Transcript Wykład 5 – Prasy

Prasy
Prasy pionowe
Prasy hydrauliczne pionowe z załadunkiem frontalnym (w przypadku
pras jednokomorowych) i górnym (w przypadku pras dwu i
wielokomorowych). Dzięki temu zajmują niewielką powierzchnię,
jednocześnie zapewniając komfort obsługi i wysoką wydajność. Duża
różnorodność modeli pozwala dobrać w zależności od potrzeb najlepsze
urządzenie przy jednoczesnej optymalizacji kosztów.
Wykorzystywane są do belowania odpadów oraz surowców wtórnych
(kartonów, makulatury, folii, butelek PET, puszek aluminiowych).
Wiązanie może odbywać się taśmą, sznurkiem lub drutem. Prasy są
trwałe, bezpieczne i proste w obsłudze. Posiadają 12 miesięcy gwarancji
oraz potrzebne certyfikaty, atesty.
1. Prasy jednokomorowe o naciskach: 4, 6, 8, 12, 20, 25, 40, 50 Ton
2. Prasy dwukomorowe o nacisku: 25 Ton
Prasy kanałowe
Stosowane są do dużych ilości odpadów folii, kartonów, butelek PET,
tworzyw sztucznych, tekstyliów, gumy oraz elementów drewnianych.
Dzięki tym urządzeniom odpady sprasowane zostają do postaci silnie
skompresowanych bel, które dzięki temu są łatwe do magazynowania i
transportu.
Prasa kanałowa do kartonów z zasypem na zewnątrz budynku
Prasy kanałowe do tworzyw sztucznych
Prasy kanałowe do makulatury
Prasy kanałowe do makulatury
Prasa rolująca do odpadów FLEXUS
Proces belowania jest w pełni zautomatyzowany. Możliwe jest ręczne
sterowanie pracą urządzenia z panelu sterowania.
Funkcje zgniotu beli, ilość zużywanej siatki lub folii są kontrolowane i
ustalane przez operatora urządzenia.
Sprzęt jest przystosowany do pracy na zewnątrz (na otwartej przestrzeni), a
wszystkie jego elementy są łatwo dostępne i proste w obsłudze.
Bele są owijane siatką i folią z polietylenu, które zabezpieczają przed ich
rozpadem podczas składowania, oraz w celu przeciwdziałania ewentualnym
wyciekom i emisji nieprzyjemnych zapachów.
Jednostka owijająca jest w pełni zintegrowana z działaniem systemu
belowania. Mobilny system belujący jest przystosowany do łatwego
transportu, szybkiego demontażu i instalacji w dowolnym miejscu.
Minimalna powierzchnia wymagana do przeprowadzenia procesu
belowania i owijania wynosi 20 m x 30 m . Dodatkowo należy przewidzieć
powierzchnię potrzebną do składowania odpadów.
Zarówno belownica jak i jednostka owijająca bele są wyposażone w zaczep
do hakowca.
Przebieg procesu
Załadunek odpadów odbywa się zwykle za pomocą ładowarki. Materiał
przeznaczony do belowania trafia na przenośnik, skąd następnie jest
transportowany do komory prasującej. Zgniot jest uzyskiwany na specjalnie
ukształtowanym przenośniku, dzięki stałemu dopływowi odpadów do
komory. Metoda ta nie wymaga dużych nakładów energii. Zapewnia
jednorodność beli i pozbycie się z jej wnętrza jak największej ilości
powietrza. Również tak długo jak ciśnienie jest kierowane w kierunku do
środka beli (do osi), nie ma żadnych wycieków.
Załadunek materiału jest kontynuowany do czasu, gdy zostanie osiągnięty
odpowiedni zgniot (ciśnienie) w komorze prasowania. W tym momencie
proces załadunku zostaje wstrzymany. Ciśnienie (zgniot beli) jest funkcją
zależną od ilości odpadów w beli i zależy m.in. od typu odpadów. Poziom
zgniotu beli jest indywidualnie ustalany i sterowany przez operatora.
Następnie sprasowana bela jest owijana kilkoma warstwami plastikowej
siatki. Proces ten zachodzi w obrębie komory prasowania przy współudziale
sprężonego powietrza. Zastosowanie siatki pozwala osiągnąć i utrzymać
określony kształt beli oraz uniemożliwia rozprężenie materiału w momencie
otwarcia komory prasującej.
