmazsval illetve a vegcserp/keverk elmelegtsvel kompenzlhat.

A kombinlt (fosszilis-ftanyag / villamos energia) fts kemencknek kt vltozata lehetsges: fosszilis-ftanyag tzels villamos rsegtssel (n. villamos ptfts), vagy villamos fts kemence fosszilis tzelssel kiegsztve. A villamos ptfts a bevitt sszes energia kb. 2-20 %-t teszi ki. Ez a ptfts javtja az veg minsgt, nveli a kemence olvasztsi teljestmnyt, msrszt cskkenti a fstgzmennyisg cskkense rvn a kemence krosanyag emisszijt. A villamos ptftst egyb technikkkal kombinlva (pl. alacsony NOx kibocsts gk alkalmazsa) a krosanyag-emisszi tovbb cskkenthet. A kombinlt tzels msodik vltozatt ritkn alkalmazzk, mert a fosszilis tzelanyag miatt a villamos olvaszts krnyezetvdelmi elnyei elvesznek (NOx kpzdik, s a fstgz port visz el a kemencbl). Az gk alkalmazsnak clja a keverk leolvadsnak gyorstsa.

A szakaszos olvasztst fazekas-, nappali kd-, illetve az un. Flex Melter tpus kemenckben vgzik, ott ahol kis mennyisg vegre van szksg, vagy az veg sszettelt gyakran kell vltoztatni. Ezek a kemenck ltalban kicsik, krnyezetszennyezsk nem tl jelents. A

veggyrts

16

kros-anyag kibocsts elsdleges mdszerekkel (keverk-sszettel, megfelel gk s tzelsi rendszer alkalmazsa) kell mrtkben cskkenthet.

A kzetgyapot gyrtsnl ltalban kpol-kemencket ritkn villamos fts vagy gztzels kemencket hasznlnak. A kpol-kemence krnyezetvdelmi elnyei miatt vrhatan tovbbra is a kzetgyapot-gyrts f kemence-tpusa marad.

Villamos olvasztsnl nem keletkezik termikus NOx, knoxid tovbb szndioxid. A kemencbl csupn por, valamint a keverkben lv anyagok bomlsbl szrmaz CO2 (karbontokbl), NOx (nitrtokbl), tovbb SOx (szulftokbl) tvozik. Villamos olvasztsnl ltalban kevs szulftot hasznlnak, elssorban oxidl anyagknt. Az ill komponensek emisszija is kismrtk, mert az olvadt veget teljesen befed keverkrtegben azok abszorpci, kondenzci illetve kmiai reakcik rvn megktdnek. A kemence a keverk beadagolsnl ltalban nyitott, ezen a helyen tvoznak a keletkez gzok, de a meleg miatt jelents lgramls (huzat) alakul ki. Az raml leveg mennyisge kicsi, viszont nagyon sok port visz magval. Ezt a levegt ltalban elszvjk, s zskos porszrben portalantjk. A levlasztott port visszaadagoljk a kemencbe. A villamos fts kemence kros anyag kibocstsa az azonos olvasztsi teljestmny leveg-fosszilis ftanyag tzels kemence kibocstsnak 10-100-ad rsze s elssorban a keverk-sszetteltl fgg.

A villamos fts kemenck htechnikai hatsfoka nagyon j, tlagosan 2-4-szer jobb, mint a leveg-fosszilis ftanyag tzels kemenck, szerkezetk egyszer, beruhzsi kltsgk kicsi. lettartamuk viszont mindssze 2-6 v s zemeltetsk drgbb, mint a lngtzels kemenck. Alkalmazsukat elssorban a villamos energia ra hatrozza meg, de nagyon sok egyb tnyezt is figyelembe kell venni. A villamos fts kemence ltalban 75 tonna/24h teljestmnyig versenykpes, 75-150 tonna/24h teljestmny-tartomnyban egyes esetekben mg gazdasgos, de 150 tonna/24h nl nagyobb teljestmnyeknl alkalmazsuk nem gazdasgos.

Villamos kemenct jelenleg kermia-szl, kzetgyapot, hztartsi veg, klnleges veg, ritkn blsveg gyrtsra hasznlnak. A krnyezetet jelents mrtkben szennyez komponenseket tartalmaz vegeket (lomkristly, oplveg) szinte kizrlag villamos kemencben olvasztjk. A nagyon kevs alklit tartalmaz E-veg villamos vezetkpessge olyan kicsi, hogy villamos ftssel gazdasgosan nem olvaszthat. A villamos vegolvaszts krnyezetvdelmi megtlsnl figyelembe kell venni azt is, hogy a villamos ramot hogyan lltjk el (vzerm, atomerm, hagyomnyos szn-, olaj-, fldgztzels), ez azonban nem kpezi a jelen tanulmny trgyt.

A villamos kemenck elnyei:

kismrtk krosanyag-emisszi nagyobb fajlagos olvasztsi teljestmny jobb energetikai hatsfok egyes esetekben kisebb nyersanyag-kltsg jobb minsg, homognebb veg kisebb beruhzsi kltsg, kisebb a kemence helyignye egyszerbb zemeltets

A villamos kemenck htrnyai:

drga zemeltets

veggyrts

17

a kemence lettartama rvidebb nagymennyisg veg olvasztsra nem alkalmas sem a teljestmny, sem az veg sszettele nem vltoztathat rugalmasan a villamos ram fejlesztsvel egytt jr krnyezetszennyezs

3.2 A nyersanyagokkal s a nyersanyag-keverkkel sszefgg technolgik megvlasztsa

Az vegiparban nagyon sokfle nyersanyagot hasznlnak; termszetben elfordul, bnyszott, valamint iparilag ellltott termkeket, amelyek lehetnek darabosak, vagy finomszemcss porok. Ezen anyagok kezelse sorn fellp krnyezetszennyezs hasonl a ms ipargakban hasznlt hasonl anyagok kezelse sorn keletkezhz. Az mlesztett anyagokat ltalban silkban troljk. Zrt sil valamint az ahhoz kapcsold zskos porszr alkalmazsval a por-emisszi cskkenthet. Ha a nyersanyagot szlltszalagon tovbbtjk, teljesen zrt szlltszalag hasznlata javasolt. Pneumatikus szlltsnl fontos a zrt rendszer tmtettsge, tovbb a szllt levegt csak szrs utn lehet a szabadba kiengedni. A levlasztott porok jra hasznosthatk. A ksz vegkeverk szlltsnl keletkez por a keverk nedvestsvel cskkenthet. Egyes esetekben (pl. borosziliktveg) ez a nedvests nem lehetsges; a szraz keverk nagyobb porzsa miatt klns gondot kell fordtani a por-emisszi cskkentsre.

A keverknek a kemencbe trtn beadagolsa is jelents porkpzdssel jrhat. Ennek a cskkentsi lehetsgei a kvetkezk:

keverk nedvests a beadagolsnl negatv trnyoms elszvs s az elszvott leveg szrse (a teljesen villamos fts kemencknl

elterjedten alkalmazott megolds)

zrt csigs adagolgp alkalmazsa az adagolnyls lezrsa (csak htssel lehetsges)

A keletkez por vagy a szabadba jut, vagy az pleten bell marad. Ahol sok por kpzdik (pl. a keverhzban), az pleten lehetleg kevs nylst kell kialaktani, s ahol szksges porzr fggnyt kell alkalmazni. Fontos a berendezsek folyamatos karbantartsa, a tmtsek ellenrzse, valamint a takarts.

A zskos (big-bag) anyagok bontsnl, a keversnl, a szrt por szlltsnl elszvst kell alkalmazni, a megfelel szrvel egytt. Klnsen fontos ez ott, ahol mrgez anyagokat (lomoxid, fluoridok stb.) hasznlnak. A jelents gznyomssal rendelkez ill anyagok, szagos anyagok trolsnl figyelembe kell venni a silk hmrskletvltozsa (pl. napsts) ltal elidzett llegzst is.

Az atmoszfrikus nyomson zemel trol silkbl szrmaz emisszi-cskkents lehetsgei:

napsugrzst visszaver sil-fests hmrskletszablyozs a sil hszigetelse megfelel anyaggazdlkods

veggyrts

18

sz siltet alkalmazsa gzvisszavezets gumitets sil ingadoz nyoms esetn tlnyoms/vkuum szelep alkalmazsa a tvoz anyagok megktse (adszorpci, abszorpci, kondenzci) felszn alatti siltlts

3.3 Az olvasztsbl szrmaz levegszennyezs cskkentse

3.3.1 A porkibocsts cskkentsnek lehetsgei

Porkibocsts alatt azokat az anyagokat rtjk, amelyek a mrs helyn s hmrskletn szilrd halmazllapotak. Ezek lehetnek szervetlen s szerves anyagok (als mretkorltozs nlkl), s aeroszolok. vegolvaszt kemencknl a pormrs fokozott figyelmet rdemel, mert egyes komponensek (pl. a br vegyletek) mg alacsony hmrskleten is gz llapotban lehetnek, a mrs utn pedig port kpeznek.

Az olvasztsbl szrmaz por-emisszi forrsai:

a keverk beadagolsa a kemencbe (az sszes por kb. 5 %-a). a keverkben lv anyagok s vegolvadk kztti reakcik (az sszes por kb. 80-95

%-a)

a ftanyag fm szennyezse (esetleg kismennyisg hamu). A kibocstott por msz-alkli vegeknl fleg ntrium-szulftbl, borszilikt vegeknl (E-veg) pedig br-vegyletekbl ll. lomveg gyrtsnl a kibocstott por lom-oxidot s lom-szulft kondenztumot tartalmaz. Fontos, hogy a kibocstott porban lv sszes illkony komponens a mrs helyn kondenzldott llapotban legyen jelen.

A fm-szennyezs a kvetkez mdokon cskkenthet:

kevs fm-szennyezst tartalmaz nyersanyagok s vegcserp hasznlata elektrosztatikus vagy zskos porszr hasznlata szraz, vagy flszraz gztisztt hasznlata (klnsen hatsos a szeln

levlasztsra).

