Zařízení na energetické využití odpadu: Princip a technologie

Zařízení pro energetické využití odpadu (ZEVO) jsou konstruována za účelem snížení objemu a hmotnosti převážně komunálních odpadů. Při spalování se odpad hygienizuje, sníží se zásadně objem a hmotnost a v následných procesech se zachytí a stabilizují nebezpečné látky, které jsou v odpadech obsažené. Uvolněná energie slouží k ohřevu vody, výrobě páry a elektrické energie pro domácnosti i průmysl.

Dalšími výstupy jsou struska, kovový šrot magneticky odseparovaný od strusky, v některých případech i barevné kovy. Struska neobsahuje nebezpečné látky a ukládá se na skládky, kovy se předávají k recyklaci. Nebezpečné látky, které se zachytí při čištění spalin, se odvážejí na skládky nebezpečných odpadů.

Zatímco běžná spalovna slouží pouze k likvidaci odpadů, ZEVO vyrábí z našich odpadů tepelnou a elektrickou energii. Tuto energii je možné využít v domácnostech pro vytápění a ohřev teplé užitkové vody a jako zdroj elektrické energie. Rozdíl mezi spalováním odpadů a energetickým využitím odpadů definuje Zákon o odpadech. Tento zákon stanovuje pro energetické využití odpadů nejnižší energetickou účinnost 65%. V současnosti se jedná o nejekologičtější způsob využití zbytkového komunálního odpadu a dalších vhodných odpadů pro energetické využití, které nelze recyklovat ani jinak smysluplně zpracovat. V ZEVO dojde k redukci objemu odpadu o 90 %.

Princip fungování ZEVO

ZEVO funguje podobně jako teplárna. Místo uhlí nebo jiných primárních paliv je palivem zbytkový komunální odpad. V kotli je odpad řízeně spalován. Uvolněná energie vyrábí přehřátou páru.

Technologický proces v ZEVO

Komunální odpad se přiváží do ZEVO každý den pomocí svozových aut. Při průjezdu do areálu ZEVO projdou auta kontrolou radiace a dvojí kontrolou obsahu přivezeného odpadu. Každá jednotlivá dodávka je následně zvážena a zaevidována. Bunkr neboli zásobník na odpad pak slouží jako dočasné úložiště odpadu před jeho energetickým využitím. Kapacita bunkru umožňuje skladování odpadu z odhadované týdenní produkce hlavního města Prahy. Odpad je zde z důvodu nesourodého složení promícháván a následně přikládán do kotlů pomocí dvou polypových drapáků.

Čtěte také: Typy teploměrů pro ovzduší

Přikládání odpadu do kotle probíhá pomocí násypky odpadu. Ta přemístí odpad na roštové dráhy. Rošt je vůči horizontále nakloněn a vykonává vratisuvný pohyb. Tyto dva parametry zajistí intenzivní promíchávání vrstvy odpadu, díky čemuž dochází k neustálému přemisťování a promíchávání žhavých částic s novým odpadem. Kotel je konstruovaný jako vertikální pětitahový, membránový, jehož účelem je předat vznikající tepelnou energii vodě a vyrobit z ní páru. Voda je v kotli distribuována varnými trubkami, ve kterých se přes teplosměnné plochy ohřívá.

Zapálení odpadu se provádí plynovými hořáky. Dochází k primárnímu a sekundárnímu spalování. Spalování je zajištěno ventilátorem, který odsává primární vzduch a žene ho pomocí sběrného kanálu pod rošt. Přívod vzduchu je pak regulován clonovými otvory, které lze pomocí klapek zakrývat dle spalovacího výkonu. Na konci roštové plochy je škvára vynesena pomocí tzv. Martina, mokrého vynašeče škváry. Z důvodu podtlakového prostředí v parním kotli je zapotřebí mít výsyp škváry uzavřen vodní clonou. Škvára, padající do vynašeče, se tak ochlazuje, štěpí na drobnější zrna a nepráší do okolí. Veškerá škvára (pevný podíl po spálení odpadu) je pak shromažďována v bunkru škváry.

Energie obsažená v páře je přes mechanickou práci na lopatkách turbíny a generátor přeměněna na elektrickou energii. Turbogenerátor je souproudý s jedním neregulovaným odběrem a různou rychlostí otáček turbíny a generátoru. Neregulovaný odběr turbogenerátoru je koncipován na maximálně 56 t páry za hodinu, která předá do základního výměníku teplo o velikosti 850 TJ. To je pak prostřednictvím horkovodu distribuováno do energetické sítě pro veřejnou spotřebu. Vycházející pára z turbogenerátoru je pak chlazena a zkondenzována pomocí vzduchu proudícího šesti velkokapacitními ventilátory do kondenzátoru. Max. Max.