Po otwarciu komory prasującej, bela która jest umieszczona
pomiędzy dwoma hydraulicznie obracanymi ramionami jest kierowana do jednostki owijającej. Tam bela powoli
obraca się wokół własnej osi, a obracające się jednocześnie
ramię, pokrywa (owija) belę odpowiednią ilością warstw
folii. Po zakończeniu procesu owijania bela jest wyrzucana
na przenośnik wyładowczy, którym mogą być jednocześnie
transportowane 3 bele.
Następnie bele trafiają do magazynu bądź na przyczepie są
transportowane na składowisko odpadów.
Przygotowanie terenu zależy od tego jakiego rodzaju odpady będą
składowane i jakie są plany na ich zagospodarowanie. Tzn. jeżeli odpady
belowane mają zalegać w niecce bez konkretnego przeznaczenia, wtedy
teren powinien być przygotowany i zabezpieczony tak samo jak pod
zwykłe składowisko, z geomembraną, drenażem itp. Natomiast jeżeli
będą to np. materiały na paliwo alternatywne lub inne z perspektywą
szybkiego zagospodarowania można zmniejszyć środki ostrożności,
wiąże się to z koniecznością uzyskania stosownego pozwolenia.
Jeżeli chodzi o odcieki, to w procesie belowania „surowych” odpadów
zmieszanych, odcieki nie występują (wilgoć jest związana w odpadach).
Po zbelowaniu, woda zawarta w odpadach zostaje częściowo zużyta w
procesach biochemicznych. Pozostała wilgoć pozostaje zwyczajnie w
materiale we wnętrzu beli nie mając tendencji do wyciekania. Zjawisko
odcieków ze składowiska związane jest z przenikaniem opadów
atmosferycznych, które to zjawisko w przypadku odpadów
zafoliowanych nie występuje.
W przypadku belowania odpadów „suchych”, tzn. pozostałych po
odsianiu frakcji organicznej, materiał we wnętrzu beli jest praktycznie
pozbawiony wilgoci.
Instalacja poniżej zaprezentowana składa się z przenośnika załadowczego
z koszem zasypowym, z prasy rolującej oraz przenośnika rolkowego
odprowadzającego gotowe bele.
Jest to układ całościowy, kompatybilny, i nie można tego rozdzielić na
odrębne części. Zestaw ten nie wymaga stosowania rozdrabniarki.
Dodatkowe urządzenia potrzebne do obsługi tej linii to: ładowarka do
podawania odpadów na linię załadowczą, oraz ładowarka teleskopowa z
chwytakiem do odbierania bel i układania w niecce.
Potencjalne korzyści oraz oszczędności, które można uwzględnić
stosując opisany powyżej system zagęszczania odpadów:
• wyeliminowanie pracy ciężkiego sprzętu tzn. kompaktora oraz
spychacza (koszt zakupu maszyn, eksploatacji, serwisowania, obsługi
itd.) w całym okresie eksploatacji składowiska,
• dobry dojazd do niecki, istotny szczególnie w końcowym okresie
eksploatacji składowiska,
• znaczne uproszczenie procesu likwidacji (zamykania składowiska
po jego wypełnieniu) oraz monitoringu zamkniętego składowiska,
• wyeliminowanie konieczności odgazowania zamkniętego
składowiska.
Według wstępnych szacunków suma uzyskanych oszczędności w
okresie 5 lat eksploatacji zwraca z nawiązką koszt zakupu linii do
belowania.
Ponadto, stosując opisany system, uzyskujemy korzyści
niewymierne poprzez zdecydowane ograniczenie lub likwidację
niekorzystnego oddziaływania składowiska na otoczenie, tzn.
wyeliminowanie:
• całkowite lub znaczne emisji zapachów, pyłu oraz hałasu;
• zanieczyszczenia otoczenia rozwiewanymi lekkimi odpadami (np.
woreczki foliowe);
• zanieczyszczenia otoczenia przez samochody wywożące na kołach
błoto ze składowiska.
• „szperaczy” oraz związanego z tym niebezpieczeństwa wypadku;
• łatwy dostęp i bezproblemowy transport bel;
• zagrożenia epidemiologicznego, spowodowanego przez to, że
składowiska są skupiskiem gryzoni, owadów oraz ptactwa.
Paliwo alternatywne – paliwo uzyskane w procesie odzysku
odpadów posiadających wartość opałową.
W związku z wyczerpującymi się zasobami ropy naftowej oraz gazu
ziemnego prowadzi się badania nad paliwami, które mogłyby zastąpić
paliwa dotychczas stosowane.
Paliwa alternatywne, są to paliwa, które nie są produktami przetwórstwa
ropy naftowej, ale muszą występować w dużej ilości, muszą cechować
się technicznymi i energetycznymi właściwościami, tanie w produkcji i
sprzedaży, stanowić mniejsze zagrożenie dla naturalnego środowiska niż
paliwa tradycyjne.
