możliwości wykorzystania odpadów w małych instalacjach energetycznych

Możliwości wykorzystania odpadów w małych instalacjach

energetycznychDavid Palmer Boyd, Prezes Zarządu Marian J. Pawlak, Dyrektor Krajowy ds. Rozwoju Projektów

III Konferencja „Termiczne Przekształcanie Odpadów Komunalnych” – Nowa Energia

23-24 luty 2011 – Warszawa

Ester Eko-energia Polska Sp. z o.o. oferuje technologie energetycznego wykorzystania

odpadów poprzez ich zgazowanie

• Technologia TOPS•Technologia EPB

Zgazowanie to metoda termicznego przekształcania odpadów polegająca na przekształcaniu odpadów w

warunkach niedoboru powietrza, w temperaturze ok. 650oC w palny gaz, który może być spalany bezpośrednio lub w

silniku gazowym. Gaz składa się z węglowodorów, tlenku i dwutlenku węgla, wodoru, azotu

i pary wodnej

Jakie odpady mogą być zgazowywane?Podstawowym paliwem dla systemu są

wysokokaloryczne odpady posortownicze złożone z nienadających się do wykorzystania tworzyw

sztucznych, papieru, tekstyliów i drewna

System sprawdza się również dla niesegregowanych odpadów komunalnych, pod warunkiem ich dostatecznej kaloryczności.Systemy takie funkcjonują między innymi w Kanadzie, USA oraz Wielkiej Brytanii

System uzupełnia regionalne systemy gospodarki odpadami oparte o metody mechaniczno biologiczne

Od 2013 roku nie będzie możliwe składowanie przetworzonych odpadów, których ciepło spalania przekracza 6 MJ/kg. Przy niepewnym rynku surowców wtórnych i ograniczeniach jakościowych stawianych przez odbiorców surowców sortownie mogą stanąć przed poważnym problemem:

co zrobić z odpadami posortowniczymi !!!

•Odpady stałe z procesu zgazowania charakteryzują się niską zawartością węgla organicznego (poniżej 3%).

•Odpady te po oddzieleniu i odzyskaniu metali oraz szkła mogą być stosowane jako wypełniacz mieszanek betonowych

Jak przebiega proces zgazowania odpadów?

SYSTEM TOPS•W systemie TOPS wykorzystywany jest parowy obieg energetyczny z turbiną parową i generatorem prądu elektrycznego. •Dodatkowo wymagany jest odbiór ciepła niskoparametrowego z pary po turbinie

• Do modułu systemu TOPS można jednorazowo załadować ok. 12,5 Mg odpadów w postaci zbelowanej•Minimalny zestaw TOPS składa się z dwóch

modułów

•Wydajność układu dwumodułowego to 25 Mg/dobę odpadów (8500 Mg/rok)

System zgazowania odpadów•Możliwość komponowania zestawów o zróżnicowanej wydajności

•Pojedynczy moduł zapewnia dostawę gazu procesowego w sposób cykliczny

•Minimalny zestaw zapewniający ciągłość pracy składa się z dwóch modułów, pracujących naprzemiennie

•Pełną płynność zapewnia zestaw wielu modułów pracujących z przesunięciem fazowym

W zamkniętym module zachodzi kontrolowane zgazowanie odpadów. Gaz odprowadzany jest do urządzeń zewnętrznych

Po zakończeniu cyklu odpady w postaci zbelowanej ładowane są do modułu, wypychając jednocześnie popiół do popielnika

Po zamknięciu modułu popiół zsypuje się do systemu pneumatycznego odpopielania

• System TOPS wyposażony jest w komorę spalania gazów zapewniającą temperaturę spalania 1100oC oraz czas przetrzymania spalin 2 sekundy, zgodnie z wymaganiami prawa.

• Temperatura 1100oC stosowana jest ze względu na możliwą obecność odpadów zawierających chlor (np. odpadów PCW) w zgazowywanych odpadach.

System oczyszczania spalin składa się z:•Redukcji NOx metodą SNCR (wtrysk roztworu mocznika)•Absorbera rozpyłowego SDA (mleko wapienne)•Wtrysku węgla aktywnego•Systemu filtrów workowych pulsacyjnych•Skrubera końcowego alkalicznego (mleko wapienne)

System jest bezściekowy (recyrkulacja wody)

System oczyszczania spalin dla instalacji TOPS

Wdrożenia systemu TOPSInstalacja TOPS złożona z 8 modułów o łącznej przepustowości 100 Mg/dobę odpadów posortowniczych realizowana jest we Włocławku w skojarzeniu z miejskim systemem ciepłowniczym (MPEC)

Parametry projektowe:•Moc cieplna instalacji 20 MW•Planowana dostawa ciepła dla MPEC 308000 GJ/rok•Planowana ilość energii elektrycznej wytworzonej 52500 MWh/rok•Planowana ilość przetworzonych odpadów 33000 Mg/rok

SYSTEM EPB (EKO-POWER BOX)