3.3.1.1 A porkibocsts cskkentsnek elsdleges mdszerei A legfontosabb mdszerek a kvetkezk:

a nyersanyagok optimlis granulometrijnak kivlasztsa a keverk nedvestse zrt keverk-szllts helyesen megvlasztott gzramlsi sebessg a kemencben az gk optimlis elhelyezse

veggyrts

19

A komponensek illkonysgt befolysolja a hmrsklet, a kemencben lv vzgz mennyisge, tovbb az veg felsznn raml gzok sebessge. Tovbbi befolysol tnyez a reakcikban rsztvev komponensek mennyisge, nevezetesen a ntrium s a szulft mennyisge mszalkli vegnl valamint a br mennyisge boroszilikt vegnl.

A megfelel vegtisztulshoz illetve oxidcis llapothoz szksges minimlis szulftmennyisget clszer alkalmazni. A szulftnak ms anyagokkal (pl. arzn, vagy antimon vegyletek) trtn helyettestse krnyezetvdelmi szempontbl nem clszer.

A kemence boltozati hmrsklete nagymrtkben befolysolja a komponensek prolgst. A hmrsklet cskkentsvel cskken a por-emisszi, viszont cskken a kemence olvasztsi teljestmnye s romlik az veg minsge; ezrt alacsonyabb hmrsklet mellett jobb htadst kell biztostani. Ennek lehetsgei:

A kemence konstrukcija s geometrija. Az ilyen mdostsok csak a kemence tptsekor valsthatk meg.

Villamos ptftsnl a megfelel h alacsonyabb boltozati hmrsklet mellett is bevihet az vegbe, tovbb intenzvebb vlnak a konvekcis ramlsok az vegolvadkban.

Az vegcserp mennyisgnek nvelsvel cskkenthet a boltozati hmrsklet, tovbb a fajlagos energiafelhasznls. Olajtzelsnl az olajfogyaszts cskkense kvetkeztben cskken az SO2 emisszi is.

Az gk helye s belltsa meghatrozza a lng sebessgt az vegfelszn felett. Minl nagyobb ez a sebessg s minl nagyobb rvnyek alakulnak ki a kemencben, annl tbb ill komponens tvozik a kemencbl. Az olajtzelsrl fldgztzelsre trtn tlls kvetkeztben cskken a kemencbl tvoz por, tovbb az SOx mennyisge. Skveg gyrtsnl ez a tzelanyagvlts a poremisszi 25 %-os cskkenst is eredmnyezheti, viszont n a kibocstott NOx mennyisge.

Az elsdleges mdszerekkel elssorban a mszalkli vegeknl lehet j eredmnyt elrni; az emisszi 100 200 mg/m3 rtkre cskkenthet, ms vegflesgeknl ltalban 10 20 %-os cskkens rhet el. Az elsdleges mdszerek alkalmazsnak kltsgkihatst minden egyes esetben meg kell vizsglni, ltalnos rvny megllaptsok nem tehetk.

Az elsdleges mdszerek elnyei:

kis kltsg megelz intzkeds nem ignyelnek tbbletenergit s nem keletkezik hulladk

Az elsdleges mdszerek htrnyai:

nem rik el a msodlagos mdszerek (szrk) hatkonysgt megvltoztatjk a gyrtstechnolgit

3.3.1.2 A porkibocsts cskkentsnek msodlagos mdszerei

3.3.1.2.1 Elektrosztatikus porszr (EP) Az EP-ben a porszemek nagyfeszltsg (80 kV-ig) alatt ll elektrdk kztt elektrosztatikusan feltltdnek, majd az ertr hatsra a megfelel elektrdn kivlva sszegylnek.

veggyrts

20

A szemcsk gzrambl trtn kivlasztsnak folyamata:

a szemcse elektrosztatikus feltltdse a feltltdtt szemcse mozgsa az elektromos ertrben a szemcse lerakdsa a gyjt elektrdn az sszegylt szemcsk eltvoltsa a gyjt elektrdrl

Az EP szles hmrsklet- s nyomstartomnyban kpes mkdni, rzketlen a szemcsemretre, szraz s nedves zemmdban is mkdhet. A gyjtelektrdrl annak rzsval tvoltjk el a rrakdott port. Az EP hatkonysga s teljestmnye fgg az elektrdafellettl, az traml gz mennyisgtl, valamint a szemcsk mozgsi sebessgtl. Egy adott anyagnl a maximlis elektrdafellet s az ertrben mozg szemcse tartzkodsi ideje az EP-t jellemz kt paramter. Az optimlis feszltsget automatika szablyozza. Nagy jelentsggel br a levlasztand anyag villamos ellenllsa. Ha ez kicsi, az elektrdn kivl szemcse hamar elveszti tltst s visszajuthat a gzramba. Ha ez nagy, a kivl szemcsk az elektrda felletn szigetel rteget kpeznek, megakadlyozva az elektrdk kztti koronakislst (hatsfok-cskkens).Szksg esetn a szemcsket kondicionlni kell, de ez az vegipari alkalmazsoknl nem szksges. Az EP-be belp tiszttand gz hmrsklete nem haladhatja meg a 430 oC-ot. Ha a tiszttand gz sok savas anyagot hord magval, az EP eltt a gzt semlegesteni kell.

Az EP j hatsfokkal (95 99 %) vlasztja le a 0,1 10 m mret szemcsket, gy a tvoz fstgz porkoncentrcija csupn 5 50 mg/m3.

Az EP zemeltetst befolysol tnyezk:

a tiszttand fstgz mennyisge a kvnt tisztts mrtke az erterek szma a fstgz kondicionlsa a fstgz semlegestse a levlasztott por elhelyezse (ha nem hasznosthat jra)

Az EP az vegipar minden mr mkd, vagy j kemencjnl alkalmazhat. A mkd kemencknl a kell hely biztostsa okozhat gondot. Kivtelt kpeznek a kzetszl gyrtsra hasznlt kupolkemenck, ahol a robbansveszly (sznmonoxid) miatt EP nem alkalmazhat.

Az EP energiafogyasztsa a kemence fogyasztsnak 1-3 %-t teszi ki. Az sszegyjttt por ltalban visszaadagolhat a kemencbe, kivtelt kpeznek a nagy cserparnnyal zemel kemenck, amelyeknek a szulft-ignye kicsi. A regenertorbl tvoz fstgz (kb. 400 oC) hts nlkl, a rekupertorbl tvoz (kb. 800 oC) viszont csak htve engedhet az EP-be. A brtartalm fstgzt gyakran a tkletes kondenzci biztostsa rdekben 200 oC-ra kell

lehteni az EP eltt. Az oxigntzelsbl szrmaz nagy hmrsklet (kb. 1000 oC) fstgzt felttlenl hteni kell.

Az EP elnyei:

hatkony porlevlaszts az sszegyjttt por ltalban jra felhasznlhat

veggyrts

21

kis zemeltetsi kltsg a kis nyomsess kvetkeztben ms rendszerekkel (gz-semlegests) sszepthet nagy porterhelsnl nem dugul el tbb tapasztalat ll rendelkezsre (mint pl. a zskos porszrnl) bvthet

Az EP htrnyai:

villamos energit fogyaszt (de nem sokat) a levlasztott por nem minden esetben hasznosthat gyakran szksges a fstgz semlegestse beruhzsa viszonylag kltsges a tervezet teljestmny nem mindig tarthat a nagyfeszltsg miatt biztonsgi intzkedsek szksgesek nagymret berendezsek, sok helyet ignyelnek

3.3.1.2.2 Zskos porszr Ennek a szrnek a legfontosabb eleme az a membrn (szvet), amely a gzt tengedi, a port viszont nem. A szrs kezdetn a por a szvet felletn s belsejben rakdik le, majd a kialakul porrteg kpezi a szr membrnt. A porrteg vastagodsval egytt n a szr ellenllsa, ezrt a szrt rendszeresen tiszttani kell. A szrend gz ramolhat a zsk belseje fel, vagy bellrl kifel. Az sszegylt port fordtott irnyban raml tisztt levegvel, mechanikus rzssal, vibrcival, vagy pulzl srtett levegvel esetleg ezen mdszerek kombincijval tvoltjk el. A szrvszon tiszttst csak egy adott mrtkig clszer vgezni, mert a vszon belsejben lv por szkti a prusok mrett, ezzel egytt nveli aszrs hatkonysgt. A szrend gz ramlsi sebessge a szr vszon anyagtl s a szr konstrukcijtl fggen 0,01-0,06 m/s. A szr konstrukcija hatrozza meg annak mrett (beruhzsi kltsg), tovbb a nyomsesst (zemeltetsi kltsg). Ha a szrend gz sebessge nagy, nagy a nyomsess (ramlsi ellenlls), s a szr hajlamos az eldugulsra.

