Raport o oddziaływaniu na środowisko – I wersja – maj 2010

7. CHARAKTERYSTYKA TECHNOLOGII PRZEDSIĘWZIĘCIA

7.1. Instalacja termicznego przekształcania odpadów

W zaproponowanej koncepcji wykorzystano doświadczenia aglomeracji europejskich dotyczące termicznego przekształcania stałych odpadów komunalnych w oparciu o spalanie w piecu rusztowym.

W instalacji ZTPOK termicznemu przekształcaniu poddawane będą frakcje resztkowe zmieszanych odpadów komunalnych oraz wysuszony (90% s.m.) osad ściekowy.

Do najistotniejszych cech wskazanego rozwiązania należą:

  • Dwa piece rusztowe, których konstrukcja sprawdziła się w zakładach termicznego przekształcania odpadów komunalnych na całym świecie, i który należy uwzględnić już teraz, aby zapewnić możliwość spalania odpadów o różnej wartości opałowej,
  • piece zintegrowane z kotłem odzysknicowym (odzyskowym),
  • optymalny odzysk energii zawartej w odpadach poprzez współpracę z turbogeneratorem kondensacyjno-upustowym o parametrach pary 400°C i 40°bar, pozwalającym na skojarzone funkcjonowanie, zapewniające zasilanie miejskiej sieci w ciepłą wodę i sieci publicznej w energię elektryczną,
  • oczyszczanie spalin z efektywnym systemem, typu selektywnej niekatalitycznej redukcji SNCR, w celu redukcji tlenków azotu, spełniającym najbardziej rygorystyczne wymagania emisyjne oraz pół-suchym systemem oczyszczania spalin w celu redukcji kwaśnych substancji, pyłów, metali ciężkich oraz dioksyn i furanów.

7.1.1. Zakładane parametry techniczne instalacji

Podstawowe parametry

Zakładane parametry techniczne instalacji przedstawione są w poniższej tabeli.

Tabela 7.1 Zakładane parametry techniczne instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych

Podstawowe parametry ZTPOK

Nominalna wydajność jednej linii termicznego przekształcania

Mg/h

32

Ilość linii termicznego przekształcania

2

Minimalny czas pracy jednej linii termicznego przekształcania

h

8000

Instalacja waloryzacji żużla

Mg/rok

Ok. 145 000

Instalacja zestalania i chemicznej stabilizacji pyłów i stałych pozostałości z oczyszczania spalin

Mg/rok

Ok. 33 000

Rodzaje termicznie przekształcanych odpadów

Zmieszane odpady komunalne

Nominalna wartość opałowa

Mg/rok

kJ/kg

481 700

9 320

Wysuszone osady ściekowe

Nominalna wartość opałowa

Mg/rok

kJ/kg

18 300 (90% s.m.)

12 600

Technologia

Piec

rusztowe

Ruszt

pochylony lub poziomy

Kocioł parowy

Walczakowy o obiegu naturalnym

Turbina

upustowo-kondensacyjna

Technologia oczyszczania spalin

Rodzaj oczyszczania

Metoda

Odczynnik

Odsiarczanie spalin

Pół-sucha

Mleczko wapienne

Odazotowanie spalin

SNCR

Mocznik stały

Redukcja dioksyn, furanów i metali ciężkich

Strumieniowo-pyłowa

Węgiel aktywny

Parametry pary przegrzanej

Ciśnienie

MPa

4

Temperatura

°C

400

Strumień pary na jeden kocioł

Mg/h

92,6

Sprawność kotła

%

83

Temperatura spalin

komora paleniskowa

°C

~1000

komora dopalenia

°C

Min. 850

Źródło: opracowanie własne

Odzysk energii

Instalacja odzysku energii zaprojektowana będzie jako kogeneracyjny układ kolektorowy, z turbiną parową pracującą w układzie upustowo-kondensacyjnym. Wyprowadzenie energii elektrycznej nastąpi siecią elektryczną o napięciu 15 kV.