•System EPB oparty jest o spalanie wytworzonego w procesie zgazowania odpadów do napędu silników gazowych (zmodyfikowany silnik diesla) z generatorami prądu elektrycznego

•Gaz wytworzony w procesie zgazowanie przed skierowaniem do silnika jest chłodzony, osuszany z pary wodnej i filtrowany

Wielkość i wydajność instalacji EPB

• W 40 stopowym kontenerze EPB są dwie komory zgazowania o łącznej pojemności 52 m3

• Przepustowość jednego kontenera dla systemu EPB pozwala na zgazowanie ok. 30Mg odpadów na dobę w stanie luźnym (niezbelowanych)

• Instalacja jednokontenerowa EPB pracuje w sposób cykliczny

• Na każdy zainstalowany kontener zgazowujący wymagany jest generator prądu o mocy 1 MWe.

• Możliwe jest lokalne wykorzystanie ciepła z chłodzenia silników oraz odzysk ciepła ze spalin odprowadzanych z silników

• Instalacja EPB może być skojarzona z systemem

ciepłowniczym.

Wymagania i ograniczenia środowiskowe• Spalanie gazu procesowego w silniku gazowym nie jest

objęte standardami emisyjnymi dla spalania odpadów.

• Nie jest konieczne stosowanie systemów oczyszczania spalin (oczyszczanie gazu procesowego z HCl oraz SO2 wymagane jest ze względu na trwałość i niezawodność silnika)

52m3 odpadów (ok. 30 ton)

EKO-POWER BOX KOMORA

ZGAZOWANIA

MODYFIKATOR GAZU

SYNTEZOWEGO

ZMODYFIKOWANY SILNIK DIESLA

1MWh ENERGII ELEKTRYCZNEJ

2MW ENERGII CIEPLNEJ

10 TON CZYSTEJ WODY

Kryteria Technologia TOPS Technologia EPBMożliwość przetwarzania odpadów komunalnych

Tak, wskazane wykorzystanie frakcji energetycznej po sortowaniu

Tak, wskazane wykorzystanie frakcji energetycznej po sortowaniu

Możliwość przetwarzania opon, olejów itp.

Tak, kosztowne kontrole emisji

Tak, prostsza kontrola emisji

Uzysk energii elektrycznej netto w przeliczeniu na tonę odpadów posortowniczych

1.13 MWh 1.1 MWh

Porównanie technologii TOPS i EPB

Kryteria Technologia TOPS Technologia EPBOdbiór ciepła Wskazane skojarzenie z

systemem ciepłowniczymMożliwość wykorzystania ciepła z obiegu chłodzenia silnika

Ilość odpadów poprocesowych

5%, popiół praktycznie pozbawiony węgla

5%, popiół praktycznie pozbawiony węgla

Odpady niebezpieczne pozostałości

Brak Brak

Pozostałości do składowania Możliwość wykorzystania pozostałego popiołu

Możliwość wykorzystania pozostałego popiołu

Kryteria Technologia TOPS Technologia EPBEmisje Brak zagrożeń – wynikający

zarówno z zastosowanej technologii zgazowania jak i stosowanego systemu oczyszczania spalin

Brak zagrożeń – ze względu na niską temperaturę zgazowania, oczyszczanie gazu oraz stosowanie w silnikach (podobnie jak w przypadku spalania czystego gazu ze źródeł naturalnych)

Kryteria Technologia TOPS Technologia EPBModuły, możliwość rozbudowy lub komponowania zestawu

Tak, przy częściowym ograniczeniu ze względu na wielkość turbin parowych

Tak, możliwość modułowego komponowania komór zgazowania i agregatów prądotwórczych z silnikami gazowymi

Najmniejszy rozmiar Z ekonomicznego punktu widzenia zalecane 25 Mg/dobę)

30 Mg/dobę

Kryteria Technologia TOPS Technologia EPBNajwiększy rozmiar Ograniczenia wynikające

wyłącznie z wielkości dostępnego terenu

Ograniczenia wynikające wyłącznie z wielkości dostępnego terenu

Koszt kapitałowy na MWe 4.35 milionów Euro 3.41 milionów Euro

Kapitał publiczny/prywatny

Bez znaczenia Bez znaczenia

Źródła finansowania 25% kapitał, 75% kredyt (zaciągnięty w Global Green Energy Consortium lub NFEPWM)

Kapitał 85% dostawca technologii, 15% operator instalacji. Nie jest wymagane korzystanie z kredytu

Kryteria Technologia TOPS Technologia EPBOsiągalne granty UE Publiczne maks. 70%

dofinansowania Prywatne maks. 30-50% dofinansowania

Publiczne maks. 70% dofinansowania Prywatne maks. 30-50% dofinansowania

Korzyści Realizujący projekt (gmina lub przedsiębiorstwo) posiada 100% własności

Realizujący projekt (gmina lub przedsiębiorstwo) posiada poniżej 100% własności, ale przy bardzo niskich kosztach własnych

www.ester-eko.com