Kis ramlsi sebessg j szrsi hatsfokot biztost, de a berendezs mrete s ezzel egytt a berendezs kltsge lesz nagy. Az vegipari kemenck fstgznak szrsnl problmt okozhat az, hogy a levlasztott por hajlamos a szrvszonra rtapadni. Az vegipari alkalmazsnl figyelembe kell venni a szrend gz sszettelt, a levlasztand por kmiai sszettelt s szemcsemrett, tovbb a gz hmrsklett. A fstgzt ltalban le kell hteni, emiatt tekintettel kell lenni a vzgzre s a jelenlv savak harmatpontjra. Csak megfelel hllsggal s vegyi ellenllssal rendelkez szrvszon alkalmazhat. A rendelkezsre ll szrvsznak 130-220 oC hmrsklet gzt kpesek szrni; minl magasabb az zemi hmrsklet, annl drgbb a szrvszon. Az vegipar ltalban 450- 800 oC hmrsklet fstgzait hideg leveg bekeversvel, vzhtssel, vagy hcserlben kell lehteni. Ha a fstgz savakat tartalmaz (pl. olajtzelsnl), a zskos porszr eltt a gzt semlegesteni kell, mert a szrben esetleg kondenzld savak mind a szrvsznat, mind a szr fmszerkezett krostjk. A tbb mint 1 % knt tartalmaz olaj hasznlatnl, tovbb br-vegyleteket tartalmaz fstgznl zskos porszr csak a fstgz semlegestse utn alkalmazhat.

veggyrts

22

A zskos porszr nagyon hatkony : ltalban 95-99 % -os levlasztst biztost. A tvoz fstgzban 10 mg/m3 nl kisebb a por-koncentrci, de 0,1-5 mg/m3 is elrhet (kb. 0,1 kg/1 tonna olvasztott veg). Ez klnsen fontos akkor, ha a fstgz olyan fmeket tartalmaz, amelyeknl szigorak a kibocstsi hatrrtkek.

ltalban a zskos porszr beruhzsi kltsge kisebb, zemeltetse viszont drgbb, mint az EP-. A kisebb gzmennyisg szrsre jelenleg gazdasgosabb a zskos porszr, nagymennyisg gz szrsnl az EP s a zskos porszr nagyjbl azonos kltsget jelent.

A gz- s olajtzels kemencknl fontos az lland kemence-trnyoms, ezrt a zskos porszr ellenllsnak folyamatos vltozst megfelelen kompenzlni kell. A szrvszon kilyukadsa igen nagy porkibocstst eredmnyezhet, ezrt megfelel jelz berendezst, vagy folyamatos poremisszi-mrst kell alkalmazni.

A zskos porszr elnyei:

nagyon hatkony porlevlaszts a szrs szrazon trtnik egyszer bepts s kis beruhzsi kltsg

A zskos porszr htrnyai:

a levlasztott port nem minden esetben lehet jra hasznostani a nyomsess miatt jelents az energia-fogyaszts a szrend gzt ltalban hteni kell a szrvsznat gyakran kezelni kell nagy a helyignye a harmatpont (kondenzci) miatt a szr eldugulhat a tisztt levegt (ellenkez irnyban ramlik) egyes esetekben fel kell melegteni bizonyos porok nehezen tvolthatk el, emiatt tlzott nyomsess llhat el a szrzskokat rendszeresen cserlni kell

Elvileg lehetsg van a zskos porszrhz hasonl berendezs ptsre kermia szrbetttel, amely alkalmas magas hmrsklet gzok szrsre. Ilyen szrt ms ipargakban mr hasznlnak; vegipari alkalmazsra ugyan mg nem kerlt sor, de lehetsg van r.

3.3.1.2.3 Mechanikus porlevlasztk

A mechanikus porlevlasztk a nehzsgi, a tehetetlensgi, illetve a centrifuglis er segtsgvel vlasztjk le a porszemcsket.

A hasznlatos tpusok a kvetkezk:

ciklon (centrifuglis er) lept kamra (nehzsgi er) terellemezes levlaszt (irnyvltsnl fellp tehetetlensgi er) zsalus levlaszt (irnyvltsnl fellp tehetetlensgi er)

veggyrts

23

Ezen levlasztk ltalban nem kpesek hatkonyan kiszrni a finom szemcsket, ezrt az vegiparban ritkn alkalmaznak ilyen berendezseket. Ciklonokat ms szrk el lehet elszrknt bepteni. A ciklonok levlasztsi hatsfoka 10 m-os vagy annl nagyobb szemcsknl 45-90 %, az 1 m-os szemcsknl mindssze 5-30 %. A mechanikus porlevlaszt elnyei:

kis beruhzsi s zemeltetsi kltsg (a karbantartst is belertve) csekly nyomsess a tbbi szrtpushoz kpest kis helyigny nagy porterhelsnl is mkdkpes szinte minden gznl s pornl alkalmazhat magas hmrskleten s nagy nyomson is zemkpes klnbz anyagokbl kszthet

A mechanikus porlevlaszt htrnyai:

rossz hatsfokkal szri ki a kismret szemcsket nehezen szri ki a knny s szlas anyagokat harmatpont krli mkds esetn eldugulhat ghet anyagok esetn robbansveszly koptat hats por esetn jelents kops

3.3.1.2.4 Nedves porlevlasztk

A nedves levlasztk (gzmosk) mind a gzkomponensek, mind a por levlasztsra alkalmasak. Minden olyan esetben, amikor a fenti kt feladat kln-kln trtn elvgzse tlsgosan kltsges, a nedves levlasztk BAT - techniknak tekinthetk. Ezek a berendezsek hajlamosak az eltmdsre, mivel a termkjellemzen iszap. Az vegiparban kizrlag por levlasztsra nagyon ritkn alkalmazzk a nedves levlasztkat, kis kemencknl viszont, kombinlt levlasztsra (por s egyes gzkomponensek kimossa), gyakrabban.

3.3.1.3 A porszennyezs krnyezetvdelmi vonatkozsai Msz-alkli vegeknl a kibocstott por kb.95 %-a ntrium-szulft, ami nem veszlyes anyag, de a krnyezetvdelem szempontjbl kedveztlen, hogy a szemcsemret kicsi, kisebb mint 10 m. Egyes vegolvaszt kemenck fmeket juttatnak a levegbe, nevezetesen: szelnt, krmot, rezet, vandiumot, nikkelt, antimont, arznt, kadmiumot, cinket s mangnt, a felhasznlt vegcserp, az eltzelt ftanyag, illetve a keverkben lv sznez/szntelent anyagok fggvnyben. Ezek a fmek a porszemcskben ltalban kttt formban vannak jelen, de a szeln, a kadmium, az lom s a cink gz formjban is tvozhat a kemencbl, majd kondenzldik. A portalantsnak gyakran elsdleges clja ezen (nehz)fmek kiszrse. Boroszilikt vegeknl a kemencbl tvoz br tartalm vegyletek kpesek gz llapotban tjutni szr berendezsen, s csak akkor kondenzldnak, amikor a szabadba kijutnak.

veggyrts

24

3.3.1.4 Az elsdleges s msodlagos technikk s a BAT viszonya Az elsdleges mdszerekkel nem rhet el olyan mrtk porcskkents, mint a msodlagosakkal. Kizrlag elsdleges mdszereket alkalmazva cskken a kemence termelsi rugalmassga: csak nagyon tiszta anyagok hasznlhatk, tovbb kn s nehzfmektl mentes ftanyag alkalmazhat, s nem lehet a gyrtott termket vltoztatni (pl. sznes vagy szntelen vegre). A kzeli vekben jelents kutat-fejleszt munkt fognak az elsdleges technikkra fordtani. Elssorban a por keletkezsnek rszleteit kutatjk, azrt, hogy kzptvon 70-100 mg/Nm3 rtk por-emisszi elrhet legyen. Ez az rtk jelenleg msodlagos levlaszts nlkl 100- 200 mg/Nm3. A BAT-al kapcsolatos dntseket azonban csak a jelenleg rendelkezsre ll ismeretekre lehet alapozni.

A msodlagos mdszerekkel sokkal kisebb emisszi biztosthat, de mind a beruhzsi, mind az zemeltetsi kltsgek nagyok. A j eredmnyek miatt egyes EU tagorszgokban mr minden mszalkli-veg kemencn mkdik porlevlaszt.

3.3.2 Az NOx kibocsts cskkentsnek lehetsgei

Az NOx alatt az NO s NO2 gzokat rtjk, nem tartozik ide az N2O, mert ez gyakorlatilag nem kpzdik az vegolvaszt kemenckben. Az NOx keletkezsnek forrsai:

a nyersanyagok, a ftanyagok, valamint a termikus NOx kpzds.

Ha a nyersanyagok valamelyikben nitrogn van jelen, az a kemencbl tvozik, az vegbe gyakorlatilag nem pl be. Pldul az Na2NO3 megolvadsakor az Na2O bepl az veg szerkezetbe, a maradk pedig NOx s O2 valamint N2 formban tvozik.

A ftanyagban lv nitrognbl s nitrogn tartalm vegyletbl szrmaz NOx elenysz a termikus NOx-hez kpest. Fldgztzelsnl a ftanyagbl gyakorlatilag nem keletkezik NOx.

Az vegolvaszt kemenckben a lnghmrsklet nagyon magas: 1650-2000 oC, ezrt a jelenlv nitrogn jelents rsze oxidldik, s termikus NOx-knt tvozik a szabadba. (A termikus NOx kpzds mr 1300 oC hmrskleten elkezddik.) A nitrognt az gsleveg, a porlaszt-leveg (olajtzelsnl), valamint a kemencbe belp fals leveg tartalmazza. A tzels sorn elssorban (90-95 %-ban) NO kpzdik, amelynek egy rsze a szabad levegn oxidldik NO2-v.Villamos fts kemenckben termikus NOx nem kpzdik, csupn a keverkben lv anyagok bomlsa sorn keletkezik. NOx emisszi akkor is keletkezhet, ha a szn-monoxid s a kn-hidrogn oxidlsra utngett alkalmaznak.

A tzels hatkonysgnak nvelsvel cskken a keletkez fstgz mennyisge s vele egytt a kpzd NOx mennyisge is, ami azt jelenti, hogy a fstgz NOx koncentrcija nem cskken ugyan, de kisebb lesz az 1 tonna vegre vonatkoztatott NOx emisszi.

