Partner serwisu
Tylko u nas
11 stycznia 2019

ITPO a środowisko

Kategoria: Artykuły z czasopisma

Wraz z galopującym rozwojem gospodarczym oraz technologicznym w wielu państwach świata dochodzi do intensyfikacji postępu, poprawy komfortu życia oraz znacznej ilości innych, często pobocznych i pomijanych w ostatecznym rozrachunku czynników. Wpływają one w mniejszym lub większym stopniu na wizerunek otaczającej nas codzienności. Dwa z nich to zapotrzebowanie energetyczne oraz ilość generowanych odpadów. Owe czynniki łączą się i wzajemnie przeplatają.
 

ITPO a środowisko

Rozważania zacznijmy od ustawowej definicji odpadów komunalnych, która mówi, że są to odpady powstające w gospodarstwach domowych, z wyłączeniem pojazdów wycofanych z eksploatacji, a także odpady niezawierające odpadów niebezpiecznych pochodzące od innych wytwórców odpadów, które ze względu na swój charakter lub skład są podobne do odpadów powstających w gospodarstwach domowych1. W związku z tym, jak łatwo się domyślić, do odpadów komunalnych będzie należała ogromna ilość produktów.

Do podstawowych technologii zagospodarowania odpadów, a w tym ich termicznego przekształcania, zalicza się:

•    tworzenie wysypisk i odbieranie z nich gazu wysypiskowego wykorzystywanego następnie do generowania energii,

•    budowanie spalarni odpadów opartej na prostych systemach spalania,

•    tworzenie bloków wielopaliwowych,

•    wykorzystywanie gazyfikacji plazmowej,

•    zastosowanie połączonych procesów gazyfikacji oraz pirolizy,

•    stosowanie fermentacji beztlenowej odpadów organicznych dla uzyskania biogazu.

Jak każdy proces, tak i wskazane powyżej rozwiązania techniczne posiadają swoje wady i zalety. Bez wątpienia do korzyści można zaliczyć:

•    zmniejszenie ilości odpadów,

•    uzyskanie produktów ubocznych bezpiecznych dla środowiska oraz możliwych do zagospodarowania – np. żużel,

•    odzysk energii (elektrycznej oraz cieplnej) – włożonej wcześniej w proces wytwarzania danego dobra materialnego,

•    obniżenie wpływu oraz ilości substancji szkodliwych zawartych w odpadach.

Termiczne przekształcanie odpadów bez wątpienia ma w określonym stopniu wpływ na skład ilościowy oraz jakościowy atmosfery, jakość wód, stan gleby, jak również takie czynniki, jak emisja hałasu.

Szkodliwe emisje

Biorąc pod uwagę pierwszy z wymienionych obszarów, czyli atmosferę, najbardziej istotna jest emisja szkodliwych gazów w postaci spalin. Obecnie wielkości ekwiwalentów emitowanych spalin są restrykcyjnie reglamentowane przez dyrektywy unijne. Ilości uwalnianych gazów zależą w dużym stopniu od zastosowanej technologii, jak również rodzaju i jakości wykorzystywanych odpadów. Podstawowymi elementami tworzącymi unos zanieczyszczeń kierowanych z zakładu energetycznego do atmosfery są pyły, tlenki węgla, siarki i azotu, pochodne halogenków (HCl oraz HF), jak również organiczne związki z furanami i dioksynami na czele.

W przypadku tlenków siarki ich emisje zależą przede wszystkim od zawartości tego pierwiastka w paliwie, jak również od wielkości unosu. Dzieje się tak, gdyż ponad połowa tworzonych związków siarki pozostaje w żużlu. Pozostała część ulega syntezie do dwutlenku siarki. Duże znaczenie dla ochrony środowiska w tym aspekcie odgrywa rodzaj stosowanej metody odsiarczania spalin.

Tlenki azotu pochodzą w tym wypadku przede wszystkim z procesu utleniania tegoż pierwiastka zawartego w powietrzu. Innym z czynników, wpływających na ich zwiększone generowanie, jest termiczna degradacja struktur odpadów naturalnych.

Pochodne halogenków to przede wszystkim kwas solny powstały w wyniku reakcji gazowego chloru z parą wodną. Źródłem chloru są w tym wypadku przede wszystkim związki organiczne zawarte w paliwach odpadowych. Poza nim pojawiać się może także kwas fluorowodorowy (HF), który jest konsekwencją utylizacji teflonu.

Ilość uwalnianych pyłów zależy w dużej mierze od wielkości nagromadzonego popiołu lotnego w materiale spalanym. Inną kwestią jest przebieg procesu przekształcania termicznego. Należy wziąć pod uwagę, iż zdecydowana część odpadów pochodzenia nieorganicznego nie ulega spalaniu i zostaje przeniesiona do popiołu. W jego skład wchodzi w takim razie cała gama różnych związków, łącznie z metalami toksycznymi – kadm, ołów, rtęć, arsen. Duża ilość pyłów uwalniana jest także już z samego żużlu. 

