Charakterystyka frakcji odpadów RDF z wybranych instalacji przetwarzania odpadów i przykład ich waloryzacji do paliwa gazowego i surowców chemicznych

• Autorzy: Malinowski A. , Chwiałkowski W.

Warianty tytułu

EN

Characterization of refuse derived fuels from selected municipal solid waste management plants with an example of their valorization into gas fuel and chemicals

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zakłady utylizacji odpadów komunalnych prowadzą segregację odpadów na dwa główne strumienie procesowe, frakcję biodegradowalną podsitową i frakcję nadsitową kaloryczną RDF. W pracy scharakteryzowano RDF o określonych parametrach fizyko-chemicznych z kilkunastu lokalizacji w Polsce. Zbadano parametry takie jak: ciepło spalania, zawartość wody, zawartość lotnych i palnych frakcji, zawartość metali takich jak: Mn, Al, Fe, Cr, Cd, Zn, Cu, Ni, Pb, Hg, Ca i Mg jak również wykonano analizę elementarną (H, C, N, O, S i Cl). Wartość ciepła spalania RDF znacznie się różni w zależności od lokalizacji Zakładu Utylizacji Odpadów (ZUO). Obecnie RDF jest głównie wykorzystywany jako paliwo w cementowych piecach obrotowych. Jednak ze względu na bardzo małą gęstość nasypową jego transport na duże odległości nie jest opłacalny. Alternatywny sposób zastosowania RDF może być przetwarzany na miejscu w specjalnej instalacji do recyklingu chemicznego przeprowadzanej w procesie termicznym, takim jak piroliza, kraking termiczny / katalityczny lub gazyfikacja. Produkty otrzymane w wyniku termicznej obróbki RDF to gaz, frakcja olejowa i stała frakcja stanowiąca mieszaninę popiołu i karbonizatu. W opracowanej technologii, w szczególności dzięki zastosowanym warunków procesowych możliwe jest wytwarzanie alternatywnego paliwa gazowego o wartości ciepła spalania 18 MJ/kg, surowców chemicznych o wysokiej wydajności i selektywności. Prezentowane wyniki badań pochodzą z instalacji powstałej na terenie ZUO Elbląg o wydajności 250 kg RDF/godzinę.

EN

Municipal Solid Waste Management Plants (MSWMP) often carry out the waste separation process in two main streams, such as so-called Biodegradable Municipal Wastes (BMW) and Refuse Derived Fuels (RDF). In this paper RDF with specific physico-chemical parameters from several locations in Poland was characterized. Following parameters were subjected to study: higher heating value (HHV), water content, elemental analysis (H, C, N, O, S and Cl), volatile and combustible fraction content, metal content such as: Mn, Al, Fe, Cr, Cd, Zn, Cu, Ni, Pb, Hg, Ca and Mg. HHV of the investigated RDF samples vary significantly depending on the facility location. At present, RDF is mainly used as a fuel in cement rotary kilns. However, due to the very low bulk density its transport over long distances is not cost-effective. An alternative method of using RDF is its local management at a Waste Management Plant by using especially dedicated installation for chemical recycling. Best suitable thermal process is either pyrolysis, thermal/catalytic cracking or gasification. Generally the products obtained by thermal processing of RDF are gas, oil fraction and solid fraction (char) being mixture of ash and carbon. By using developed process conditions it is possible to produce gas fuel with HHV ~18 MJ/kg and chemicals with high yield and selectivity. Experimental data are presented from pilot plant located in MSWMP in Elbląg, with capacity 250 kg of RDF per hour.

Słowa kluczowe

PL

paliwo alternatywne; RDF; piroliza; alternatywne paliwo gazowe; węglowodory aromatyczne ciekłe; surowce chemiczne

EN

refuse derived fuel; RDF; pyrolysis; alternative gas fuel; liquid aromatic hydrocarbons; raw chemicals

• Wydawca: Mastermedia sp. z o.o.
• Czasopismo: Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 19, nr 4
• Strony: 1--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Malinowski A.

• Metal Expert Sp. z o.o. Sp.J., ul. Słomińskiego 5/231 , 00-195 Warszawa

autor

Chwiałkowski W.

• Elbląski Park Technologiczny, ul. Stanisława Sulimy 1, 82-300 Elbląg

Bibliografia

• 1. Malinowski, A. (2014). Małe instalacje energetyczne do przetwarzania odpadów komunalnych, 1(08), 60-62
• 2. Miskolczi, N. et al (2009). Fuels by pyrolysis of waste plastics from agricultural and packaging sectors in a pilot scale reactor. Fuel Processing Technology, 90, 1032-1040
• 3. Le Duc Dung et al. (2013). Chapter 11: Catalytic Decomposition of Biomass Tars at Low-Temperature, [on line: http://dx.doi.org/10.5772/55356], dostęp w internecine: 06.11.2017
• 4. Malinowski, A. et al. (2004). CVD synthesis in static mode of Mo/H-ZSM5 catalyst for the methane dehydroaromatization reaction to benzene. Catalysis Letters vol.96, Nos. 3-4, 141-146
• 5. Kosinov, N. et al. (2017). Methane Dehydroaromatization by Mo/HZSM-5: Mono- or Bifunctional Catalysis?. ACS Catal., 7, 520-529
• 6. Larry L. Iaccino, et al. (2010). Production of aromatic hydrocarbons from methane, patent No. US683227B2, ExxonMobil Chemical Patents Inc.
• 7. Kariya, N. et al. (2003). Efficient hydrogen production using cyclohexane and decalin by pulse-spray mode reactor with Pt catalysts, Applied Catalysis A: General 247, 247–259
• 8. Rahimpour, M.R. et al. (2011). Hydrogen as an energy carrier: A comparative study between decalin and cyclohexane in thermally coupled membrane reactors in gas-to-liquid technology, International Journal of Hydrogen Energy 36, 6970-6984
• 9. Raport wewnętrzny firmy Metal Expert Sp z o.o. Sp.j. pn. “Rozpoznanie składu morfologicznego i właściwości odpadów dla referencyjnej grupy RIPOK”, wykonawca: EKOLOG Systems Sp. z o.o.
• 10. Malinowski, A.; Chwiałkowski, W. (2017), W. Recykling energetyczny odpadów komunalnych frakcji RDF metodą pirolizy ciągłej, Chem. Environ. Biotechnol., 20, 27–33
• 11. Nam, H. et al. (2015). Experimental investigation of pyrolysis of rice straw using bench-scale auger, batch and fluidized bed reactors, Energy, 93, 2384-2394
• 12. Ohnishi, R. et al. (1999). Catalytic Dehydrocondensation of Methane with CO and CO2 toward Benzene and Naphthalene on Mo/HZSM-5 and Fe/Co-Modified Mo/HZSM-5, J. of Catalysis, 182, 92-103
• 13. Hewu, W. et al. (2016). Efficiency analysis of novel Liquid Organic Hydrogen Carrier technology and comparison with high pressure storage pathway, International J. of Hydrogen Energy, 41, 18062-18071
• 14. http://ec.europa.eu/environment/waste/studies/pdf/rdf.pdf, dostęp w internecie: 20.11.2017.