Dr. Alexa László - BAY-LOGI

A MAGYAR TUDOMÁNY ÜNNEPE 2008
BAY-LOGI, 2008. november 21
A SZILÁRD SZIL RD TELEPÜLÉSI TELEP SI HULLADÉKOK HULLAD KOK KOMPLEX
ENERGETIKAI HASZNOSÍTÁSA
HASZNOS SA
Dr. Csőke Cs ke Barnabás Barnab s
egyetemi tanár tan
Dr. Bokányi Bok nyi Ljudmilla
egyetemi docens
Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkész
Nyersanyagel szítési si és s Környezeti
K rnyezeti Eljárástechnikai
Elj stechnikai
Intézet Int zet
Dr. Alexa Lászl L szló ügyvezet gyvezető igazgató igazgat
Profikomp
Ferencz Károly roly vezérigazgat
vez rigazgató
VERTIKÁL VERTIK L Rt. Polgárdi Polg rdi

Tartalom
A projekt célja: c lja:
A települési szilárd hulladékok MBH kezelésének
technológiai fejlesztése a másodtüzelőanyag-termék
minőségének javítása érdekében
A projekt megvalósítása, megval sa, eredményei eredm nyei
• Műsodt sodtüzel zelőanyag anyag minőségének min nek javítása: jav sa:
• szelektív szelekt v aprítással apr ssal
• dúsítással ssal (légáramk (l ramkész szülékkel) kkel)
• Biostabilát Biostabil (komposzt) hasznosítása:
hasznos sa:
• energianövény
energian ny-termeszt termesztésben sben
• biogáz biog z - előáll el llításban sban
Miskolci Egyetem Eljárástechnikai Tanszék

A települési szilárd hulladék jellemző összetétele
2006-ban Magyarországon, (%)
Hulladékalkot
Hullad kalkotó
Papír-karton
Pap karton-
kompozit
Műanyag anyag
Textil
Üveg veg
Fém
Bomló Boml szerves
Egyéb Egy b
Országos Orsz gos átlag tlag
10
13
3
5
3
39
27
Forrás: a KVVM-nek általunk végzett felmérés
Nagyváros,
Nagyv ros,
átlag tlag
17
15
3
4
4
33
24

HULLADÉK SZELEKTÍV GYŰJTÉSE
o lakosságtól, az intézményektől, valamint ipari és
kereskedelmi vállalatoktól, vállalkozásoktól
CSOMAGOLÓ ANYAGOK
ELŐSZORTÍROZÁS
VÁLOGATÓMŰBEN
o termékek: kvázi fajtatiszta papír-,
műanyag-, fém- és üvegfrakciók
agyományos
Szilárd Szil rd települési telep si hulladék hullad
BIOLÓGIAILAG
LEBONTHATÓ
Komposztálás
vagy
biogáz-előállítás
Lerakás
MARADÉK
Eléget El getés
Salakelőkészítés
és lerakás

Begyűjthető csomagolóanyag-hulladék
mennyisége
• Ha q=300 kg/fő/év
36 % begyűjthető
• lakosság száma : 100 000 fő
64 % lerakásra kerülő
• hulladékforrás, ill. ezek aránya: M h = 60 %, Ipar: M i = 40 %
• Csomagolóanyag-tartalom
maradék
a hulladékban:
Ch = 35 % és Ci = 80 %
• begyűjtési hatásfok: ηh = 50 %, ηi = 80 %
akkor a begyűjthető mennyiség:
B= q N ( Mh Ch ηh + Mi Ci ηi ) = 0,3.100 000 (0,6 . 0,35 . 0,5 +
+ 0,4 . 0,8 . 0,8) = 30 000. 0,36 = 10 830 t/év

A hagyományos hagyom nyos kezelés kezel s hátr h trányai nyai
Nem csökkenti elegendő mértékben a lerakandó
hulladék mennyiségét (ha nincs égetés). A hulladék egy
jelentős része kezeletlenül kerül lerakásra, tetemes
mennyiségű értékes anyaggal
A szelektívgyűjtés (csomagoló és biológiailag
lebontható anyagokra) és kézi-gépi válogatás
túlerőltetése e rendszert is gazdaságtalanná teszi.
A kezeletlen települési maradék elégetése - a maradék
kedvezőtlen tüzeléstechnikai tulajdonságai (alacsony
fűtőérték, nagy nedvességtartalom) miatt - gazdasági
szempontból előnytelen.

A fentiek vezettek :
•elsőként (kb. 20…25 éve) a lakossági hulladékból
másodtüzelőanyag előállítására mechanikai
eljárásokkal (német rövidítése BRAM = Brennstoffe
aus Müll, angol rövidítése RDF: Refuse Derived Fuel),
• majd pedig a 90-es években a biológiailag
lebontható rész nedvességtartalmának
csökkentésére és jobb minőségű alternatív
tüzelőanyag előállítása érdekében a szilárd
települési hulladék maradékanyagának un.
biostabilizációs kezelésének bevezetésre.