Az NOx kpzdst befolysol tnyezk: lnghmrsklet, az gstrben lv oxign-koncentrci, valamint a lngnak a nagy hmrsklet znban val tartzkodsi ideje. Az NOx keletkezse ennek kvetkeztben visszaszorthat, ha cskken a nitrogn s oxign egyidej jelenlte a magas hmrskleten.

veggyrts

25

3.3.2.1 A tzels megvltoztatsa Az g-fvkk tmtsvel, valamint a keverkadagols lezrsval cskkenthet a kemencbe jut falsleveg, aminek rvn a keletkez NOx mennyisge akr 10 %-al is cskkenhet. A tkletes gshez 5-10 %-os lgfelesleg elegend (1-2 % oxignfelesleg). A lgfelesleget a sztchiometrikus rtkig cskkentve, jelents energia takarthat meg s cskken a kpzd NOx mennyisge. Ehhez azonban a fstgzban lv NO, CO s O2 folyamatos mrsre van szksg. Redukl tzelsnl megn a CO szint, a tzllanyagok korrzija felgyorsul s ez az atmoszfra befolysolja az veg minsgt. Tbb gvel zemel kemencn, a legmelegebb znban lv gket leveghinnyal, a hidegebb kemencerszben lvket pedig lgfelesleggel zemeltetve, biztostani lehet a kemence egszre a minimlis, sztchiometrikus rtkhez kzeli lgfelesleget, az NOx mennyisge pedig akr 40 %-al is cskkenthet.

Olajtzelsnl gzporlasztst, vagy nagy nyomssal zemel porlasztst alkalmazva, a porlaszt leveg kikszblhet. A lng legmelegebb rszn gy cskken a hmrsklet, s ennek kvetkeztben cskken az NOx kpzds.

Rekupertorral zemel kemenckben a hidegebb gsleveg miatt jval kevesebb NOx kpzdik, mint a nagymrtkben elmelegtett gslevegvel zemel regeneratv kemenckben. A hidegebb gsleveg viszont rosszabb hatsfokot, nagyobb energiafelhasznlst s kisebb olvasztsi teljestmnyt jelent. gy az 1 tonna vegre vonatkoztatott NOx s CO2 valamint a kndioxid- s porkibocsts vgeredmnyben kedveztlen lesz, ezrt ez a megolds krnyezetvdelmi szempontbl nem elnys.

Ha a ftanyag/leveg (ftanyag/oxign) keverket egy helyen vezetik be a kemencbe, az g kzelben egy magas hmrsklet, oxidl primer zna, az gtl tvolabb pedig egy hidegebb, szekunder zna alakul ki. A primer znban cskkentve akr az oxign, akr a ftanyag mennyisgt, kevesebb NOx keletkezik. A hinyz oxignt (levegt) vagy ftanyagot a tztr tvolabbi rszbe vezetik be, gy biztostva a tkletes gst.

A tbbfokozat leveg-adagolval mkd tzels jelenleg kiprbls alatt ll (BAS illetve OE AS eljrsok), de mr 10 kemence mkdik ilyen tzelssel. Az NOx emisszi cskkense gy elri a 70 %-ot.

A tbbfokozat ftanyag-adagols lnyege a kvetkez: a teljes ftanyag-igny 10 %-t kitev, kis impulzus gzlngot alaktanak ki az gnyakban; a szekunder lng krlveszi a primer lngot, cskkentve annak oxign-tartalmt, s a kzepben lv hmrskletet. Ez az eljrs knnyebben megvalsthat, mint a tbblpcss levegbevitel. Az elrhet NOx emisszi cskkens itt kb. 35 %.

Abban az esetben, ha fstgzt vezetnek be a lngba, cskken annak hmrsklete s oxign-tartalma. Az vegolvaszt kemenckben ez nehezen valsthat meg, emiatt ennek az eljrsnak vegipari alkalmazsa nem valszn.

Az alacsony NOx kibocsts g-tpusokat specilisan az vegipar rszre fejlesztettk ki. Ezek az gk a mr ismert mszaki megoldsokat alkalmazzk, a paramtereket oly mdon optimalizlva, hogy az NOx kpzds akr 30 %-al is cskken. Ms az gk szerkezete olajtzelsnl, s ms fldgztzels esetben.

Az alacsony NOx kibocsts gk jellemzi a kvetkezk:

a ftanyag leveg lass sszekeverse a tkletes gs biztostsa minimlis befvsi sebessggel

veggyrts

26

a lng emisszijnak nvelse a gz krakkolsa rvn, mert ily mdon cskken a lng hmrsklete

Az ltalnos vegipari tapasztalatok szerint a gztzels kemenck NOx emisszija nagyobb, mint az olajtzelsek. (Tjkoztatsul: 2 500 mg/m3 gztzelsnl, s 1 800 mg/m3 olajtzelsnl.) Ezt a klnbsget a kt ftanyag lngjnak eltr emisszija okozza: a fldgzlng hmrsklete magasabb a kisebb emisszi miatt. Az NOx emisszi cskkenthet a ftanyagnak (illetve a lngnak) megfelel kemence-konstrukci kialaktsval. Az U-lng kemenck NOx emisszija ltalban kedvezbb, mint a keresztlngak. (Az elbbieknl ez az rtk: 650-800 mg/m3 s 1,5 kg/1 tonna veg, az utbbiaknl: 700-1100 mg/m3 s 0,9-2 kg/1 tonna veg.)

A tzels megvltoztatsnak elnyei:

viszonylag kedvez kltsgek szinte minden kemencnl jelentsen cskkenthet az NOx emisszi zemel s j kemencken egyarnt alkalmazhat mdszerek krnyezetvdelmi szempontbl csak elnykkel jr mdszerek, amelyek gyakran

energia-megtakartst is eredmnyeznek

az alacsonyabb hmrsklet s kevesebb energia-felhasznls kedvezen hat az sszes tbbi emisszira

A tzels megvltoztatsnak htrnyai:

nagy gyakorlatot s tapasztalatot ignyl mdszerek a kvnt eredmny elrshez meg kell vltoztatni a kemence konstrukcijt az vegminsg biztostsa rdekben tekintettel kell lenni a redox llapot

megvltoztatsra

a tzllanyag korrzija miatt ellenrizni kell a CO-szintet a redukl hats miatt fokozdik az SO2 kpzdse.

3.3.2.2 A keverk-sszettel megvltoztatsa Az vegolvasztsnl nitrtokat oxidlszerknt s tisztulst elsegt anyagknt hasznlnak. A leggyakrabban ntrium-nitrtot, ritkbban (klnleges vegeknl) klium- s brium-nitrtokat alkalmaznak. Az olvaszts sorn a nitrtok elbomlanak: NO, NO2 valamint N2 s O2 keletkezik a reakci sorn. Az O2 oxidlja az vegolvadkot (a kt-vegyrtk vasbl hrom-vegyrtk vas lesz), tovbb a keverkben lv szerves anyagokat.

blsveg s skveg gyrtsnl ritkbb, klnleges, minsgi vegeknl (pldul teljesen szntelen vegeknl, fst- s bronzszn vegeknl) azonban gyakoribb a nitrtok hasznlata. Tjkoztatsul: az EU-ban az olvasztott veg 7-8 %-nl hasznlnak nitrtokat.

A nitrtbl kpzd NOx mennyisge fgg az veg redox-llapottl, a keverkkel rintkez lng redukl hatstl, s a tzelstl. ltalban 1 tonna veghez 5-10 kg NaNO3-ot hasznlnak fel (ez a keverk 0,5-1 %-a). Az olvaszts sorn fleg NO s O2 kpzdik, N2 s NO2 csak kisebb mennyisgben. A keverkben lv 1 % nitrtbl, 1 tonna vegre vonatkoztatva, elmletileg 5,4 kg NOx kpzdik, ami 8 % O2 mellet 2 700 mg/m3 koncentrcit jelent a fstgzban. Ipari krlmnyek kztt ennek 50-65 %-a jelenik meg emissziknt.

veggyrts

27

A nitrtok szulftokkal helyettesthetk, a helyettestsnl azonban kb. hromszoros mennyisgre van szksg, ami nveli az SOx kibocstst. Arzn-oxid is hasznlhat, de alkalmazsa, egyb okok miatt nem clszer. A crium-oxid is alkalmas helyettest anyag, de sokkal drgbb, mint a ntrium-nitrt. Tekintettel arra, hogy a nitrtok nem nlklzhetk s nem helyettesthetk (gazdasgosan s krnyezetvdelmi szempontok szerint), a cl az, hogy az olvasztshoz csak a lehet legkevesebb nitrtot hasznljanak.

3.3.2.3 A kemence-konstrukci megvltoztatsa A rekupertoros kemenck kedvez NOx emisszija alapjn a tervezk olyan kemence-tpusokat fejlesztettek ki, amelyek egyestik az alacsony NOx emisszit biztost megoldsokat. A legismertebb tpusok: a SORG cg LoNOx s a szakaszos zem Flex olvaszt kemencje.

A LoNOx kemence a kis vegmlysg tisztul kd s a keverk-elmelegts kombincija. Ez a konstrukci a termikus hatsfok cskkense nlkl biztostja az alacsony NOx emisszit. A kis kd-mlysg a f vegramlst a felszn kzelbe knyszerti, gy cskken az vegolvadk s a kemence felptmny hmrsklete kztti klnbsg, kvetkezskppen a kemence alacsonyabb hmrskleten zemel, mint egy hagyomnyos vegolvaszt kemence.

Az gslevegt rekupertorban melegtik el; a regenertorhoz kpest kisebb mrtk leveg-elmelegtst kt-fokozat keverk-, ill. vegcserp-elmelegtssel kompenzljk. A kemencbl tvoz fstgz az elmelegt znn ramlik keresztl, ahol a keverket felmelegti, majd a rekupertorba jut. A rekupertor utn a fstgz az vegcserepet melegti fel, mieltt a szabadba tvozik.

A LoNOx kemence hrom rszbl ll, hossz, keskeny felpts konstrukci. Az els rsz a keverk s az vegcserp elmelegtsre s megolvasztsra szolgl, ezt kveti a kis mlysg (400 mm vagy annl kisebb) tisztul tr. A kemence harmadik rsze az un. "deep refiner tpus munkakd. A kemenct olaj-, vagy gzgkkel ftik, amelyeket az olvaszttrben helyeznek el. A kemence egyes rszeit bels falak vlasztjk el egymstl. A kemencbe jut keverket nem a nagy hmrsklet kemence-felptmny melegti fel sugrzs rvn, hanem a keverk felett raml forr fstgz. A nagy hmrsklet-klnbsg miatt a htads igen hatkony. Az vegolvadk konvekcis ramlsait kis teljestmny villamos ptftssel s az olvasztsi zna vgn beptett buborkoltatval (bubbling) erstik.

