Wpływ zawartości odpadów ulegających biodegradacji na właściwości paliwa alternatywnego z odpadów

• Autorzy: Malinowski M. , Sikora J.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2014.8(1)029

Warianty tytułu

EN

Impact of biodegradable waste contents on technological properties of an alternative fuel

• Konferencja: ECOpole’13 Conference (23-26.10.2013, Jarnoltowek, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Powstawanie odpadów jest nieodłącznym elementem bytowania i działalności gospodarczej człowieka. Jednym z ekologicznych sposobów zagospodarowania odpadów jest wykorzystanie ich jako paliwa zastępczego w procesach wysokotemperaturowego spalania w piecach cementowych. Spalanie paliw z odpadów w cementowniach przynosi korzyści dla środowiska naturalnego w zakresie: zmniejszenia masy odpadów deponowanych na składowiskach, zmniejszenia zużycia zasobów naturalnych (poprzez zastąpienie paliw kopalnych paliwem zastępczym), ochrony gleb i powietrza oraz redukcji emisji CO2. Paliwo z odpadów (SRF) dostarczane do cementowni powinno cechować się określonymi parametrami, dlatego też do jego produkcji stosuje się najczęściej lekkie frakcje odpadów, charakteryzujące się niską wilgotnością i wysoką wartością opałową. Głównym celem badań była analiza procentowego udziału odpadów ulegających biodegradacji zawartych w paliwie alternatywnym produkowanym ze zmieszanych odpadów komunalnych (generowanych w gminach wiejskich i Krakowie) oraz określenie wpływu tych odpadów na właściwości fizykochemiczne gotowego paliwa. Zakres badań obejmował również analizę składu morfologicznego i frakcyjnego zmieszanych odpadów komunalnych oraz analizę ich wpływu na jakość paliwa alternatywnego. Z przeprowadzonych badań wynika, iż odpady ulegające biodegradacji stanowią znaczący udział w składzie morfologicznym paliwa alternatywnego (ponad 15%), a ich wilgotność oraz właściwości higroskopijne mogą powodować obniżenie wartości opałowej paliwa z 22 do 15 MJ·kg–1 oraz wzrost wilgotności paliwa do poziomu, który dyskwalifikuje go jako nośnik energii (ponad 30%).

EN

Generation of waste is an inherent element of human existence and economic activity. One of the eco-friendly methods of waste management is to use it as an alternative fuel in processes of high-temperature combustion in cement kilns. Incineration of waste fuels in cement plants (waste to energy) brings environmental benefits as regards reducing the waste mass deposited in landfills, reducing the consumption of natural resources (by replacing fossil fuels with substitute fuels), protecting soil and air, and lowering CO2 emissions. Alternative fuel (SRF) shipped to cement industry should be characterized by certain parameters; therefore, light waste fractions are most commonly used for its manufacture and these are distinguished by low moisture content and high calorific value. The main aim of the study was to analyze the percentage content of biodegradable waste contained in the alternative fuel produced from mixed municipal solid waste (from rural and urban communes) and to assess the impact of this waste on the physiochemical properties of the final fuel. The scope of research also included the analysis of morphological and fractional composition of mixed municipal solid waste and their influence on the quality of the alternative fuel. The study shows that biodegradable waste constitutes significant share in the alternative fuel morphological composition (over 15%). Its moisture and hygroscopic properties can cause a decrease in calorific value of the fuel of 22 to 15 MJ·kg–1 and an increase in fuel moisture up to a level which disqualifies it as an energy carrier (over 30%).

Słowa kluczowe

PL

odpady komunalne; paliwo alternatywne; odpady ulegające biodegradacji

EN

municipal solid waste; alternative fuel; RDF; biodegradable waste

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 8, No. 1
• Strony: 223--230
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Malinowski M.

• Zakład Infrastruktury Technicznej i Ekoenergetyki, Instytut Inżynierii Rolniczej i Informatyki, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, ul. Balicka 116b/311, 30-149 Kraków, tel. [phone]

autor

Sikora J.