Rysunek 7.1. Proponowany schemat instalacji kogeneracji

Wyprodukowane ciepło w pierwszej kolejności (o ile będzie takie zapotrzebowanie) będzie przekazywane do miejskiej sieci ciepłowniczej, a pozostała ilość ciepła będzie wykorzystana do wytworzenia pary i za pomocą generatora pary, będzie wytworzona energia elektryczna – kogeneracja.

Zastosowana konfiguracja kotłów odzyskowych i takie rozwiązania powierzchni wymiany ciepła w kotłach, by możliwe było osiągniecie sprawności termicznej procesu odzyskiwania ciepła na poziomie minimum 80%, (korzystnie 83-84%)

Zastosowane rozwiązania procesowe i konstrukcyjne, będą gwarantowały że straty energii cieplnej w odprowadzanych spalinach nie będą przewyższały 16% całkowitej energii wprowadzonej do układu (energii zawartej w odpadach i energii dodatkowego paliwa).

Zastosowana technologia będzie dążyć do maksymalnego wykorzystania i przekazania do wykorzystania na zewnątrz energii odzyskanej ze spalania odpadów.

Odzysk energii z odpadów odbywa się najpierw w kotle odzysknicowym, gdzie energia gorących spalin ulega przekształceniu w energię pary (np. o parametrach min. 400°C i 40 bar). W kolejnej fazie odzysku, energia pary zostaje wykorzystana do produkcji energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu.

Cechą charakterystyczną w sektorze spalania odpadów jest duże obciążenie spalin pyłem, stąd też konstrukcja kotła będzie zapewniać grawitacyjne oddzielenie popiołów lotnych poprzez:

  • Niskie prędkości przepływu spalin, oraz
  • Zmiany kierunków w ciągu spalinowym.

Duża zawartość popiołów w spalinach powoduje ryzyko znacznego zabrudzenia powierzchni wymiany ciepła. Może prowadzić to do zmniejszenia wymiany ciepła, a przez to do utraty sprawności. Dlatego też istotną rolę w konstrukcji kotła odgrywają systemy automatycznego czyszczenia powierzchni wymiany ciepła. Czyszczenie to może odbywać się np. przy pomocy lanc (wtrysk sprężonego powietrza lub wody), ‘strzepywaczy’, zdmuchiwania sadzy przy użyciu pary, przy pomocy fal uderzeniowych i/lub dźwiękowych.

Zakładany bilans energetyczny instalacji przedstawiony jest w tabeli poniżej.

Tabela 7.2. Bilans energetyczny ZTPOK

Charakterystyka

Jednostka

Kogeneracja

sezon grzewczy

sezon letni i przejściowy

Przepustowość linii

Mg/h

2×32

2×32

Liczba dni pracy

d / rok

212

113

Nominalny czas pracy

h / rok

4 776

3 224

Moc elektryczna brutto

MWe

28,4

41,9

Energia elektryczna brutto

MWh / rok

135 368

135 086

Moc elektryczna netto

MWe

22,3

35,8

Energia elektryczna netto

MWh / rok

106 505

115 419

Moc potrzeb własnych instalacji

MWh

6,1

6,1

Zużycie energii na potrzeby własne

MWh / rok

29 134

19 666

Moc cieplna

MWth

72

0

Produkcja ciepła na potrzeby m.s.c.

GJ / rok

1 237 929

0

Produkcja ciepła na potrzeby m.s.c.

MWh / rok

343 872

0

Źródło: opracowanie własne

Możliwość kwalifikowania wyprodukowanej energii jako energii odnawialnej.

Projekt rozporządzenia MŚ w sprawie szczegółowych warunków technicznych kwalifikowania części energii odzyskanej z termicznego przekształcania odpadów komunalnych jako energii z odnawialnego źródła energii (proj. ze stycznia 2009 r.) wprowadza istotny instrument stymulujący rozwój technologii termicznego przekształcania odpadów.

Zgodnie z tymi propozycjami 42 % całości energii elektrycznej uzyskanej w wyniku termicznego przekształcenia odpadów komunalnych uznawana będzie za energię odnawialną.