Mechanikai-biológiai kísérleti stabilizálá
Aprítás
Biostabilizálás
Stabilát
Szitálás
Nedvesség
CO 2
Biostabilá
(komposzt)
Fémek szeparálása Fe,
nem
-vas
Másodtüzelőanyag

ipari
lladék
iomassza
űanyagok
áztartási
lladék
aradékanyaga
Örvényáramú
szeparálás
Tüzelőanyag-termékek előállítása
keverékből a projekt koncepciója szerint
Tárolás
Aprítás
Légáramú
szétválasztás
Biostab
Víz
CO 2
Pelletezés
Mágneses
szeparálás
Pellet
Másod
tüzelőanyag
Inert anyag
Vas

A komplex biomassza-hasznos
biomassza hasznosítás s a
projekt koncepciója koncepci ja szerint (3A-
technológia)
technol gia)
Nyers
biomassza
Aerób lebontás
CO 2
H 2 O
Biostabilát
Aerób lebontás
Energianövény
-termesztés
Anaerób lebontás
Biogáz
CH 4
CO 2

Nyershulladék
Kalapácsos
törõ
Stabilát
Prizma (biostabilizálás)
Mintavételi helyek
Biostabilát Biostabilizált
hulladék
Dobszita
< 20 mm
> 20 mm
Mágneses
szeparátor
Fémek
Maradék Másodtüzelőanyag
előtermék
(prekurzor)

Nyershulladék
Nyershullad k és s
stabilát stabil anyagi
összet sszetétel telének nek
megállap meg llapítása sa

A >100 mm
biológiailag lebomló
frakció három
lkotórésze a növény, a
kenyér és a hús
Papír
Karton
/
Kompozit
Higéniai
Műanyag
Üveg
Fém

Tömegeloszlás, %
100
80
60
40
20
0
1
3
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
2
1 - neméghető
2 - éghető
3 - szemcseméret
eloszlás
Szemcseméret, mm
Szemcseméret-eloszlás, valamint az éghető és nem
éghető komponensek eloszlása a teljes (!) stabilát

-
75
75-100
100
18,93
18,93
100
100-200
200
20,84
20,84
>200
>200
Textil
Textil
16,41
6,41
50
50-75
75
20,36
20,36
75
75-100
100
21,45
21,45
100
100-200
200
26,52
26,52
>200
>200
Műanyag
anyag
Fűtőért
rték
MJ/kg
MJ/kg
Szemcsem
Szemcsemér
et
et
mm
mm
Anyagfrakci
Anyagfrakció
Fűtőérték szemcsefrakciónként, és anyagi
komponensenként

Fűtőérték szemcsefrakciónként, és anyagi
komponensenként
Anyagfrakció
Anyagfrakci
Fa
Szemcsemér
Szemcsem
et
mm
>200
100-200 100 200
75-100 75 100
50-75 50 75
Fűtőért rték
MJ/kg
18,12
17,54
17,56
16,25

Szelektív aprítás
Doppstadt kalapácsos
aprítógéppel a
másod-tüzelőanyag
frakció minősége
javításának az
érdekében

Szemcseméret
mm,
Fűtőérték, MJ/kg
aprítás 1-szer aprítás 2-szer
>200 16,3 19,4
100-200 20,4 22,8
75-100 12,8 18,2
50-75 11,7 10,4
20-50 10,7 11,5
8-20 4,7 9,2

Tömegeloszlás, %
Másodtüzelőanyag minőségének javítása
100
80
60
40
20
0
1
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Szemcseméret, mm
Éghető és neméghető alkotók megoszlása a
2
1 - neméghető
2 - éghető
(jelölés:
1- neméghető összesen:
egyéb+alumínium+üveg+fémek;
2 - éghető összesen:
műanyag+textil+gumi+ kompozit +
papír + fa).

mék rm
> 100
mm
0 - 100
mm
< 20
mm
sszesen
A szelektív aprítást követően képezhető
másodtüzelőanyag-termékek jellemzői
Termék Term k
elnevezése
elnevez se
Nagyfűtőért
Nagyf rtékű
termék term
Közepes zepes
fűtőért rtékű
termék term
Maradék Marad
Tömeg meg-
kihozatal
%
29
26
45
100
Fűtőért rték
MJ/kg
20
12
1
10
Megoszlás Megoszl s a termékekben,
term kekben,
%
Éghet ghető
50
44
6
100
Nem- Nem
Éghet ghető
6
19
75
100
Hőtartalo tartalo
m
61
33
6
100

Cementgyári minőségi igények
Jellemző Érték
Szemcseméret < 20 mm
Nedvességtartalom* légszáraz

Légáramkészülék Diffúzor-ármkészülék
Feladás
Cellás
adagoló
Ventilátor
Szétválasztó
tér
Silo
Silo
Felsőtermék
Levegő
Mérőtér
Prandtl-cső
helye
Ventillátor