Przerób odpadów na paliwa alternatywne jest dokonywany w procesie
odzysku R15 – przetwarzanie odpadów w celu ich przygotowania do
odzysku, w tym do recyklingu.
Proces polega na wstępnym doborze określonych odpadów o postaci
stałej, innych niż niebezpieczne, typu tworzywa sztuczne, guma, różnego
rodzaju opakowania, tekstylia, włókniny, drewno itp., czyli odpady
posiadające odpowiednią wartość energetyczną oraz określone parametry
fizykochemiczne. Następnie odpady są poddawane obróbce
mechanicznej polegającej na kruszeniu, rozdrabnianiu, mieszaniu,
homogenizacji i separacji zanieczyszczeń. Później gotowy przemiał jest
kontrolowany i przygotowywany do wywozu, jako pełnowartościowe
paliwo zastępcze o parametrach zgodnych z wymaganiami odbiorców.
Głównymi odbiorcami paliw zastępczych są cementownie, gdzie odpady
palne, wykorzystywane są w procesach odzysku energii podczas wypału
klinkieru w piecach obrotowych. W piecach cementowych panują
temperatury gazów 1550 – 1800°C, co powoduje bezpieczne
wykorzystanie odpadów palnych w procesie odzysku energii. Poziom
temperatur, długie przebywanie w komorze pieca, alkaliczne środowisko,
konieczność utrzymywania nadmiaru tlenu w piecu, brak produktów
spalania, pozwala na wykorzystanie energii zawartej w odpadach i jest
zgodne z przepisami prawa.
Paliwami alternatywnymi (wtórnymi, zastępczymi) mogą być
odpady stałe i ciekłe, komunalne i przemysłowe stosowane w
zakładach przemysłowych i energetycznych jako zamiennik
paliw konwencjonalnych.
W krajach Europy Zachodniej i w Polsce zostały opracowane
specjalne paliwa alternatywne, które stanowią mieszaninę
różnego rodzaju odpadów.
Wymienić tutaj należy:
paliwo RDF,
paliwo BRAM,
paliwo zastępcze nazywane brykietami,
stałe paliwo zastępcze,
paliwo emulsyjne ropopochodne.
Paliwo RDF
Skład:
Frakcja palna odpadów komunalnych (papier, plastiki, tekstylia,
drewno, guma), która podlega brykietowaniu o wielkości
brykietów 32x32 cm.
Energia chemiczna:
Wartość opałowa tej frakcji jest znaczna i zawiera się w przedziale
od 16 do 18 MJ/kg.
Dodatki:
Wapno, węgiel, kora;
wapno ograniczające emisję tlenków siarki i ołowiu,
węgiel – emisję dioksyn i furanów oraz kora – natomiast ogranicza
zawartość chlorowodoru i tlenków siarki w gazach odlotowych.
Paliwo BRAM (stosowane w cementowniach niem. koncernu Dyckehoff
oraz w cementowni polskiej „Chełm”)
Skład: Frakcja palna odpadów komunalnych i podobne pod
względem właściwości odpady przemysłowe powstające przy
produkcji np. materiałów tekst. lub papierniczych oraz bioodpady.
Stosuje się je w mieszaninie z paliwem konwencjonalnym. Paliwo to
zastępuje do 50% paliwa konwencjonalnego i charakteryzuje się
wysoką wilgotnością
Energia chemiczna: Wartość opałowa nie przekracza 7,5 MJ/kg; po
wyeliminowaniu bioodpadów wartość opałowa wynosi około 12 MJ/kg.
PALIWO ZASTĘPCZE „BRYKIETY” (stosowane w
cementowniach fińskich)
Skład: Palne odpady z gospodarstw domowych (50-60%), opakowania z
działalności przemysłowej i komercyjnej (30-40%), papier falisty z papierni
w ilości 10%. Skład paliwa w przybliżeniu: 40-50% papieru, 30-40 %
plastiku, 10-20% innych.
Energia chemiczna:
Wartość opałowa waha się w granicach od 22 do 26 MJ/kg przy zawartości
wilgotności od 3 do 6%.
Stałe paliwo zastępcze
Skład:
Mieszanina odpadów komunalnych ze stałymi palnymi odpadami
przemysłowymi, odpowiednie dodatki substancji chemicznych
zobojętniających niektóre z niepożądanych cech odpadów albo
uzdatniających układ innej postaci (np. brykietowanie,
granulowanie).