Čištění spalin

Největší část celého ZEVO tvoří technologie na čištění spalin, které se uvolňují při spalování odpadů. Spaliny z kotle putují do vysoce účinného komplexního systému čištění.

Prvním místem, kde dochází k čištění spalin z kotle, je rozprašovací sušárna. Funkcí tohoto odstředivého cyklónu je záchyt tuhých nečistot unášených vznosem spalin. Druhou funkcí sušárny je sušení vyčerpaných vápenných suspenzí z mokrého stupně čištění spalin. Druhým stupněm čištění je čtyřsekční horizontální tkaninový filtr tuhých látek unášených ve vznosu spalin. Systémem textilního čištění se zachytí až 99,9% veškerých prachových částic. Bezodpadové odstranění dioxinů furanů a oxidů dusíku z procházejících spalin je dosaženo pomocí čtyř pater keramických voštin s katalytickou složkou oxidu vanadu a wolframu, tzv. DeDiox/DeNOx katalyzátor. Pro dosažení potřebné provozní teploty spalin je před katalyzátorem nainstalován tepelný výměník pára/spaliny. Tlaková ztráta proudění spalin je pak kompenzována pomocným katalyzátorovým ventilátorem. Přebytečná energie z katalyzátoru je využívána pomocí rekuperačního výměníku k dohřevu vody do horkovodu a zpětnému ohřevu spalin před vstupem do komína.

Čtěte také: Stavební odpady a recyklace

Nedílnou součástí čištění spalin je mokrá vápenná vypírka. Samotný oxid vápenatý je skladován ve dvou silech s navazující hasnicí a předlohovou nádrží k hašení vápna. Příměsí vápna je 10% aktivního uhlí pro záchyt rtuti a organických polutantů. Za účelem odstranění emisí chloru, fluoru a těžkých kovů, jakožto nežádoucích produktů spalování odpadu, se zde nachází mokrá vápenná vypírka v kyselém prostředí (pH 1), tzv. předpračka. Je to sklolaminátová (GFK) kolona se čtyřmi oboustrannými tryskami umístěnými ve středním průměru kolony. Druhou částí mokré vápenné vypírky je absorbér. Tentokrát je to ale vypírka v neutrálním prostředí (pH 6) za účelem odstranění oxidů síry. Absorbér je z vnější i vnitřní strany pogumovaná kolona se šesti oboustrannými tryskami umístěnými ve středním průměru kolony. Trysky opět zajišťují rovnoměrnou distribuci vypírací suspenze a vysokou účinnost odlučování.

Odpadní suspenze z praček a absorbérů jsou neutralizovány v neutralizačních nádržích až na pH 11, při kterém je zajištěno vysrážení těžkých kovů v podobě nerozpustných hydroxidů. Komín se skládá z keramického pouzdra v betonovém monolitickém plášti. Na kótě 24 m je umístěno kontinuální měření emisí CO, SO2, NOx, TOC, TZL, HCl, NH3 a Hg. Dále jsou zde prováděna veškerá měření pro kontrolu potenciálně produkovaných emisí.

Výhody energetického využití odpadu

• Snížení objemu odpadu o 90 %
• Výroba tepla a elektrické energie
• Dodržování přísných emisních limitů
• Získávání kovů ze škváry

ZEVO v České republice

V České republice se v současné době nacházejí čtyři zařízení pro energetické využití odpadu:

• Brno (SAKO Brno, a. s.)
• Praha (Pražské služby, a. s.)
• Liberec (Termizo, a. s.)
• Obec Chotíkov u Plzně

V České republice jsou v provozu 3 spalovny odpadu, ZEVO v Praze s kapacitou 315 000 t/rok, SAKO v Brně s kapacitou 224 000 t/rok a Termizo v Liberci s kapacitou 96 000 t/rok. První dvě jmenované patří městu, liberecká spalovna je vlastněna německou skupinou MVV Energie A.G.