F (v), %
F(x)
100
80
60
40
20
Fe
50...75 mm
0
5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5
k(v) [m/s]
v , m/s
F F(X) (v), %
100
80
60
40
20
Nemvas-fémek kihozatala a
légáram sebességének
függvényében
Fe
75...100 mm
0
3 4 5 6 7 8 9 10
k(v) v , m/s [m/s]

Megállapítottuk:
• az éghető anyagok süllyedési végsebessége három
tartományra bonthatók 1-3,5 m/s, 3,5-5,5 m/s és 5,5-16 m/s;
• a nemvas-fémek süllyedési sebessége pedig a 6-9 m/s
sebességtartományba esik;
• ezek alapján légáramkészülékkel történő
szétválasztáskor két tiszta fémmentes éghető terméket és
egy nemvas-fémeket is tartalmazó kevert termékhez
jutunk; ez utóbbiból a fémek örvényáramú szeparálással
nyerhetők ki;
• az éghető anyagok döntő része az előbbi két termékbe
kerül.

Kísérleti félüzemi méretű berendezés,
reaktor-méret: 100 l

ajlagos ajlagos gáázhozam
g zhozam éért rtéékek kek a a fizikai fizikai éés s
éémiai miai paramééterek param terek füüggv f ggvéény nyéében ben
Fajlagos gázhozam értékei
[ml/g]
60
50
40
30
20
10
0
Fajlagos gázhozam [ml/g] COD [g/kg] TOC [g/kg]
1.minta
(0.nap)
615,42
56,72
2.minta
(8.nap)
278,34
65,18
3.minta
(14.nap)
260,83
120,04
4.minta
(21.nap)
236,8
94,11
326,95
5.minta
(37.nap)
700
600
500
400
300
200
100
70,27
0
Kémiai paraméterek
[g/kg]
A kémiai oxigén igény és az összes
szerves széntartalom változása a
tartózkodási idő függvényében
Fajlagos biogáz hozam értékei
[ml/g sz.sz.a.]
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Fajlagos gázhozam [ml/g] COD [g/kg] TOC [g/kg]
1.minta
(0.nap)
615,42
56,72
2.minta
(8.nap)
278,34
65,18
3.minta
(14.nap)
260,83 236,8
120,04
4.minta
(21.nap)
94,11
700
600
Kémiai
500
326,95 400
300
200
paraméterek
100
70,27
[g/kg]
0
5.minta
(37.nap)

Légáramos ramos dúsítás
d

FÉLÜZEMI ZEMI PELLETEZŐ
PELLETEZ

PELLETEK

Komplex kezelés
anyagmérlege kísérleti
fázisban
Háztartási
hulladék
75...100 mm
2 8t
15 t
Mechanikai
kezelés
7 t
Másodtüzelõanyag
II.
Nemesítés
25 t
Másodtüzelõanyag
I.
CO 2 , víz
Fémek 1,5 t
Inert 0,5 t
2 t
Fém
Ine
1 t

lőkezelő egység
Mechanikai előkezelő egys.
Tüzelőanyag –nemesítő egys.
. 3A fermentáló egység
Biológiai stabilizáló
BIOGÁZ
3
50...100 m /t
IX.
IV.
PIROLÍZIS
Pirolízis-koksz
SZÁRAZ
FERMENTÁLÁS
prizmában
OSZTÁLYOZÁS
TISZTÍTÁS
PELLETÁLÁS
Maradék
lerakásra
11 %
9 % 11 %
Granulált
finom
komposzt
75...100 mm
33 %
V.
1 %
Fe-II.
1 %
Inert
VI.
1 %
1 %
Fémek
2 %
RDF- II.
11...14 MJ/kg
Lom és
válogatómûi
maradékok
APRÍTÁS
forgótárcsás
nyíróaprítógéppel
20 MJ/kg
(fólia-szerû)
III.
VI. Mechanikai utókezelő
VII. Biostabilát utókezelő
VIII. Pirolízis előkezelő
2 %
Fe - I.
Inert
1 %

Összefoglal
sszefoglalás
A szilárd szil rd települési telep si hulladékok hullad kok maradéktalan
marad ktalan
hasznosításra hasznos sra kell törekedni. t rekedni.
Ehhez a szelektív szelekt v gyűjt gy jtés s és s válogat v logatás, s,
valamint mechanikai előkész el szítés, s, a
mechanikai biológiai biol giai stabilizálás, stabiliz s, anaerob
lebontás, lebont s, RDF előáll el llítás kombinált kombin lt
technológiai technol giai rendszere kínál k l megoldást. megold st.
Szüks Sz kséges ges azonban az egymáshoz egym shoz szorosan
kapcsolódó kapcsol folyamatok, ill. anyagáramaik
anyag ramaik
költs ltség-hat hatékony kony összehangol
sszehangolása sa

KÖSZÖNÖM A
FIGYELMET !