Az vegcserp-elmelegtt a rekupertor utn, elklntve ptik be. Ebben a torony alak, ellenram hcserlben a fstgz s az vegcserp kzvetlenl rintkezik; a cserp fellrl csszik lefel, a fstgz pedig alulrl felfel ramlik. A cserp-oszlopban a fstgzt zsalurendszer osztja el egyenletesen. Az vegcserp kb. 5 rt tartzkodik a hcserlben, s tlagosan 400 oC-ra melegszik fel. A hcserlbe belp fstgz hmrsklete tlagosan 500 oC, a tvoz fstgz pedig kb. 200 oC.

Az alacsonyabb hmrsklet kvetkeztben az NOx emisszi kicsi: 420-440 mg/Nm3, ami 1 kg/1 tonna vegnek felel meg. Az emisszi az zemi tapasztalatok alapjn s a tzels optimalizlsval tovbb cskkenthet.

Az LoNOx kemence zemeltetse alig drgbb, mint a hagyomnyos kemenc, beruhzsa viszont kltsgesebb. A kemence alkalmazsnak elfelttele a nagy, 70 % vagy annl nagyobb cserparny. Csak tptssel, vagy j beruhzsknt pthet meg. A kemence h-felhasznlsa 3,3, GJ/1 tonna veg, 90-95 %-os cserparny s 3 % villamos ptfts mellett. Azonos olvasztsi teljestmnyt alapul vve, az LoNOx kemence helyignye

veggyrts

28

nagyobb, mint a hagyomnyos kemenc (drgbb beruhzs). A kis vegmlysgnek ksznheten viszont ez a kemence alkalmas minsgi barna veg gyrtsra, mg 95 %-os cserparny s vegyes, sznes vegcserp alkalmazsa mellett is.

A nagymennyisg vegcserp felmelegtse sorn szerves anyag esetleg szag kerlhet a szabadba, st esetleg dioxin/furn is.

3.3.2.4 A FENIX eljrs Ez az eljrs a mr ismert elsdleges eljrsok kombincija, a tzels optimalizlsval sszekapcsolva, melynek rvn energia-megtakarts rhet el.

A FENIX eljrs clja:

a lgfelesleg cskkentse, a CO emisszi nvekedse s az vegminsg romlsa nlkl,

a lnghmrsklet egyenletess ttele, s a kemence tlhevlt rszein a hmrsklet cskkentse,

az gsleveg s a ftanyag tkletes, szablyozott keveredse. A fenti clok elrse rdekben az egsz tzelsi rendszert mdostottk, s teljesen j rendszer porlasztkat alkalmaznak. A mdosts rinti a kemence mr s szablyoz rendszereit; a regenertorok tetejn pldul oxign-elemzst vgeznek, a lgfelesleg pontos szablyozsa rdekben. Az eljrs szabadalommal vdett.

A lng egyenletes hmrsklett a lng trfogatnak nvelsvel, valamint a ftanyag s az gsleveg fokozatos sszekeversvel biztostjk. A kemence legmelegebb pontjn 100 %-os oxign-tzels is alkalmazhat; a ftanyag/oxign fokozatos keveredst a kzjk befujt inert gzzal (CO2 vagy fstgz) ksleltetik. Ennek kvetkeztben a lng kialakulsa eltoldik a kemence kzepe fel, s megn a lng trfogata. Ptllagos (szekunder) ftanyag-porlasztk s leveg/oxign lndzsk alkalmazsval biztostjk az vegfelszn felett a kvnt oxidl atmoszfrt, az egsz kemencre vonatkoz lgfelesleg nvelse nlkl.

A FENIX eljrssal egy keresztlng, olajjal fttt skveg (floot) kemencn az NOx koncentrci 1600 mg/m3-rl 580 mg/m3-re (4 kg/1 tonna vegrl 1,25 kg/1 tonna vegre) cskken, az energia-felhasznls pedig 5,7 GJ/1 tonna vegrl 5,4 GJ/1 tonna vegre, 21 %-os cserparny mellett. Ennek kvetkeztben a beruhzsi tbblet-kltsg (j g-porlasztk, j kemence-szablyozs) 2 v alatt megtrl. A FENIX eljrs gzfts kemencken trtn alkalmazsa folyamatban van.

3.3.2.5 Oxign-tzels Oxign-tzelsnl az gslevegt 90 %-nl nagyobb tisztasg oxignnel helyettestik, ennek kvetkeztben termikus NOx a kemencben gyakorlatilag nem keletkezik. Az oxign-tzels mind olaj-, mind gztzelsnl alkalmazhat, de elssorban gztzelsnl alkalmazzk. A keletkez fstgz mennyisge az oxign tisztasgtl fggen 70-80 %-al cskken, s szinte kizrlag CO2 bl s vzgzbl ll.

Az oxign-tzels kemenck konstrukcija a rekupertoros kemenckvel azonos; oldalfalon elhelyezett gkkel s egyetlen fstgz-elszvssal zemelnek, hhasznosts nlkl (Unit-Melter kemence). Tekintettel arra, hogy az gslevegben lv nitrognt nem kell a lng hmrskletre felhevteni, energia takarthat meg. A kemencbe a nitrogn bejuthat az oxignnel (max. 4-6 %), a ftanyaggal (fldgzban 2-15 %), a falslevegvel, valamint a nyersanyag-keverk anyagaival. A kemencbl igen magas hmrsklet fstgz tvozik

veggyrts

29

(1200-1300 oC), amelyet ltalban hideg leveg bevezetsvel htenek le. A lehttt fstgz trfogata a hagyomnyos kemencbl tvoz fstgz 70-150 %-a.

Az oxign-tzelshez alkalmazott gk jelents fejldsen mentek keresztl; jelenleg az vegolvaszt kemenckre kifejlesztett specilis gket hasznlnak. Ezen gk sajtossgai a kvetkezk:

hossz, lapos, vilgt lng az veg felsznn sztterl lng a ftanyag s az oxign ksleltetett keveredst biztost gk (az O2-ben ds lng-

znban alacsonyabb maximlis hmrsklet alakul ki)

vzhts nlkli zemels a lng impulzusnak s alakjnak vltoztatsa tbb ftanyaggal trtn zemels.

A kemenct vagy szlltott (kis kemence, cseppfolys oxign), vagy helyben ellltott oxignnel tplljk. Egyes esetekben (ha a kzelben van oxignt elllt zem) lehetsg van a vezetkes oxign-elltsra is. Az veggyrban, helyben trtn oxign-ellltsra mind a kriogn, mind az abszorpcis mdszer alkalmazhat. Az oxignt elllt zem lehet a szolgltat-szllt vllalat, vagy az veggyr tulajdona. Kis fogyaszts esetn (1 vagy 2 kemence) ltalban az abszorpcis, mg nagy fogyaszts esetben (floot skveg kemence) a kriogn oxign-gyrtst alkalmazzk.

A levegvel trtn tzelshez kpest, oxign-tzelsnl az NOx emisszi 70-90 %-al cskken, s rtke 0,3-0,8 kg NOx/1 tonna veg. A kevesebb fstgz miatt, az egyb szennyez anyagok koncentrcija viszont nagyobb, de a hts sorn felhgtott fstgz trfogatra vonatkoztatott koncentrcik mr kzeltenek az tlagrtkekhez. Az vegfelszn feletti kisebb ramlsi sebessgnek, s az rvnyls hinynak ksznheten, cskken a kemence egyb emisszija is (por, fluoridok, kloridok stb.) A por-emisszi mszalkli-vegnl 0,2-0,3 kg/1 tonna veg, s a cskkens klnsen jelents boroszilikt-vegnl. A ftanyag-megtakarts kvetkeztben cskken a CO2 s olajtzelsnl az SO2 emisszi.

Az oxigntzels kemence beruhzsnl figyelembe kell venni a kvetkezket: hcserl elmaradsa (olcsbb beruhzs), drgbbak az gk, ltalban drgbb (jobb minsg) tzllanyagok, drga biztonsgi berendezsek.

Rszleges oxign-tzelst is rgta alkalmaznak az vegiparban; egyrszt az vegminsg javtsra, msrszt az olvasztsi teljestmny nvelsre (kemenceperidus vgn a teljestmny-cskkens kompenzlsra). A gyakorlatban kt megoldst alkalmaznak: a hagyomnyos tzelsnl egyszeren oxignt fjnak a kemencbe, vagy oxignnel zemel gvel egsztik ki a hagyomnyos tzelsi rendszert.

Az oxign-tzels elnyei:

jelentsen cskken az NOx emisszi (70-90 %-os cskkens) olcsbb beruhzs a szksges berendezsek nem drgbbak a hagyomnyos berendezseknl kisebb energia-felhasznls a por s illkony anyagok emisszija cskken

veggyrts

30

a kevesebb fstgz kvetkeztben, az esetlegesen szksges szr/tisztt berendezsek beruhzsi kltsge kisebb

n a kemence teljestmnye, s az olvaszts jobban szablyozhat. Az oxign-tzels htrnyai:

ha nem sikerl jelents energit megtakartani, az eljrs drga, klnsen nagy mret mszalkli-veg kemenck esetben

a kltsgek nagy mrtkben fggnek a helyi adottsgoktl a felgyorsult tzllanyag-korrzira mg nem talltak megoldst az oxign-elllts villamos energit fogyaszt a termikus NOx cskken, nem cskken viszont a nitrtok bomlsbl keletkez NOx

mennyisge

csak a kemence tptsnek idejn lehet tllni oxign-tzelsre az oxign ellltsa, trolsa megfelel biztonsgi berendezseket ill. intzkedseket

ignyel

az oxign ellltsa zajt okoz. 3.3.2.6 Ftanyaggal vgzett redukci (CFR eljrs) Ennl az eljrsnl ftanyagot vezetnek a fstgzba, ahol a lejtszd kmiai reakcik eredmnyekppen az NOx N2-v redukldik. Az vegiparban a 3R elnevezs, valamint az utgetses eljrst alkalmazzk. Mindkt eljrs alkalmazsa a regeneratv kemenckre korltozdik.