Jako metodę rozliczania udziału energii ze źródeł odnawialnych w cieple wytwarzanym podczas termicznego przekształcania odpadów w spalarni odpadów przyjęto metodę ryczałtową, ustalającą jedną, jednakową dla całego kraju, wartość udziału energii chemicznej zawartej we frakcjach ulegających biodegradacji w energii chemicznej całej masy kierowanych do termicznego przekształcania odpadów.

Uznanie energii odzyskanej i przetworzonej do postaci energii elektrycznej, przez UE, jako energii z odnawialnego źródła będzie bardzo ważnym czynnikiem poprawiającym efektywność ekonomiczną instalacji ZTPOK.

Warunkiem skorzystania z powyższego mechanizmu jest, aby odpady ulegające biodegradacji pochodziły wyłącznie z obszarów, na których, zgodnie z regulaminem utrzymania czystości i porządku na terenie gminy, selektywnie zbierane są odpady.

Do termicznego przekształcenia będą jednak kierowane wyłącznie odpady zmieszane, tj. takie, z których nie zostały wyselekcjonowane poszczególne frakcje nadające się do recyklingu materiałowego. Frakcje, o których mowa wyżej, stanowić będą część zmieszanych odpadów komunalnych, które ulegają rozkładowi tlenowemu lub beztlenowemu przy udziale mikroorganizmów (frakcja podsitowa o granulacji 0 – 20 mm, odpady kuchenne pochodzenia roślinnego i zwierzęcego, ogrodowe i z terenów zielonych, drewno, papier, tekstylia z włókien naturalnych, odpady wielomateriałowe, w tym odpady z utrzymania higieny, skóra).

Wymagane parametry emisyjne ZTPOK.

Wszystkie emitowane substancje nie mogą przekroczyć standardów emisyjnych narzuconych przez Dyrektywę w sprawie spalania odpadów jaki i kompatybilnego z tą dyrektywą rozporządzenia w sprawie standardów emisyjnych z instalacji.

Standardy emisyjne przedstawione są w poniższej tabeli.

Tabela 7.3. Standardy emisyjne

Lp.

Nazwa substancji

Standardy emisyjne w mg/m3u(dla dioksyn i furanów w ng/m3u) przy zawartości 11% tlenu w gazach odlotowych

Średnie dobowe

Średnie trzydziestominutowe

A

B

1

2

3

4

5

1

Pył ogółem

10

30

10

2

Substancje organiczne w postaci gazów i par wyrażone jako całkowity węgiel organiczny

10

20

10

3

Chlorowodór

10

60

10

4

Fluorowodór

1

4

2

5

Dwutlenek siarki

50

200

50

6

Tlenek węgla

50

100

150*

7

Tlenek azotu i dwutlenek azotu w przeliczeniu na dwutlenek azotu z istniejących instalacji o zdolności przerobowej powyżej 6 Mg odpadów spalanych w ciągu godziny lub z nowych instalacji

200

400

200

8

Metale ciężkie i ich związki wyrażone jako metal

Średnie z próby o czasie trwania 30 minut do 8 godzin

kadm + tal

0,05

Rtęć

0,05

antymon + arsen + ołów + chrom + kobalt + miedź + mangan + nikiel + wanad

0,5

9

Dioksyny i furany

Średnia z próby o czasie trwania od 6 do 8 godzin

0,1

* wartość średnia 10-minutowa

Źródło: Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 20 grudnia 2005 r. w sprawie standardów emisyjnych z instalacji (Dz. U. Nr 260, poz. 2181)

7.1.2. Przebieg procesu termicznego Przekształcania resztkowych odpadów komunalnych

Na rysunku poniżej przedstawiony jest schemat technologiczny ZTPOK.


Rysunek 7.2. Schemat technologiczny ZTPOK

źródło: opracowanie własne

Przywóz i wyładunek odpadów

Segment technologiczny przyjmowania odpadów będzie podzielony na dwie instalacje: