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/kg Příklady: - 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

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

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 plyny Proces 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, bazénů 2. 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