Furany oraz dioksyny mogą być emitowane w wyniku uwalniania ich z odpadów, które nie uległy degradacji lub na skutek niewłaściwie prowadzonego procesu. Innym sposobem na ich powstawanie jest zajście reakcji syntezy w trakcie przekształcania termicznego (utylizacji). Możliwe jest także powstawanie wtórne, np. w układzie chłodzenia spalin.

Wybór technologii termicznego przekształcania jest niezwykle istotny dla ilości emitowanych do atmosfery substancji. Im bardziej proces będzie dostosowany do charakteru odpadów, tym większa ich część ulegnie rozkładowi. Charakter oraz wielkość emisji zależą też w dużej mierze od rodzaju odpadów (komunalne, przemysłowe, szpitalne).

Ścieki

Bazową grupą są ścieki sanitarne, utylizowane najczęściej przez małe oczyszczalnie obecne na terenach zakładów energetycznych. Druga frakcja to ścieki technologiczne, do których często zaliczane są te powstające w wyniku czyszczenia urządzeń ciągu procesowego (zawierają one zwykle detergenty, smary, oleje i/lub resztki paliw) oraz wody opadowe. Kolejną grupę stanowią odpady ciekłe powstałe w wyniku odsiarczania spalin metodą mokrą. Mogą być one zasobne w metale ciężkie oraz w znacznym stopniu zasolone.

Również proces chłodzenia żużla generuje pewne ilości ścieków. Poza metalami ciężkimi oraz zasoleniem, charakteryzują się one także obecnością zawiesin, które należy usunąć. Służą do tego najczęściej zakładowe oczyszczalnie ścieków. Ostatnia znacząca grupa dotyczy wody kotłowej. Wymaga ona uzyskania odpowiednich, bardzo ści
słych warunków jakościowych, aby mogła być wykorzystywana w procesie. Niezbędne jest w tym celu przeprowadzenie jej przez instalacje demineralizacji oraz dekarbonizacji. Oba wskazane etapy intensyfikują ilości powstających ścieków. Zarówno wody z gaszenia żużla, jak i woda kotłowa mogą krążyć w układzie zamkniętym. Zabezpiecza to w dużym stopniu środowisko przed skażeniem.  

Odpady stałe

Bez wątpienia termiczne przekształcanie pozwala na zmniejszenie zarówno masy, jak i objętości składowanych odpadów. Dzięki temu przepełnione dotychczas wysypiska mogą zostać „odchudzone”, a to daje sposobność na ich dłuższe wykorzystywanie.

Podstawowymi odpadami występującymi w formie stałej są żużel, pyły oraz pozostałości z procesów oczyszczenia gazów. W przypadku tego rodzaju odpadów istotna jest zawartość metali ciężkich oraz związków organicznych, które to mogą reagować ze środowiskiem zewnętrznym i tworzyć szkodliwe dla otoczenia oraz zdrowia organizmów związki chemiczne.

Pierwiastkiem szczególnie groźnym, który pojawiać może się w żużlu, jest arsen. W przypadku popiołu lotnego ich różnorodność jest zdecydowanie bardziej znacząca. Dotyczy to między innymi wspomnianego arsenu, jak również kadmu czy rtęci. Trudno jednak stwierdzić, jaka jest realna skala zagrożenia dla środowiska ze strony odpadów stałych, gdyż ich agresywność zależy od składu spalanego wsadu, jak również od metody przeprowadzania procesu.

Co z tym zrobić?

Istnieje wiele sposobów na zmniejszenie zagrożenia ze strony odpadów generowanych podczas termicznego przekształcania. Zacząć można już na etapie sortowania odpadów. Usuwać z nich należy przede wszystkim te zawierające polichlorki winylu oraz polichlorowane bifenyle, które doprowadzać mogą do powstawania między innymi dioksyn i furanów. Wsad powinien odznaczać się także odpowiednią wartością opałową, niską wilgotnością, niewielką zawartością popiołu lotnego oraz właściwym rozdrobnieniem.  Istotne jest również utrzymywanie ustalonej w instrukcji eksploatacji instalacji temperatury, w której zachodzić ma proces, jak również czasu obecności cząstek odpadów w komorze spalania – pozwoli to na kontrolę stężenia powstających tlenków azotu.

Kolejne aspekty dotyczą zwiększenia skuteczności działania instalacji odpylania, odazotowania oraz odsiarczania spalin. Efektywność pracy tych układów znajduje się obecnie na bardzo satysfakcjonującym poziomie, jednak należy skorelować wybór metody oczyszczania spalin z technologią termicznego przekształcania.

Cały artykuł został opublikowany w nr 7/2018 magazynu Energetyka Cieplna i Zawodowa.

fot. 123rf.com
Nie ma jeszcze komentarzy...
CAPTCHA Image


Zaloguj się do profilu / utwórz profil
Strona używa plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. OK, AKCEPTUJĘ