Energia chemiczna:
Wartość opałowa zawiera się w przedziale od 7 do 10 MJ/kg przy
zawartości wilgoci od 18 do 30%.
Dodatki:
Wapno lub zmielony wapień bądź pyły z elektrofiltrów; dodawane
w celu powstrzymania procesów gnilno-fermentacyjnych w
odpadach komunalnych.
Paliwo emulsyjne ropopochodne (stosowane w cementowni
„Kujawy”). Dostarczane przez Zakład Utylizacji Odpadów w Płocku.
Skład:
Zawodnione osady porafineryjne w ilości 80-85%, handlowy olej
opałowy (mazut) – 15-20%.
Energia chemiczna:
Wartość opałowa zawiera się w przedziale od 18,8 do 25,1 MJ/kg.
Część palną paliwa stanowią ropopochodne węglowodory, których
produktami spalania jest dwutlenek węgla i para wodna.
Paliwo to charakteryzuje się:
- zawartością siarki ok. 0,6%,
- zawartością popiołu 1-2%.
Przemysłem, który od wielu lat z powodzeniem wykorzystuje
paliwa alternatywne jest przemysł cementowy. Przemysł ten
posiada odpowiednie warunki technologiczne do
stosowania paliw alternatywnych, które mogą zastąpić
paliwa konwencjonalne w około 40%.
Cementownie wykorzystują bardzo szeroką gamę odpadów
zarówno przemysłowych jak i komunalnych:
zużyte opony,
tworzywa sztuczne,
makulatura,
zużyte drewno,
wysuszony szlam z oczyszczalni ścieków,
zużyte rozpuszczalniki,
zużyte gumy,
zużyte oleje,
szlam papierowy,
odpady komunalne
emulsje wodne skondensowanych węglowodorów
pochodzenia pierwotnego lub po przeróbce,
smoły porafinacyjne, oleje transformatorowe, parafiny
i wazeliny techniczne,
węglowodory chlorowane,
odpady węglowe (łupki węglowe, muły węglowe),
emulsje wodne zneutralizowanych smół rafinacyjnych,
olejowe zawiesiny ziem wybielających oraz zużytych
smarów.
Paliwa alternatywne wykorzystywane w przemyśle
cementowym muszą spełniać określone na podstawie
doświadczeń graniczne parametry jakościowe:
minimalna wartość opałowa 11,5 MJ/kg,
zawartość siarki do 3%,
zawartość chloru do 5%,
zawartość ołowiu do 2500 ppm,
Możliwości zastosowania paliw
alternatywnych
Doświadczenia państw takich jak np. Finlandia, Niemcy czy
Austria wykazały, że paliwa alternatywne mogą być stosowane w:
- zakładach energetycznych (paleniska rusztowe, kotły fluidalne),
- zakładach przemysłowych (paleniska rusztowe, kotły fluidalne),
- cementowniach (piece obrotowe),
- innych zakładach przemysłowych stosujących procesy
wysokotemperaturowe jak np. cegielnie.
Zakłady te wprowadzając spalanie paliw alternatywnych muszą
być odpowiednio przystosowane technologicznie. Niezbędne jest
również prowadzenie monitoringu ciągłego.
Przemysłem szczególnie predysponowanym do spalania paliw
alternatywnych jest przemysł cementowy.
Zwiększające się zapotrzebowanie na paliwa wytworzone z odpadów
zmniejsza zużycie paliw konwencjonalnych i przynosi oszczędności
podmiotom z nich korzystających, oraz zmniejsza ilość odpadów
deponowanych na składowiskach.
Poziom odzysku energii z paliw zastępczych w krajach europejskich
sięgał w roku 2002 od prawie 30% do ponad 70%, w Polsce był jedynie
na poziomie 4%.
Zużycie paliw w Polsce
1997-2005(330 tys. Mg)
Jak wynika z danych Stowarzyszenia Producentów Cementu w 2009 roku
z paliw alternatywnych uzyskano w Polsce 36% ciepła. W ten sposób
zagospodarowano 750 tys. ton odpadów.
W 2010 r. wzrost zużycia paliw alternatywnych wyniósł 10%, czyli
uzyskano 46% ciepła i prognozuje się dalszy wzrost mniej więcej na
podobnym poziomie w kolejnych latach.
Powoli zbliżamy się do ligi krajów, które spore ilości ciepła uzyskują z
odpadów. Dla porównania w Niemczech jest to około 55%.
Cementowanie dla własnego bezpieczeństwa muszą kontrolować poziom
chloru i metali ciężkich. Paliwa alternatywne, czyli zastępujące węgiel
lub ropę, są najszerzej wykorzystywane w Polsce przez przemysł
cementowy. Sięga po nie także energetyka. Paliwa alternatywne
produkowane są z odpadów poprzemysłowych i komunalnych.