3.3.2.6.1 A 3R eljrs

A regenertorok tetejn ellenrztt mennyisg gzt, vagy olajat adagolnak, ami (a lejtszd kmiai reakcik eredmnyekppen) az NOx-et N2-v reduklja. A regenertor biztostja az ehhez szksges hmrskletet, a turbulens keveredst, tovbb a szksges tartzkodsi idt. Innen ered a 3R elnevezs: regenertor, redukci, reakci.

A folyamat kt rszben jtszdik le: az NOx rszben s a kigs rszben. Az els rszben a ftanyagbl szrmaz gykk s az NO kztt reakcik mennek vgbe. Ezek a gykk (CHx) a regenertorba juttatott ftanyag pirolzise sorn keletkeznek igen rvid id alatt. A lejtszd reakcik:

CH4 + OH / O / O2 CHx + H2O CH4 CHx CHx + NO HxCN + O CHx + NO HxCNO + H Ezek a gyors reakcik a regenertor fels rszben mennek vgbe, s az NOx-nek kb. 25 %-t

redukljk. Ezutn, a regenertor rcsai kztt (az elegend id s a megfelel hmrskletnek ksznheten) a fstgzban lv (a primer s szekunder ftanyagbl szrmaz) CO s H2 a megmaradt NO-t N2-v reduklja. A lejtszd reakcik:

CO + NO N2 + CO2

veggyrts

31

H2 + NO N2 + H2O A 3R mvelet msodik, kigsnek nevezett rszben, a regenertor utn (szablyozott mennyisgben) adagolt levegvel elg a maradk CO s H2. Az gsi reakcik:

CO + O2 CO2 CO + OH CO2 + H CO + H2O CO2 + OH A 3R eljrssal 500 mg/Nm3rtk NOx emisszi rhet el (8 % O2-re vonatkoztatva), ami 1,0-1,5 kg/1 tonna vegnek felel meg. Ez az sszes NOx 70-85 %-os redukcijt jelenti. A 3R eljrs mind zemel, mind tptett/j kemencn alkalmazhat, gy olaj-, mint fldgztzels esetn. A beruhzsi kltsg viszonylag kicsi, de ehhez jrul mg a licenc-dj. Az zemeltetsi kltsg viszont megn, mivel a 3R eljrs a ftanyag-felhasznlst kb. 7 %-al megnveli (s ezzel egytt n a CO2 emisszi is). Ez a tbbletenergia viszont hulladk-hhasznostssal (kazn) visszanyerhet.

A 3R eljrs elnyei:

az NOx emisszi jelentsen cskken minden regeneratv kemencn alkalmazhat nem kell megvltoztatni sem a kemenct, sem annak zemeltetst beruhzsa olcs alkalmazshoz nem kell a kemenct lelltani nincs szksg vegyszer reagensre a tbbletenergia-fogyaszts hulladk-hhasznostssal kompenzlhat bevlt, ismert eljrs brmely eredet NOx-et redukl

A 3R eljrs htrnyai:

tbblet-energit ignyel (kb.7 %-os tbblet) nagyobb a CO2 emisszi egyes tzllanyagok (regenertor-rcs) krosodnak a nem regeneratv kemencken nem alkalmazhat.

veggyrts

32

3.3.2.6.2 Utgetses eljrs

Ezt a (kaznoknl mr bevlt) eljrst elssorban fldgztzels kemencknl alkalmazzk az vegiparban. Az eljrs vzlata a kvetkez:

A tzels 3 znra oszthat. A primer znban a kemence meglv giben sztchiometrikus vagy leveghinyos tzelst vgeznek, s az itt keletkez NOx redukldik az utget znban, ahov ptllagos ftanyagot (a primer ftanyag 5-20 %-a) adagolnak. Itt a ftanyagbl kpzd gykk (elssorban CH) hatsra a jelenlv NO-bl HCN s NH3 kpzdik. Ezek a vegyletek reakciba lpnek a maradk NO-val, a reakci termke a molekulris N2. A megmarad ghet alkotk a kiget znban a beadagolt levegvel gnek el. Ha az utget znban izotermikus felttelek s legalbb 0,5 s tartzkodsi id biztosthat, elmletileg jelents NOx redukci rhet el. A lejtszd reakcik:

CH4 CH CH + NO HCN HCN + OH NH2 NH2 + NO N2

Az utget znt az olvasztkemence azon rszn alaktjk ki, ahol az veg tvozik az olvaszt trbl, a kigsre szolgl levegt pedig kzvetlenl a hcserl (regenertor vagy rekupertor) eltt vezetik be a fstgzba.

Ezzel az eljrssal az NOx emisszi kb. a felre cskkenthet, rtke 350 t /24 h teljestmny blsveg kemencnl 2 500 mg / Nm3, 5 % tbblet fldgz felhasznlsa mellett. A szekunder fldgz mennyisgt 9 %-ra nvelve az emisszi rtke 1 000 mg / Nm3-re cskkent. A hcserl eltt trtn leveg-bevezets (vgs kigets) hatsra a fstgz hmrsklete 40-80 oC-al megn, aminek kvetkeztben emelkedik az gsleveg elmelegtsi hmrsklete is. Ez a tbbletenergia-felhasznlst rszben (kb. 2/3) kompenzlja.

primer leveg

primer

zna

utget

zna

kiget

zna

primer ftanyag

ftanyag

fldgz

ptllagos leveg

veggyrts

33

3.3.2.7 Szelektv katalitikus redukci (SCR eljrs) Az SCR eljrsnl az NOx-et kataliztor gyban ammnia reduklja 200-500 oC (optimlisan 300-450 oC) hmrskleten. A kataliztor fm vagy kermia hordozn rgztett vandium- s titn-oxid (TiO2 ill. V2O5). Zeolit molekulris szr is alkalmazhat, ez esetben

A reakci a mikroszkpikus mret prusokban jtszdik le. A kataliztorok lettartama az vegiparban ltalban 3 v, ezutn az aktivits romlik. Az vegiparban modul rendszer, mhsejt szerkezet kataliztorokat alkalmaznak; gy a kataliztor knnyen cserlhet, s szksg esetn bvthet. Az NH3-at folyadk, vagy vizes oldat formjban permetezik a fstgzba a kataliztor eltt. Az NH3/NOx arny ltalban kisebb, mint 1,1/1, hogy az ammnia ne tudjon tjutni a kataliztoron.

A lejtszd reakcik:

4 NO + 4 NH3 + O2 4 N2 + 6 H2O 6 NO2 + 8 NH3 7 N2 + 12 H2O 2 NO2 + 4 NH3 + O2 3 N2 + 6 H2O A nem kvnatos, de esetleg vgbemen reakcik:

2 NH3 + 2 O2 N2O + 3 H2O 2 SO2 + O2 2 SO3 SO3 + NH3 + H2O NH4HSO4 Az SCR eljrsnl az N2O kpzds jelentktelen, nehzsget az SO3 s az ammnium-biszulft (NH4HSO4) okoz, ami elssorban a kn-tartalm ftanyagoknl fordul el. Az ammnium-biszulft, tovbb a fstgzban esetleg jelen lv MgO, CaO, Na2O, K2O illetve nehzfm kataliztor-mreg. Ha a fstgz sok port tartalmaz, a kataliztor eltt szrt (EP vagy zskos szrt) kell bepteni, mert a por-koncentrcit 10-15 mg/m3-re kell cskkenteni. A zskos porszr htrnya, hogy utna a gzt vissza kell melegteni a kataliztor ltal megkvnt hmrskletre. A szr utn megmarad finom por lerakdst a kataliztorban (eltmds) tisztt leveg rendszeres tfvsval (znnknt) lehet megakadlyozni.

Ezzel az eljrssal az NOx emisszi 75-90 %-al cskkenthet, a kataliztor s az ammnia mennyisgtl fggen. A krnyezetbe tvoz fstgzban az NOx 200-500 mg/Nm3, ami 0,5-1 kg/1 tonna vegnek felel meg. Az eljrst elsdleges mdszerekkel kombinlva az emissz tovbb cskkenthet. (A megengedett hatrrtk ltalban 500 mg/m3.

Az eljrs kltsges beruhzst ignyel, klnsen akkor, ha porszrt is kell alkalmazni. Az zemeltetsi kltsg viszont kedvez. Az eljrs mind zemel, mind j/tptett kemencn alkalmazhat a legtbb vegfajta esetben. Az alkalmazst viszont korltozza a fstgz SO2 tartalma, a kpzd ammnium-biszulft kataliztort mrgez s korrzis hatsa miatt. Boroszilikt vegnl is alkalmazzk az SCR eljrst, de veggyapotnl nem. A problmt a br-tartalm (elssorban br-sav) vegyletek okozzk, amelyek 60 oC-ig kondenzldnak teht a kataliztor zemi hmrskletn mg jelents mennyisgben vannak jelen, s gtoljk a kataliztor mkdst.

Az SCR eljrs elnyei:

hatkony NOx redukci minden eredet NOx-et redukl jl illeszthet az integrlt krnyezetvdelmi rendszerbe

veggyrts

34

kell vegipari (s egyb ipargi) tapasztalat ll rendelkezsre a szlltk teljestmny-garancit adnak.

