První praktické zkušenosti se spalováním čistírenských kalů v ČR

1. První praktické zkušenosti se spalováním čistírenských kalů v ČR Eurofert ENG s.r.o. Petr Leitner

2. Čistírenský kal 5% sušiny Pro ČR 500t hod 5% suš. 100t hod 25% suš.

3. Kalové laguny

4. Perspektivy a trendy nakládání s čistírenským kalem v ČR Zemědělství Rekultivace cca 4 – 5 let Spoluspalování ? Přímé spalování ?

5. geneze První pokusy s pálením čistírenských kalů v ČSSR v průběhu 60 let, státní úkol. Postupné vylučování technologií (např. rotační pece ) vedlo až k agregátům s fluidní vrstvou. Děje ve fluidní vrstvě stále nelze v současné době s rozumnou přesností matematicky modelovat a tak prakticky veškerý pokrok v této technice je čistě na empirických základech.

6. Prostředí fluidní vrstvy • Nosné médium, „ zatěžkání „ reakčního prostoru ( částice kalu mají menší měrnou hmotnost než fluidní písková vrstva ) • Abrazivní působení na částice kalu • Turbulentní prostředí pro reakce paliva s kyslíkem • Tepelný výměník Třídící fluidní vrstva

7. Rošt fluidního reaktoru Eurofert ENG s.r.o.

8. Fluidní spalovna kalů pro 100 000 eqv.obyvatel • Zadání, • 1t / hod , kal 25% sušiny ( stabilizovaný ) • Podpůrné palivo, zemní plyn, • Možnost spalování bioplynu • Plně automatický provoz • Non-stop provoz

9. Dvě etapy stavby • A ) reaktor typu I. Po cca 6 měsíčním zkušebním provozu odstaven a demontován • B ) nahrazen reaktorem II. typu a uveden do provozu

10. Reaktor I. typu • Ocelová konstrukce • Vnitřní lehká vláknitá izolace • Vnitřní vložka z žáropevné oceli • Fluidní rošt s spodním vstřikem přídavného paliva a kalu

11. Typ I. Segment roštu reaktoru Kompaktní reaktor, rychlá a snadná montáž

12. Fluidní reaktor II. typu • Fluidní reaktor typu II. • Ocelový plášť • Izolace z pevných izolačních tvarovek • Vyzdívka těžkého typu, žárobetonové bloky, • Přídavné palivo spalování v přídavné spalovací komoře a hořáky potopenými do vrstvy • Dávkování kalu na povrch vrstvy

13. Typ II. Polotovar fluidního roštu před osazením Osazení fluidního roštu

14. Osvědčené uspořádání technologie

15. Čistírenský kal v roli „ paliva“ • 75 % vody, 12,5 % spalitelných látek • z hlediska přínosu energie do procesu je kal hasivem • Samostatného hoření bez dotace energie je schopen až od cca 35 % sušiny • Systémy měření a regulace ( MAR ) musí počítat s kalem jako „ hasivem „ než palivem

16. Čistírenský kal v roli „ paliva“ • Dvě fáze hoření kalu 1) těkavé plynné látky 2) obtížně spalitelné zuhelnatělé podíly Těkavé látky v kalu začínají hořet prakticky okamžitě při kontaktu s částicemi vrstvy. Velikost částic kalu má výrazný vliv. Pokud nejsou částice kalu překryty v této fázi dostatečnou vrstvou částic fluidní vrstvy, není energie vzniká spálení těkavých podílů efektivně předaná fluidní vrstvě, ale dojde k zahoření v prostoru nad fluidní vrstvou.

17. Čistírenský kal v roli „ paliva“ • Nízká teplota tavitelnosti popelovin, • Riziko vzniku spečenin v prostoru nad vrstvou v případě překročení teplot nad 900 °C • Možné provozní problémy v důsledku používání dalších hořáků v tomto prostoru, například v dopalovací komoře

18. Dvě technologie, dva přístupy • Reaktor I.typu • Intenzifikace dějů probíhající ve fluidní vrstvě • Maximum tepelné energie ze spáleného kalu a přidaného paliva je zpět předána fluidní vrstvě, kde je využita využita k procesům nutným ke spálení kalu, tj. k vysušení kalu • Veškeré regulační zásahy ovlivňují přímo fluidní vrstvu • Nárůst pracovní „ kapacity „ vrstvy až o 300% • Metastabilní fluidní vrstva, řízení je nutné současné software

19. Dvě technologie, dva přístupy • Reaktor II.typu • Fluidní vrstva představuje alternativu roštu • Snížený podíl přímého předání tepelné energie jak ze spáleného kalu tak přídavného paliva částicím kalu • Nepřímé způsoby regulace dějů ve fluidní vrstvě, např. pomocí sekundárního vzduchu • Nižší intenzita pochodů ve fluidní vrstvě • Celkově vyšší průtoky vzduchu a vyšší energetická náročnost • Stabilní vrstva

20. Výsledky • Čistírenské a jim podobné kaly ( biolíh, pivovary, papirny atd. ) jdou fluidní technologií s úspěchem spalovat, • Technologie je vhodná pro kaly s obsahem sušiny od 20 – 30 % • Výstup popeloviny ( popel, sobenty z čištění emisí, částice vrstvy ) cca 13 – 15 % původního množství kalu ( 25% suš.) • Velikost spalovny pro eqv. 100 000 obyvatel cca 14 x 25 x 15 m. Výhodné ji umístit přímo v areálech ČOV

21. Výsledky • Fluidní vrstva ze spodním dávkováním přídavného paliva a kalu pracuje efektivněji, úspora přídavného paliva až 60 %, vyžaduje precizní řízení • Vhodně navržená konstrukce kombinace ocel-vláknitá izolace-žároocel má dostatečnou životnost a je méně nákladná a snáze opravitelná než klasická těžká vyzdívka

22. Fluidní reaktory EurofertMk III. • Konstrukce vychází ze zjištěných a ověřených zkušeností • Snížená spotřeba energií až o 60 % proti stávajícím typům s vrchním dávkováním • Lehká konstrukce cca 10 x nižší hmotnost agregátu proti typům s těžkou vyzdívkou • Rychlé najetí a odstávka, preference non-stop provozu • Patentem chráněná konstrukce

23. EurofertMk III. • Lehká moderní konstrukce • Maximální úspora přídavného paliva • Dlouholetá životnost a snadná opravitelnost • Rychlé najetí a odstávka

24. Děkuji za pozornost Petr Leitner Eurofert ENG s.r.o.www.eurofert.cz