Odpowiednio posegregowane i pocięte, są wsadem przy współspalaniu w
cementowniach. Średnio w 2008 roku stanowiły one 20% zużytych paliw.
Badania prowadzone przez szereg lat w cementowniach na całym
świecie, wykazały jednoznacznie przewagę utylizacji odpadów w
procesach klinkieryzacji i produkcji cementu w porównaniu ze
składowaniem ich na składowiskach bądź spalaniem w spalarniach.
Przy wypalaniu klinkieru odpady mogą zastępować naturalne
surowce i naturalne paliwa, jak również przy przemiale
cementu.
Czynnikami decydującymi o wykorzystaniu pieców cementowych
do utylizacji odpadów są:
wysoka temperatura spalania, wynosząca około 1700 C,
duża powierzchnia paleniska,
znaczna długość pieca obrotowego,
tempo przepływu gazów sięgające 13-15 m/s,
czynnik neutralizujący w postaci węglanu wapnia.
Odzysk energetyczny odpadów w piecach do wypału klinkieru jest
procesem stosowanym powszechnie od ponad 20 lat w europejskim i
światowym przemyśle cementowym. Niektóre z najbardziej
zaawansowanych technologicznie cementowni w Europie uzyskują ponad
80% energii z paliw alternatywnych. Na przykład zużyte
opony są spalane w celu uzyskania energii w piecach do wypalania
klinkieru w ponad 20 krajach na całym świecie. Dotychczasowe
doświadczenia wskazują, że odzysk energetyczny odpadów w instalacjach
piecowych branży cementowej jest całkowicie bezpiecznym, niezwykle
skutecznym i ekonomicznym wykorzystaniem energii zawartej w odpadach.
Istotną korzyścią wynikającą ze stosowania paliw alternatywnych jest
ochrona środowiska. Wykorzystanie odpadów jako paliw zastępczych
ogranicza zużycie nieodnawialnych paliw naturalnych. Zmniejsza się
również wpływ na środowisko działalności związanej z wydobyciem
pierwotnych nośników energii. Zastosowanie paliw wtórnych powoduje
zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych, gdyż wykorzystywane są
odpady, które i tak muszą być spalane w spalarniach lub deponowane na
składowiskach.
Warunki spalania, jakie występują w piecach cementowych predysponują
je, z technologicznego punktu widzenia, do spalania paliw
alternatywnych:
⇒temperatury występujące w piecach są bardzo wysokie (rzędu
2000°C), a czas przebywania odpadów w piecu dostatecznie długi, aby
zapewnić całkowite spalanie związków organicznych,
⇒piece cementowe pracują w sposób ciągły, warunki termiczne są
bardzo stabilne w czasie, a ich duża pojemność cieplna zapewnia
spalenie odpadów nawet w przypadku awaryjnego zatrzymania pieca,
⇒pozostałości po spaleniu zostają w klinkierze, nie ma odpadów
wtórnych po spaleniu,
⇒zasadowe środowisko w piecu pozwala wychwytywać i neutralizować
kwaśne składniki gazowe powstające w wyniku spalania paliw
naturalnych i alternatywnych, przed ich uwolnieniem do atmosfery,
⇒wysoka skuteczność oczyszczania gazów emitowanych do atmosfery
pozwala eliminować emisję metali, które kondensują na cząstkach
pyłów,
⇒energia wyzwalana w czasie spalania paliw odpadowych jest w całości
użytecznie wykorzystana na proces wypalania klinkieru, maleje zużycie
nieodnawialnych paliw pierwotnych i proporcjonalnie do tego emisja
CO2.
Stosowanie paliw wtórnych łączy się również z korzyściami
ekonomicznymi, zarówno dla zakładu wykorzystującego odpady, jak
również dla społeczeństwa, które nie musi inwestować w budowę
spalarni i składowisk.
Doświadczenia przemysłu cementowego na świecie w wykorzystaniu
paliw alternatywnych wykazują, ze są to działania ekonomicznie i
ekologicznie uzasadnione.
Energia pozyskana z paliw zastępczych stanowi 1,34% całkowitej energii
wykorzystanej na wypał klinkieru w Polsce, co jest jeszcze znikomym
procentem w stosunku do energii pozyskanej z paliw konwencjonalnych.
Jednak przy rosnących cenach paliw pierwotnych
energia pozyskana z odpadów jest bardzo atrakcyjną alternatywą dla
przemysłu.