Termické odstraňování odpadů

• Termické metody odstraňování odpadů: • 1) Spalování ( za přístupu O2)• 2) Pyrolýza ( za nepřístupu O2)• 3) Jiné metody

• Výhody

- získání tepelné energie (vytápění a ohřívání bazénů), která se může převést na energii elektrickou

- likvidace infekčních a hořlavých odpadů - zmenšení objemu na 10 % - rychlý způsob odstranění• Nevýhody

- vysoké investiční a provozní náklady

- není vhodné pro všechny odpady (výbušné, spékavé odpady)

- vznikají nebezpečné zplodiny

Odpady vhodné ke spalování: • průmyslové odpady (dřevařský, papírenský, ...)• ropné produkty (plasty, oleje,…)• odpady zvláštního charakteru - nemocniční odpady,

které jsou infekční• čistírenské kaly • komunální odpady

- spalovat se mohou odpady různého skupenství (pevné i kapalné), podmínkou je spalitelnost

Spalitelnost je dána poměrem 3 základních složek: • a) voda (max. 50 %)• b) popeloviny = anorganický podíl (max. 60 %)• c) hořlavina= organická složka (min. 40 %)

Pokud potřebujeme spálit materiál, který není dostatečně spalitelný, musíme přidat podpůrné (stabilizační) palivo - olej, plyn, koks…

Výhřevnost = množství energie získané spálením látky, udává se v kJ/kg látky

- minimální výhřevnost je 5000 kJ/kgPříklady: - dřevní odpad 16 000kJ/kg - bioplyn 22 000 kJ/kg - černé uhlí 25 000 kJ/k - benzín, nafta 41 500 kJ/kg - líh 26 800kJ/kg - polyethylen 41 800 kJ/kg - papír 14 110 kJ/kg - pneumatiky 34 920 kJ/kg - komunální odpad 9 120 kJ/kg

1. SPALOVÁNÍ

 Princip :

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + E

Postup:

  a) sušení – zahřívání na 100°C - odpaření vody b) zplyňování - zahřívání na 200°C - 600°C – rozpad

chemických vazeb, rozklad složitých organických látek na jednodušší, začínají se uvolňovat

c) zapálení – vznícení vzniklých hořlavých plynů d) vlastní hoření – teplota stoupá na 800°C - hoří plyny, při teplotě 1100°C hoří i pevné látky e) dohořívání – teplota stoupá až na 1200°C, kdy dojde

k dokonalému spálení všech spalitelných plynů

Energie je v začátku procesu dodávána, později se sama uvolňuje.

Spalovací pece:

• roštová (pevné, pohyblivé rošty)• rotační (bubnová, rošt ve tvaru válce, který se otáčí)• etážová • fluidní (vhodná pro materiál nehořlavý, velmi snadno se

aplikuje dodatkové palivo)• muflová (pro spálení tekutých odpadů)• komorová (pro spalování zvláštních odpadů, například

velkoobjemových, nemá kontinuální provoz)

Výhodnější jsou pece s kontinuálním provozem (nepřetržitý provoz).

2. PYROLÝZA

= tepelný rozklad organických látek za nepřístupu O2. 

• Princip:

Vysoká teplota, kterou jsou látky zahřívány, způsobí destrukci organických látek, makromolekuly se rozpadají na menší řetězce až na malé molekuly plynů (CH4, CO2, CO, H2O, HCL, H2S, NH3…). Vzniklé plyny jsou následně během několika sekund spáleny za přítomnosti kyslíku v termoreaktoru, kde se uvolní energie. Proces je nákladnější, ale spaliny jsou méně nebezpečné

• Pyrolýzní pece: - nejčastěji se používají pece rotační.

Postup při pyrolýze:• a) drcení - na části menší než 5 cm, urychlí a zdokonalí

se tím celý proces• b)sušení ( 100°C) - odpaření vody• c)suchá destilace (200°- 600° C) - odštěpují se molekuly

plynů z dlouhých řetězců, ty se rozpadají na menší molekuly

• d) tvorba plynů ( 500° - 1200° C) – rozpad látek až na plynyProces probíhá v pyrolýzní komoře za nepřístupu O2,teplo musíme dodávat.

• e) spálení vzniklých plynů ( 900°-1300° v termoreaktoru za přítomnosti O2 se spalují nežádoucí zplodiny

• Čištění spalin:Postup:1. Chlazení spalin ve výměnících tepla- teplá voda se dá využít

např. k vytápění skleníků, bazénů2. Suché čištění - odstranění prachu - pevné a lehké částice, které

mohou obsahovat těžké kovy- typy odlučovačů: • Filtry (rukávcové) – účinnost až 90 % - ke spalinám se přidává vápencový prach, který spaliny

neutralizuje - po vyčištění se mohou použít opakovaně • Elektrický odlučovač – účinnost až 99 % - pracuje na principu elektrostatických sil - je velmi nákladný • é•

• Cyklónový odlučovač - účinnost cca 85 %

- vzduch se roztočí a naráží na stěny, kde se usazuje prach

• Prašníky - proud vzduchu se zpomalí a prach se usadí

- velmi jednoduché a málo účinné

3. Mokré čištění

- propírání spalin v pračkách nebo sprchách s vodou- do vody se přidává NaOH, aby se neutralizovaly spaliny

( spaliny obsahují kyselinotvorné plyny)

4. Denitrifikace - odstranění oxidů dusíku

(2 NO3 + 4 NH3 = 3 N2 + 6 H2O )

5. Keramické filtry - zachycení dioxinů

3. Jiné metody • Pyrolýza plazmovým hořákem - teplota 5 000

- 10 000° C• Mokrá oxidace - pro rozklad tekutých látek

- probíhá za teploty 200° C a zvýšeného tlaku