Ocena wartości opałowej oraz zawartości chloru i siarki w wybranych odpadach w aspekcie ich energetycznego wykorzystania

• Autorzy: Skawińska A. , Micek B. , Hrabak J.

Warianty tytułu

EN

Evaluation of net calorific value and chlorine and sulfur content of selected waste in terms of its energetic utilization

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Odzyskiwanie energii zawartej w odpadach jest zgodne z prawodawstwem europejskim w zakresie racjonalnej gospodarki zasobami środowiska. Wytwarzanie paliw alternatywnych z odpadów umożliwia otrzymanie paliwa o odpowiednich parametrach jakościowych, co pozwala na uniknięcie problemów technicznych i eksploatacyjnych związanych z niestabilnością składu odpadów. System klasyfikacji stałych paliw wtórnych jest zdefiniowany z wykorzystaniem podstawowych parametrów, do których należą wartość opałowa oraz zawartość chloru i rtęci. Na tym tle dokonano oceny wartości dwóch parametrów klasyfikujących stałe paliwa wtórne – wartości opałowej i zawartości chloru – w wybranych grupach odpadów przeznaczonych do wykorzystania w celach energetycznych. Uzyskane wyniki wykazały dużą zmienność wartości parametrów i niejednorodność analizowanych odpadów. Największą wartość opałową (29,22 MJ/kg) odnotowano w przypadku próbki paliwa alternatywnego, natomiast najmniejszą charakteryzowała się próbka osadów ściekowych (0,05 MJ/kg). Stwierdzony udział chloru w badanych próbkach odpadów (odniesiony do suchej masy) zawierał się w granicach od 0,005% do 1,547%. Wyznaczono także wartości stosunku masowego siarki do chloru w próbkach odpadów, co jest niezbędne do oceny stopnia zagrożenia korozyjnego. Wartość wskaźnika [S]/[Cl] w wielu przypadkach wynosiła <2,2, co świadczyło o istniejącym ryzyku zagrożenia korozyjnego urządzeń technologicznych zasilanych takimi odpadami.

EN

Recovery of energy contained in waste complies with the European legislation on rational environmental resources management. Alternative fuel production from waste allows obtaining fuel of defined quality parameters, hence avoiding technical and maintenance problems associated with instability of waste composition. The classification system of solid recovered fuels (SRF) is defined by key parameters which include calorific value and chlorine and mercury content. Therefore, these two parameters classifying solid recovered fuels, i.e. net calorific value and chlorine content were evaluated in the selected waste groups intended for energetic utilization. The results indicated high variability of the parameter values and heterogeneity of the analyzed waste. The highest calorific value (29.22 MJ/kg) was reported for the alternative fuel sample, while the lowest – for the sewage sludge sample (0.05 MJ/kg). The chlorine content in the waste samples (per dry weight) was in the range of 0.005 to 1.547%. The sulfur to chlorine ratio was also determined, which was essential for corrosion hazard evaluation. Most often the [S]/[Cl] index was < 2.2, indicating an existing corrosion hazard to technological equipment powered with such waste.

Słowa kluczowe

PL

stałe paliwa wtórne; odzyskiwanie energii; wykorzystanie energetyczne; klasyfikacja; wartość opałowa; korozja; chlor; siarka

EN

Solid recovered fuels (SRF); energy recovery; energetic utilization; classification; net calorific value; corrosion; chlorine; sulfur

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 39, nr 1
• Strony: 39--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Skawińska A.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, ul. Zamkowa 1, 41-803 Zabrze

autor

Micek B.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, ul. Zamkowa 1, 41-803 Zabrze

autor

Hrabak J.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, ul. Zamkowa 1, 41-803 Zabrze

Bibliografia

• 1. R. WASIELEWSKI, J. HRABAK: Wykorzystanie paliw alternatywnych w kotłach energetycznych. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska 2013, t. 15, nr 4, ss. 31–38.
• 2. A. SOBOLEWSKI, R. WASIELEWSKI, S. STELMACH: Wykorzystanie stałych paliw wtórnych w energetyce. Polityka Energetyczna 2007, t. 10, nr 2, ss. 379–389.
• 3. M. ŚCIĄŻKO, H. ZIELIŃSKI: Termochemiczne przetwórstwo węgla i biomasy. Wydawnictwo Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla i Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Zabrze–Kraków 2003.
• 4. PN-EN 15359:2012. Stałe paliwa wtórne – wymagania techniczne i klasy.
• 5. R. B. SILVA, R. FRAGOSO, C. SANCHEZ, M. COSTA, S. MARTINS-DIAS: Which chlorine ions are currently being quantified as total chlorine on solid alternative fuels? Fuel Processing Technology 2014, Vol. 128, pp. 61–67.
• 6. A. CHOLEWIŃSKI, A. SZYDEŁKO: Techniki pomiaru zawartości rtęci, chloru i siarki w paliwach stałych. Zeszyty Energetyczne 2014, t. I, Problemy Współczesnej Energetyki, ss. 177–192.
• 7. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z 21 marca 2002 r. w sprawie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów. Dziennik Ustaw 2002, nr 37, poz. 339.
• 8. Rozporządzenie Ministra Rozwoju z 21 stycznia 2016 r. w sprawie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów oraz sposobów postępowania z odpadami powstałymi w wyniku tego procesu. Dziennik Ustaw RP 2016, poz. 108.
• 9. W. KORDYLEWSKI: Spalanie i Paliwa. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2008.
• 10. J. WALTER, N. RECHBERGER: The task of chemistry in biomass plants applied in the Timelkam Power Plant. VGB PowerTech Journal 2006, Vol. 3, pp. 48–52.
• 11. E. MICEK, I. PATYNA, A. SKAWIŃSKA: Wpływ zawartości siarki i chloru w węglu na zjawisko korozji w procesach spalania. Przegląd Górniczy 2013, nr 3, ss. 93–104.
• 12. B. PENG, D. WU, J. LAI, H. XIAO, P. LI: Simultaneous determination of halogens (F, Cl, Br and I) in coal using pyrohydrolysis combined with ion chromatography. Fuel 2011, Vol. 94, pp. 629–631.
• 13. S. LANDSBERGER, V. G. VERMETTE, M. WOLFE, M. A. POWEL: Determination of halogens in coal using thermal and epithermal neutron activation analysis. Journal of Coal Quality 1989, Vol. 8, pp. 95–97.
• 14. W. DUO, D. LECLERC: Thermodynamic analysis and kinetic modeling of dioxin formation and emissions from power boilers firing salt-laden hog fuel. Chemosphere 2007, Vol. 67, No. 9, pp. 164–176.
• 15. M. BETTINELLI, S. SPEZIA, C. MINOIA, A. RONCHI: Determination of chlorine, fluorine, bromine and iodine in coals with ICP-MS and I.C. Atomic Spectroscopy 2002, Vol. 23, No. 4, pp. 105–110.
• 16. E. FLORES, M. F. MESKO, D. P. MORAES, J. S. F. PEREIRA, P. A. MELLO, J. S. BARIN: Determination of halogens in coal after digestion using the microwave-induced combustion technique. Analytical Chemistry 2008, Vol. 80, pp. 1865–1870.
• 17. A. SEVERE AKDAG, A. ATIMTAY, F.D. SANIN: Comparison of fuel value and combustion characteristics of two different RDF samples. Waste Management 2016, Vol. 47, pp. 217–224.
• 18. Q/LP/17/A:2011. Odpady i paliwa alternatywne do celów energetycznych. Przygotowanie próbek do badań.
• 19. Q/LP/23/A/2011. Odpady i paliwa alternatywne do celów energetycznych oznaczanie ciepła spalania i obliczanie wartości opałowej.
• 20. Q/LP/24/A:2011. Odpady i paliwa alternatywne do celów energetycznych. Oznaczanie zawartości chloru.
• 21. Q/LP/21/A:2011. Odpady i paliwa alternatywne do celów energetycznych oznaczanie zawartości siarki całkowitej automatycznymi analizatorami z detekcją w podczerwieni.
• 22. W. BLASCHKE, Z. GRUDZIŃSKI, U. LORENZ, U. OZGA-BLASCHKE, T. OKULSKI, K. STALA-SZLUGAJ: Geneza, formy występowania i zawartość chloru w węglu kamiennym. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energii Polskiej Akademii Nauk 2010, vol. 77, ss. 23–33.
• 23. M. AHO, E. FERRER: Importance of coal ash composition in protecting the boiler against chlorine deposition during combustion of chlorine-rich biomass. Fuel 2005, Vol. 84, pp. 201–212.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).