• Zakład Infrastruktury Technicznej i Ekoenergetyki, Instytut Inżynierii Rolniczej i Informatyki, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, ul. Balicka 116b/311, 30-149 Kraków, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Pawlak B, Hoppe G, Gaca J. Produkcja paliw alternatywnych dla cementowni. Gospodarka odpadami komunalnymi. Koszalin: 2011;7:63-69.
• [2] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001 roku w sprawie katalogu odpadów (DzU 2001, Nr 112, poz. 1206).
• [3] Skutan S, Brunner H. Metals in RDF and other high calorific value fractions from mechanical treatment of MSW: Analysis and sampling errors. Waste Management and Research. 2012;30.7:645-655. DOI: 10.1177/0734242X12442740.
• [4] Ragazzi M, Rada E.C. RDF/SRF evolution and MSW bio-drying. WIT Transactions on Ecology and the Environment. 2012;163:199-208. DOI: 10.2495/WM120191.
• [5] Dębicka M, Żygadło M, Latosińska J. Investigations of bio-drying process of municipal solid waste. Ecol Chem Eng A. 2013;20(12):1461-1470. DOI: 10.2428/ecea.2013.20(12)132.
• [6] Celińska A, Marek E. Potencjał paliw odpadowych do wykorzystania w kompleksach agrotechnicznych. Paliwa z Odpadów. 2009;7:11-22.
• [7] Karcz H, Kantorek M, Głąbik R, Grabowicz M, Szczepaniak S. Energetyczny recykling odpadów zwierzęcych - cz. 2 - Proces termicznej utylizacji mączki w prototypowej instalacji doświadczalnej. Paliwa z Odpadów. 2009;7:285-294.
• [8] Oleniacz R. Assessment of the impact of using alternative fuels in the cement klin on the emissions of selected substances into the air. Waste to Energy and Environ. 2011;1:37-49.
• [9] Wzorek M. Wpływ dodatku lepiszczy na właściwości paliwa z osadów ściekowych i mułu węglowego. Paliwa z Odpadów 2009;7:45-52.
• [10] Ariyaratne WKH, Melaaen MC, Tokheim LA. Determination of biomass fraction for partly renewable solid fuels. Energy. 2014;70.1:465-472. DOI: 10.1016/j.energy.2014.04.017.
• [11] Mokrzycki E, Uliasz-Bocheńczyk A, Sarna M. Use of alternative fuels in the Polish cement industry. Applied Energy. 2003;74:101-111. DOI: 10.1016/S0306-2619(02)00136-8.
• [12] Trezza MA, Scian AN. Waste fuels: their effect on Portland cement clinker. Cement and Concrete Res. 2005;35:438-44. DOI: 10.1016/j.cemconres.2004.05.045.
• [13] Malinowski M. Uwarunkowania wytwarzania paliw alternatywnych ze zmieszanych odpadów komunalnych. Episteme. 2012;14:101-108 (http://episteme-nauka.pl/pdf/Episteme_14.pdf).
• [14] Malinowski M. Selected properties of an alternative fuel manufactured from municipal solid waste. Infrastructure and ecology of rural areas. 2013;2013/4/2:125-139. (http://www.infraeco.pl/pl/art/a_17260.htm?plik=1520).
• [15] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 września 2012 roku w sprawie mechaniczno-biologicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych (DzU 2012, Nr 181, poz. 1052).
• [16] Jędrczak A, Szpadt R. Opracowanie metodyki badań ilościowych i jakościowych odpadów dla potrzeb monitoringu i planowania gospodarki odpadami komunalnymi w Polsce, Kamieniec Wr., Zielona Góra. 2006.
• [17] KPGO 2014. Krajowy Plan Gospodarki Odpadami na lata 2010-2014 (MP Nr 101, poz. 1183).
• [18] Jędrczak A. Skład sitowy i morfologiczny odpadów komunalnych na terenie powiatu zgorzeleckiego. Raport końcowy. Zielona Góra: Instytut Inżynierii Środowiska UZ; 2011.
• [19] PN-EN 15443-2011 Stałe paliwa wtórne - Metody przygotowania próbki laboratoryjnej.
• [20] PN-EN 15400-2011 Stałe paliwa wtórne - Oznaczanie wartości opałowej.
• [21] PN-EN 15403-2011 Stałe paliwa wtórne - Oznaczania zawartości popiołu.
• [22] PN-EN 15414-3-2011 Stałe paliwa wtórne - Oznaczanie zawartości wilgoci metodą suszarkową - część 3: wilgoć w ogólnej próbce analitycznej.
• [23] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 25 maja 2012 roku w sprawie poziomów ograniczenia masy odpadów komunalnych ulegających biodegradacji przekazywanych do składowania oraz sposobu obliczania poziomu ograniczania masy tych odpadów (DzU 2012, poz. 676).