Destrukcja plazmowa odpadów elektrycznych i elektronicznych

1. EKO HYBRES Sp. z o.o.Rogoźnica , Głogów MałopolskiElektroniczny Zakład Innowacyjno WdrożeniowyHYBRES Sp z o.o.Rzeszów, ul Klonowa 10AKazimierz Zając

2. Destrukcja plazmowa odpadówelektrycznych i elektronicznych • Dlaczego odpady ? • Dlaczego plazma ? • Przypadek – sympozjumnaukowe (2007 r) • Wiedza w kraju ? • Wniosek do PARP - program POIG 1.4 4.1 • Przetwarzanie odpadów ZSEIE • Unieszkodliwiane i odzysk surowców pierwotnych i energii

3. Czym jest plazma Stan materii (pierwszy , czwarty ) ? Historia plazmy Lata 1857 - 1908 Ostatnie dekady 20 wieku – mikroelektronika technologia półprzewodników… 21 wiek to podstawa nowych materiałów wykorzystywanie metod laserowych i plazmowych

4. Właściwości i podział plazmy • plazma niskotemperaturową, „zimna” lub plazmą wyładowań elektrycznych, 2000 K do 30 000 K • wysokotemperaturowa, „gorąca”, wytwarzaną podczas syntezy termojądrowej • – niskociśnieniową, • – wysokociśnieniową (termiczną).

5. Plazma - środowisko • generowanego ozonu • sterylizację powietrza, wody, gleby, powierzchni i opakowań … • usuwania mikrobiologicznych zanieczyszczeń , • redukcji tlenków azotu z gazów spalinowych • rozkład i spalanie odpadów organicznych, • destrukcja zużytych baterii, płytek obwodów drukowanych,

6. wspomaganie reakcji chemicznych – selektywne usuwanie acetylenu z etylenu, rozkład etylenu, trichloroetylenu, octanu etylu i toluenu, wytwarzanie wodoru gazowego i sadzy poprzez rozpad węglowodorów

7. Plazmowa destrukcji odpadów • Zgazowanie (1300 – 1600) C • Plazmowa destrukcja syngazu w gaz drzewny • W jednostce kogeneracyjnej odzysk energii cieplnej i elektrycznej • Odzysk surowców (w zależności od odpadów)

8. Schemat instalacji

9. wsad śluza ok. 800C 700-400C 1300-1600C ruszt popiół (odpad)

10. Odzysk Surowców – stopy metali kolorowych na bazie Cu: Brązy , mosiądze i inne Gaz (drzewny) Energia , cieplna , elektryczna 1kg odpadu (ZSEiE) - ok 0,4 kW Odpad (popioły , żużle ) ok 2%

11. Propozycja • Instalacje do utylizacji odpadów komunalnych • Przerób do 1 Mg/ godz • Segregacja - metale - gruz - pozostałe do zgazowania i odzysku energii • Odpad ok 2% wsadu • Energia ok 0,6 kW/kg wsadu

12. Obecny stan wiedzy w kraju Prof. Dr hab. inż. Andrzej w. Jaśiński Doradca Głównego Inspektora Ochrony Środowiska Przewodniczący Krajowej Komisji ds. Ocen Oddziaływania na Środowisko Członek Państwowej Rady Ochrony Środowiska

13. Zgazowanie - zasada • Zgazowanie to proces utleniania przy niestechiometrycznej (niewystarczającej ,wg zapisu reakcji pełnego utleniania) ilości tlenu • ideę procesu można zobrazować następującymi podstawowymi reakcjami: C + 1/2O2 = CO + Q Q = 123,1 kJ/kmol C + O2 = CO2 + Q Q = 404,7 kJ/kmol C + CO2 = 2CO - Q Q = 159,9 kJ/kmol C + H2O (para wodna) = CO + H2 - Q Q = 118,5 kJ/kmol C + 2H2 = CH4 + Q Q = 87,5 kJ/kmol I dwiema następczymi: CO + H2O = H2 + CO2 + Q Q = 40,9 kJ/kmol (zwiększa ilość wodoru) CO + 3H2 = CH4 + H2O + Q Q = 205,9 kJ/kmol (podwyższa wartość opałową).

14. Dotychczasowe wykorzystanie plazmy: • metalurgia, • unieszkodliwianiem odpadów niebezpiecznych, • zgazowania węgla i innych substancji, zawierających węgiel, • termiczna konwersja materiału, w środowisku z ograniczoną, ilością tlenu, w temperaturach (w łuku), przynajmniej rzędu 4000 – 7000 st. C; produkty : gaz syntezowy, oraz zeszklony żużel (witryfikat) • oczyszczanie gazów syntezowych, – boilery, turbiny gazowe lub silniki - elektryczność i ciepło; produkcja chemiczna, w tym paliwa napędowe, • wiarygodność z termodynamicznego i chemicznego punktu widzenia ,,(tworzenie modeli matematycznych pozwalających na symulowanie zmienności parametrów procesowych i znajdowanie wzajemnych ich zależności).

15. Technologia plazmowa charakteryzuje się: • Najwyższą energią netto w przeliczeniu na tonę odpadów komunalnych o 50% więcej niż spalanie; o 43 % więcej niż piroliza; o 29% więcej niż piroliza połączona z gazyfikacją oraz o 29% więcej niż konwencjonalna gazyfikacja), • Dużą elastycznością zmian składu wsadu (węgle o różnej zawartości siarki i granulacji; odpady komunalne; pozostałość po produkcie strzępienia pojazdów wycofanych z ruchu; koks petrochemiczny; szlamy z zakładów chemicznych oraz oczyszczalni ścieków, itp.),

16. c.d • Niewielkimi wymaganiami przygotowania wsadu (wieloskładnikowa z ograniczoną potrzebą rozdrabniania dyktowaną wymiarami gazyfikatora; brak potrzeby dogłębnego rozdrabniania i mielenia; bardzo szeroka tolerancja zawartości wilgoci , choć optymalne wyniki osiąga się przy niskich wartościach tego parametru),

17. c.d. • Niewielkimi wymaganiami przygotowania wsadu (wieloskładnikowa z ograniczoną potrzebą rozdrabniania dyktowaną wymiarami gazyfikatora; • brak potrzeby dogłębnego rozdrabniania i mielenia; • bardzo szeroka tolerancja zawartości wilgoci , choć optymalne wyniki osiąga się przy niskich wartościach tego parametru), • Dużymi możliwościami zastosowania produkowanego gazu syntezowego (np. do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej, do produkcji metanolu, wodoru, etanolu),

18. c.d • Najmniejszym oddziaływaniem na • środowisko bez składowania popiołów ; • zwitryfikowanyżużel spełnia normy • wymywalnościi może być sprzedawany • jako surowiec do budowy dróg • porównywalny z bazaltem; • bardzo niska emisja do atmosfery, także dioksyn i furanów, spełniająca najbardziej wyśrubowane normy europejskie),

19. EKOINNOWACJE Źródło danych: EIS 2011 Polska jest najmniej ekoinnowacyjnym państwem UE. Wynika to z niskiej innowacyjności – nie ma ekoinnowacji bez innowacji.

21. EKOINNOWACJE A INNOWACJE Źródło danych: IUS 2011, EIS 2011

22. Dziękuję za wagę Kazimierz Zając