Az SCR eljrs htrnyai:

egyes esetekben (olaj-tzels, brtartalm vegek) tovbbi mszaki megoldsokat kell kidolgozni

az ammnia trolsa s adagolsa biztonsgi s krnyezetvdelmi problmt jelent az eljrs energit fogyaszt porszrst, fstgz-semlegestst s kis SO2 tartalmat ignyel a beruhzs drga, klnsen kis kemencknl nagy a helyignye egyb, olcsbb eljrsok kifejleszts alatt llnak a kataliztornak vges az lettartama a kataliztor zemi hmrsklete nem teszi lehetv a hvisszanyerst rekupertoros kemencnl a fstgzt hteni kell.

3.3.2.8 Szelektv, kataliztor nlkli redukci (SNCR eljrs) Ennl az eljrsnl ugyanazok a kmiai reakcik jtszdnak le, mint az elzekben ismertetett SCR eljrsnl, de kataliztor nlkl, 800-1100 oC (optimlisan 950 oC) hmrskleten.

Az NOx hatkonysgt befolysol tnyezk:

hmrsklet a kiindulsi NOx koncentrci az ammnia s a fstgz tkletes keveredse az ammnia / NOx arny a reakci idignye (1-2 s).

A megfelel hmrsklet s ammnia / NOx arny betartsa nem kis feladat, klnsen vltoz kemence-terhels mellett. Nem megfelel zemeltets esetn a rendszerbl ammnia tvozhat, tovbb N2O s ammnium-biszulft kpzdhet. Az ammnium-biszulft kpzdsnek nagyobb a valsznsge, mint a kataliztoros redukcinl, mert ez esetben a kmiai reakcik eltt nincsen semmilyen szr/levlaszt berendezs. Az NOx redukci 30-70 %-os, de elrtk mr a 80 %-os hatkonysgot is. Ezt az eljrst knnyebb rekupertoros, mint regenertoros kemencn alkalmazni. Mind zemel, mind tptett/j kemencn lehet alkalmazni.

Az SNCR eljrs elnyei:

megfelel zemi krlmnyek kztt hatkony NOx redukci olcs beruhzs nincs szksg kataliztorra kismrtk a tbbletenergia-felhasznls

veggyrts

35

Az SNCR eljrs htrnyai:

az ammninak a megfelel hmrsklet-tartomnyban trtn injektlsa nem problma mentes, klnsen a regeneratv kemencknl

nem megfelel hmrskleten NH3 kerl a szabadba, illetve megn az NOx emisszi az ammnia trolsa s adagolsa biztonsgi s krnyezetvdelmi problmt jelent krosodhat a regenertor tzllanyaga.

3.3.3 Az SOx kibocsts cskkentsnek lehetsgei

Az SOx kn-dioxidot (SO2) s SO2 ekvivalensben megadott kn-trioxidot (SO3) jell. Az vegipari kemenck fstgzban szinte kizrlag SO2 van jelen, a kis mennyisg (kisebb mint 0,35 %) SO3 200 oC alatti hmrskleten gz, vagy sav-kd formjban jelenik meg. A kn-oxidok egyrszt a ftanyagbl, msrszt a keverkben lv anyagok bomlsbl szrmaznak, s a fstgzban lv egyb vegyletekkel reakciba lpve port kpeznek. Mszalkli vegnl a por-emisszi kb. 98 %-t a szulftok teszik ki. A villamos fts kemencknl az SO2 emisszi kicsi, s kizrlag a nyersanyagok bomlsa sorn keletkezik. Az svnygyapotot gyrt kpol-kemenck redukl atmoszfrjban a ftanyagbl, illetve a nyersanyagbl szrmaz kn SOx s H2S formban van jelen, s gy is tvozik a kemencbl. Az EU-ban zemel berendezsekben az ilyen fstgzokat utgetssel kezelik, aminek sorn a H2S SO2-v oxidldik.

3.3.3.1 A ftanyag megvlasztsa Olajtzelsnl az SOx elssorban az olaj kn-tartalmbl szrmazik. Klnbz kn-tartalm ftolaj ll rendelkezsre: < 1 %, < 2 %, < 3 % s > 3 %. A fldgz gyakorlatilag knmentes. Tjkoztatsul a klnbz ftanyagok SOx emisszija mszalkli veg olvasztsnl:

Ftanyag megnevezse SOx (SO2-ben megadva) mg/m3 fldgz 300 1 000

1 % kn-tartalm ftolaj 1 200 1 800

2 % kn-tartalm ftolaj 2 200 2 800

A fldgztzels kisebb SOx emisszijval 25-40 %-al nagyobb NOx kibocsts jr egytt. A ftanyag kivlasztst ezen tlmenen annak ra is befolysolja. A fldgztzels ltalban elterjedt az vegiparban.

A kisebb kn-tartalm olajra val ttrs semmilyen vltoztatatst nem ignyel sem a kemencn, sem az grendszeren. A fldgzra val tlls viszont az ellt-, biztonsgi-, s grendszer tptst ignyli.

3.3.3.2 A keverk-sszettel megvltoztatsa A keverk-sszettel meghatrozsnl figyelembe kell venni, hogy a leggyakrabban ntrium-szulftot alkalmaznak tisztulst elsegt anyagknt, illetve oxidl szerknt, amely az olvaszts sorn SOx-re s az veg szerkezetbe bepl Na2O-ra bomlik. Hasonlan bomlik el a klium- s kalcium-szulft is. Nagyon fontos, hogy szulftot csak a felttlenl szksges mennyisgben hasznljanak. Tisztulst elsegt anyagknt s oxidl-szerknt szulftot alkalmazva, az SOx emisszi 200-800 mg/Nm3, ami 0.2-1,4 kg/1 tonna vegnek felel meg.

veggyrts

36

Az svnygyapot s salakgyapot gyrtsnl keletkez SO2 a kokszbl, a kohsalakbl s a cementkts brikettbl szrmazik. A salak 0.6-1,5 sly% knt tartalmaz, amelybl H2S s SO2 keletkezik. A kn-tartalom ellenre salakot tovbbra is alkalmazni fognak, a kvetkez elnyk miatt:

a mszkvet salakkal helyettestve energia takarthat meg s cskken az emisszi kevesebb vasat tartalmaz, ennek kvetkeztben ritkbban kell csapolni, javul a

kihozatal

javul az olvadk szlkpz tulajdonsga a kohsalak hulladk, amit egybknt trolni kell a salak olcsbb, mint azok az anyagok, amelyeket helyettest.

A salak hasznlatval egytt jr nagyobb SOx emisszi msodlagos tisztt eljrssal jelentsen cskkenthet.

A cementkts brikett kn-tartalma ltalban 0,16 %. A brikett rszarnya a keverkben elrheti a 45 %-ot.

3.3.3.3 Szraz s flszraz levlaszts A szraz s a flszraz levlaszts alapelve azonos: a fstgzba abszorbens anyagot vezetnek be, ill. oszlatnak el. Az abszorbens anyag reakciba lp az SOx-el, s azzal szilrd anyagot kpez, ami elektrosztatikus vagy zskos porszrvel levlaszthat. Az alkalmazott reagens az SOx-en tlmenen ms savas gzokat elssorban a HCl-t s HF-et tovbb bizonyos szeln vegyleteket is megkt. A reagens anyagot kzvetlenl be lehet fjni a fstgz-vezetkbe, de hatkonyabb az eljrs reakci-torony (szraz eljrs), illetve reakcikamra (flszraz eljrs) alkalmazsa esetn.

Az abszorbens szraz eljrsnl Ca(OH)2 vagy NaHCO3 illetve Na2CO3 por, flszraz eljrsnl pedig Na2CO3 vagy CaO illetve Ca(OH)2 vizes oldata vagy szuszpenzija. A vz elprolgsa egyben hatkonyan hti a fstgzt.

Az abszorpci hatkonysga fgg a reagens mennyisgtl, a fstgz sszetteltl, a reakci hmrsklettl, az abszorbens fajlagos fellettl, s a tartzkodsi idtl. Legtbbszr a szthiometrikusnl tbb abszorbenst hasznlnak. Az vegiparban ltalban a szraz eljrst alkalmazzk elektrosztatikus porlevlasztval, a reagens Ca(OH)2 s az abszorpci hmrsklete mintegy 400 oC. Zskos porszr alkalmazsa esetn a fstgzt kb. 200 oC hmrskletre kell lehteni, a hmrsklet cskkensvel viszont rohamosan cskken az abszorpci hatkonysga, amely a 200-280 oC hmrsklet-tartomnyban ri el a minimumt. 200 oC alatti hmrskleten ami a zskos porszrk mkdsi tartomnya az abszorpci ismt hatkony, egyes esetekben hatkonyabb, mint 400 oC -on.

A szraz eljrs hatkonysga Na2CO3 abszorbenssel 300 oC 400 oC hmrsklet-tartomnyban:

Szennyezs SOx megkts hatkonysga

SO2 < 50 %

SO3 90 %

HCl 50-75 %

HF 10-40 %

veggyrts

37

SeO2 30-60 %

A ritkbban alkalmazott flszraz eljrs hatkonysga Na2CO3 abszorbenssel, s a zskos porszr ltal megkvnt alacsony hmrskleten:

Szennyezs SOx megkts hatkonysga

SO2 90 95 %

HCl > 90 %

HF > 85 %

SeO2 > 90 %

A flszraz eljrsnl alkalmazott Na2CO3 s NaHCO3 hatst gyakorol az NOx emisszira is, az vegipari tapasztalatok szerint azonban az nem cskken jelentsen. Az optimumot 120 oC 160 oC hmrskleti tartomnyban tapasztaltk.

A porlevlasztban sszegyl, port rszben vagy egszben, jra fel lehet hasznlni az vegkeverk ksztsnl. A szrben sszegylt por jra felhasznlsa esetn, fldgztzelsnl az SOx emisszi 200-800 mg/Nm3, olajtzelsnl pedig 800-1600 mg/Nm3.