První spalovna na území dnešní České republiky byla vybudována právě v Brně už v roce 1905. Fungovala až do roku 1941 a o čtyři roky později byla poškozena během bombardování. Druhá spalovna byla v Brně postavena v letech 1984 až 1989. V roce 1994 byl provoz rozšířen o 2. V letech 2008 až 2010 došlo k dalším modernizacím spalovny - byly vyměněny kotle, instalována turbína o výkonu 22,7 MW, pořízena nová filtrační zařízení, vzduchový kondenzátor pro turbínu a dotřiďovací linka pro PET láhve, hliníkové plechovky, tetrapacky a papír. Brněnská spalovna má kapacitu 248 000 tun odpadu ročně.

Čtěte také: Zařízení snížení emisí - výběr

První spalovna v Praze byla postavena ve Vysočanech v průběhu let 1930 až 1933 a do provozu byla uvedena o rok později. Její provoz skončil v roce 1997. Vznik nové spalovny v Malešicích se datuje k roku 1998 a nachází se na území Štěrbohol, ale vstupní trakt má na území Malešic. Díky instalaci katalyzátorů v roce 2007 se významně zlepšily emisní parametry. Současná kapacita spalovny ZEVO Malešice je 330 000 tun odpadu ročně. Spalovna disponuje 4 kotly a každý dokáže spálit až 15 tun odpadu za hodinu. Ze spáleného odpadu se vyrábí hlavně tepelná energie. Teplo se dále distribuuje do domácností nebo se využívá na výrobu elektrické energie.

Spalovna Termizo funguje v Liberci od roku 1999.

Nejnovější spalovna v České republice se nachází v obci Chotíkov u Plzně a její provoz byl spuštěn v roce 2016. Ročně spalovna zpracuje 105 000 tun odpadu. Zařízení zásobuje teplem město Plzeň a elektřina je odváděna do rozvodné sítě. Maximální tepelný výkon je 31,65 MW s předpokládanou roční dodávkou tepla cca 400 000 Gigajoul.

Legislativa v oblasti energetického využití odpadu

Nový zákon o odpadech č. 541/2020 Sb. účinný od 1.1.2021 přinesl mj. jednu zásadní změnu, tzv. „zákaz skládkování“. V praxi toto ustanovení znamená, že počínaje rokem 2030 již nebude možné nadále skládkovat směsný komunální odpad a řadu dalších druhů odpadů s energetickým potenciálem, které dnes na skládkách běžně končí. Recyklace a energetické využití budou jedinými možnostmi, jak s těmito odpady nadále nakládat.

Energetické využití odpadu v Evropě

Podle aktuálních dat evropského svazu CEWEP (Confederation of European Waste-to-Energy Plants) bylo ke konci roku 2017 v Evropě v provozu 518 ZEVO s celkovou roční kapacitou 93,6 mil. tun odpadu. Tato čísla přitom nezahrnují zařízení spalující nebezpečné odpady.

Nejvíce ZEVO je aktuálně v provozu ve Francii (126) a Německu (121). Největší celkovou roční kapacitu mají ZEVO v Německu (26 mil. t/rok), Francii (14,7 mil. t/rok) a ve Spojeném království (9,5 mil. t/rok).

Zatímco počet ZEVO se mezi lety 2010 a 2017 zvýšil o přibližně 15 % z 451 na 518, celková roční kapacita ZEVO v Evropě vzrostla o téměř 30 % z 73,3 na 93,6 mil. tun.

Plán odpadového hospodářství ČR

Plán odpadového hospodářství ČR pro období 2015-2024 (POH ČR), který vláda ČR schválila 22. 12. 2014, stejně jako česká legislativa odpadového hospodářství jsou založeny na principu dodržování hierarchie nakládání s odpady. POH ČR v prognóze nakládání s komunálním odpadem předpokládá, že na základě trendů v některých zemích EU bude stále významnější roli hrát jeho energetické využití, které by postupně mělo nahradit odstraňování komunálního odpadu skládkováním.

Zatímco v roce 2013 bylo podle POH ČR téměř 50 % komunálního odpadu uloženo na skládky a pouze 11,6 % bylo energeticky využito, v roce 2024 by míra skládkování měla klesnout na 12,3 % a míra energetického využití vzrůst na 27,7 %.

tags: #zařízení #na #energetické #využití #odpadu #princip

Oblíbené příspěvky:

• Jak probíhá měření emisí bez vytáčení?
• Ekologické postupy v kadeřnictví
• Průvodce flórou ČR
• Výlety v Budějovicku
• Postup při likvidaci stavební suti