Kevs vegcserppel vgzett olvasztsnl a levlasztott por nem elegend, a keverkbe tovbbi szulftot kell bevinni. Sok cserepet hasznlva, olajtzelsnl viszont tbb a levlasztott szulft-por, mint amennyi a keverkbe visszaadagolhat, gy annak elhelyezsrl gondoskodni kell. Ennek az elhelyezse ltalban tbbe kerl, mint a kisebb kn-tartalm olajra val ttrs. Kalcium-hidrt abszorbens hasznlatnl a levlasztott port csak korltozottan lehet jra felhasznlni a keverkksztsnl.

svnygyapot gyrtsnl az SOx levlasztst az utget s a szr kz kell bepteni. Egy 6 kupolkemencvel mkd gyrban ksrletkppen kn-savat lltottak el a szraz eljrssal levlasztott SOx- bl, de az egsz rendszer nem bizonyult gazdasgosnak. Kzetgyapot-gyrtsnl eredmnyesen alkalmazzk a venturi-rendszer gztiszttt, de a porlevlaszts nem olyan hatkony, mint zskos porszr alkalmazsnl.

A szraz s flszraz SOx cskkent eljrsok elnyei:

az SOx emisszi jelentsen cskkenthet egyb anyagok is kiszrhetk a fstgzbl (kloridok, fluoridok, szeln vegyletek,

egyb savas anyagok, pl. a br-sav)

a kiszrt por jra hasznosthat az vegkeverkben; cskken a szulft-tartalm nyersanyagok felhasznlsa.

A szraz s flszraz SOx cskkent eljrsok htrnyai:

az eljrs energit fogyaszt egyes esetekben szilrd hulladk kpzdik (akkor, amikor az sszes kiszrt szulft-por

nem hasznlhat fel jra)

ptllagos beruhzsi s zemeltetsi kltsget jelent.

veggyrts

38

3.3.4 A fluoridok (HF) s kloridok (HCl) cskkentsnek lehetsgei

A HF s HCl emisszi egyrszt a nyersanyagok szennyez anyagaibl, msrszt azokbl az anyagokbl szrmaznak, amelyeket bizonyos vegtulajdonsgok biztostsa rdekben adagolnak az vegkeverkbe. Ezen szennyezket tartalmaz nyersanyagok:

az iparilag ellltott szda ltalban 0,05-0,15 % NaCl-t tartalmaz a dolomitban jelents fluorid szennyezs lehet az idegen vegcserp jelents mennyisg kloridot, fluoridot s fmeket tartalmazhat.

A nagy cserp-arnnyal dolgoz kemencknl ezek a szennyez anyagok idvel sszegylnek az vegben

a porlevlasztkbl szrmaz, jra felhasznlsra kerl porban feldsulnak a fluorid s klorid vegyletek

egyes ftanyagok (pl. a koksz) kloridokat is tartalmazhatnak. A legtbb fluoridot s kloridot a skveg- s blsveg-kemenck bocstjk ki. A kloridok s fluoridok emisszijt elssorban a nyersanyagok megfelel kivlasztsval, valamint az albb felsoroland mdszerekkel lehet cskkenteni:

a cserp-arny nvelse; ily mdon cskkenthet az olvasztsi hmrsklet s a cserppel kevesebb kloriddal szennyezett szdt kell felhasznlni

villamos-ptfts jobb kemencekonstrukci s geometria alkalmazsa az gk elhelyezse a lgfelesleg cskkentse alacsony NOx kibocsts gk alkalmazsa oxign-tzels villamos olvaszts.

A fluorid szennyezs a fritt-gyrtsnl (mzak, zomncok), valamint az oplveg-gyrtsnl a legjelentsebb. Az emisszi cskkentsre az SOx megktsre hasznlt szraz s nedves eljrs alkalmazhat, ugyanazokkal az abszorbensekkel.

3.3.5 A szn-dioxid (CO2) s a szn-monoxid (CO) cskkentsnek lehetsgei

A szn-dioxid a ftanyagok gse, valamint az olvasztsnl a karbont nyersanyagok bomlsa sorn keletkezik. A szn-monoxid a tkletlen gs sorn keletkezik, de az vegiparra ez a tzelsi md nem jellemz. A kpol-kemenckbl (kzet- s salakgyapot gyrts) tvozik ugyan CO, de ezt utgetssel CO2-v oxidljk. A szn-dioxid nem tartozik a Directice 96/61/EC annex III-ban felsorolt f szennyez anyagok kz, annak ellenre, hogy krnyezetkrost hatsa jl ismert. Cskkentsre az vegcserp-felhasznls nvelse, valamint a karbontos nyersanyagok ms anyagokkal trtn helyettestse nyjt lehetsget.

veggyrts

39

3.4 A nem olvasztsbl szrmaz levegszennyezs cskkentse

3.4.1 Az emisszi-cskkents lehetsgei az blsveggyrtsnl

Az blsveggyrtsnl a kszre formzott, de mg meleg vegrra n- s titn-vegyleteket (SnCl4; TiCl4; C4H9SnCl3) fjnak, aminek eredmnyekppen az vegfelleten vkony fmoxid-rteg alakul ki. Az vegr feszltsgmentestse utn szintn alkalmaznak felletkezelst, de ennek sorn csak elhanyagolhat krnyezet-szennyezs lp fel. A meleg oldali felletkezels sorn HCl, kloridok, valamint SnO2 s TiO2 szennyez anyagok, tovbb a reakciba nem lpett anyagok jelentik a szennyezst.

A szennyezst jelent gzok kezelsre a kvetkez eljrsok llnak rendelkezsre:

a szabadba trtn kibocsts j eloszlatssal az elszvott gz nedves levlasztban trtn kezelse az elszvott gznak a kemence fstgzba trtn bekeverse az elszvott gznak a kemence gslevegjbe trtn bekeverse

A felsorolt mdszerek alkalmazsval a kvetkez emisszis szintek biztosthatk:

HCl

veggyrts

40

szerszmokat ltalban vzzel htik, gy porzs nincs, de a keletkez port a htvzbl ki kell szrni.

A sav-polrozsnl folysavat s kn-savat alkalmaznak, s a mvelet sorn H2SiF6 kpzdik. A savfnyezs utn a folyadkot kmiai kezelssel semlegesteni kell. A savfnyezst lngpolrozssal, lzerpolrozssal vagy mechanikus polrozssal clszer helyettesteni.

3.4.4 Az emisszi-cskkents lehetsgei az veg- s svnygyapot gyrtsnl

Az veg- s svnygyapot gyrtsnl a kvetkez mveletek sorn kpzdnek kros anyagok: szlkpzs fenol-gyanta bevonssal, a gyanta hkezelse, a termk megmunklsa s a csomagols.

3.4.4.1 A szlkpzsnl keletkez kros anyagok cskkentse A szlkpzsnl a fenol-gyanta mellett vizet is permeteznek az elszv vezetkbe, illetve az elszv ventilltorba. A vzpermet egyrszt megakadlyozza a szlas anyagoknak az elszv vezetkben trtn lerakdst, ill. feltapadst, msrszt a gzrambl szilrd anyagot s gzkomponenseket is kimos. A kpol kemenck (svnygyapot) rvid lettartama miatt az anyaglerakds az elszv vezetkben nem okoz nehzsget, (tisztthat), ezrt itt a vzbepermetezst nem alkalmazzk. A szlkpzsbl szrmaz gz szilrd szemcsket (szerves s szervetlen anyagok), fenolt, formaldehidet s ammnit tartalmaz. A gz a krnyezeti hmrskletnl melegebb, s vzbepermetezs esetn vzgzzel teltett. A kibocstst a kvetkezk befolysoljk:

a ktanyag kmiai sszettele a szlkpzsi mdszer zemi paramterek (hmrsklet, levegmennyisg, vz) a ktanyag mennyisge a ktanyag felhordsnak mdja.

Ezen paramterek optimalizlsval a krosanyag-emisszi jelentsen cskkenthet. A ktanyag helyes megvlasztsa s alkalmazsa ezen tlmenen a vgtermk rt is jelentsen befolysolja.

A ktanyag: vz, fenol-gyanta, (trimetil-fenol, dimetil-fenol, formaldehid keverk), karbamid, ammnium-szulft, ammnia, sziln, svnyolaj s sziln keverke, amely esetenknt egyb komponenseket is tartalmazhat. A karbamid reduklja a szabad formaldehidet s javtja a ksztermk hllsgt. Htrnya viszont az, hogy cskkenti a gyanta vzoldhatsgt, tovbb ammnit szabadt fel mind a szlkpzsnl, mind a hkezels sorn. Krnyezetvdelmi szempontbl mgis a lehet legtbb karbamid alkalmazsa clszer, mert cskkenti a formaldehid-emisszit, fenolt helyettest, s bomlsi termkei kevsb krosak, mint a fenol bomlsi termkei, s a tkletlen elgsbl szrmaz anyagok.

Az ammnia nveli a ktanyag vzoldhatsgt, reakciba lp a szabad formaldehiddel, s biztostja a megfelel pH rtket a rendszerben. Az ammnium-foszft a gyanta ktst segti. A sziln a szervetlen veg s a szerves ktanyag kztti kapcsolatot biztostja. A szilikon- s svnyolaj a ksztermk kezelhetsgt javtja, cskkenti a por kpzdst, s nveli a termk vztaszt kpessgt.

veggyrts

41

A ktanyagot finom spray formjban juttatjk a szlas anyag felletre. A szllal nem rintkez cseppek az elszv lgramba kerlnek. Az elszvott ktanyag mennyisge fgg a porlaszts finomsgtl, az elszvs intenzitstl, valamint a szlasanyag-szalag vastagsgtl. A fenol-gyantt eddig mg nem sikerlt ms ktanyaggal helyettesteni.

A folyamatos veggyapot-gyrtsnl biztostani kell azt, hogy az elszv rendszerben, a szlkpzs helyrl elszvott gzbl lerakd anyag ne tmje el a vezetket s az elszv ventiltort. A kpol kemencben trtn svny-gyapot gyrtsnl erre nincs szksg, mert a kpol kemenct gyakran (1-3 ht) le kell lltani, s ekkor a