Environmental effects of tannery waste incineration in a tunnel furnace system

• Autorzy: Famielec S.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2015.9(2)051

Warianty tytułu

PL

Efekty środowiskowe procesu spalania odpadów garbarskich w piecu tunelowym

• Konferencja: ECOpole’15 Conference (14-16.10.2015, Jarnoltowek, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Processes applied commonly in the leather tanning industry pose a serious impact on the environment. Leather processing requires a substantial input of energy, water and chemicals. Moreover, it generates significant amounts of liquid and solid waste. Processing of 1 Mg raw hides gives up to 600-700 kg waste, the considerable amounts of which are solid tannery waste generated during or after the proper tanning process. Such waste contains chromium compounds, which are commonly used as tanning agents. Utilization of solid tannery waste is a severe problem for tanneries, the main method applied practically is landfilling. Solid tannery waste exhibits a relatively high heating value (approx. 12-14 MJ/kg), but also a considerable water content (for some types of waste up to 40-50%) as well as a chromium content reaching approx. 3%. Incineration of such waste is possible, it requires maintaining the proper process conditions in order to minimize the negative impact on the environment, however. The research was carried out using a prototype tunnel furnace designed especially for solid tannery waste incineration. The article presents a brief overview of the experimental installation and the research conditions as well as environmental effects of the process in the aspect of flue-gas composition, energy and mass balance, regarding particularly the chromium content in the process residues. As the research revealed, by the right process conditions setting it is possible to obtain chromium(III) oxide in the ash, which can be used as a chromium ore substitute in the chemical or metallurgical industry.

PL

Stosowane powszechnie w przemyśle garbarskim technologie garbowania i wyprawy skór są istotnym obciążeniem dla środowiska. Procesy te wymagają znacznych nakładów energii, wody oraz chemikaliów, powstają również duże ilości odpadów, zarówno stałych, jak i ciekłych. Szacuje się, że podczas procesu obróbki 1 Mg skór surowych garbarnia generuje ok. 600-700 kg odpadów. Znaczna część tych odpadów to odpady stałe, powstałe podczas lub po procesie garbowania właściwego, dlatego też zawierają w swoim składzie związki chromu, stosowane powszechnie jako garbnik. Unieszkodliwianie tych odpadów jest dla garbarni uciążliwe, najczęściej są one składowane na przyzakładowych składowiskach. Stałe odpady garbarskie charakteryzują się stosunkowo wysoką wartością opałową (ok. 12-14 MJ/kg), ale też znaczną zawartością wilgoci (dla niektórych rodzajów odpadów nawet do 40-50%) oraz udziałem chromu wynoszącym ok. 3%. Unieszkodliwianie tych odpadów poprzez ich spalanie jest możliwe, wymaga jednak zachowania odpowiednich warunków prowadzenia procesu, by nie stwarzać zagrożenia dla środowiska. Badania prowadzono z wykorzystaniem prototypowego pieca tunelowego zaprojektowanego do prowadzenia procesu termicznego unieszkodliwiania odpadów garbarskich. W artykule przedstawiono krótką charakterystykę instalacji, przebieg badań oraz efekty środowiskowe procesu spalania odpadów garbarskich w aspekcie składu gazów odlotowych, bilansu energetycznego oraz bilansu masowego dla procesu ze szczególnym uwzględnieniem zawartości chromu w pozostałościach poprocesowych. Jak wykazały badania, przy odpowiednim doborze parametrów procesu chrom występuje w popiołach w postaci tlenku chromu(III), możliwe jest więc ich wykorzystanie jako substytutu rud chromowych w procesach chemicznych czy metalurgicznych.

Słowa kluczowe

EN

tannery waste; tunnel furnace; waste incineration; chromium(III) oxide

PL

odpady garbarskie; piec tunelowy; spalanie odpadów; tlenek chromu(III)

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 9, No. 2
• Strony: 441--450
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Famielec S.

• Department of Technical Infrastructure and Eco-power Engineering, Institute of Agricultural Engineering and Computer Science, University of Agriculture in Krakow, ul. Balicka 116b, 30-149 Kraków, Poland, phone [phone], fax [phone]

Bibliografia

• [1] Famielec S, Wieczorek-Ciurowa K, Waste form leather industry - threats to the environment. Technical Transactions PK. 2011;1-Ch:43-48. http://suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i4/i5/i4/i6/r4546/FamielecS_WasteLeather.pdf.
• [2] Kanagaraj J, Velappan KC, Chandra Babu NK, Sadulla S. Solid wastes generation in the leather industry and its utilization for cleaner environment. J Sci Industrial Res. 2006;65:541-548. http://nopr.niscair.res.in/bitstream/123456789/4856/1/JSIR%2065%287%29%20541-548.pdf.
• [3] Lofrano G, Meric S, Zengin GE, Orhon D. Chemical and biological treatment technologies for leather tannery chemicals and wastewaters: a review. Sci Total Environ. 2013;461-462:265-281. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2013.05.004.
• [4] Reference Document on Best Available Techniques for the Tanning of Hides and Skins. Seville: European ICCP Bureau; 2013. http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF/TAN_Adopted552013.pdf.
• [5] Famielec S. Proces spalania odpadów garbarskich w piecu tunelowym jako metoda ich unieszkodliwiania [rozprawa doktorska] (The process of tannery waste incineration in a tunel furnace as a metod of its utilization – doctoral dissertation). Kraków: Politechnika Krakowska; 2014.https://suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i4/i7/i2/i1/i6/r47216/FamielecS_ProcesSpalania.pdf.
• [6] World statistical compendium for raw hides and skins, leather and leather footwear 1998-2014, Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations; 2015. www.fao.org/3/a-i4651e.pdf.
• [7] Rocznik Statystyczny Polski 2014 (Statistical Yearbook of Poland 2014). Warszawa: GUS; 2015. http://stat.gov.pl/files/gfx/portalinformacyjny/pl/defaultaktualnosci/5515/2/9/1/rocznik_statystyczny_rp_2014.pdf.
• [8] Famielec S, Wieczorek-Ciurowa K, Incineration of tannery waste in a tunnel furnace system. Civil Environ Eng Reports. 2013;10:63-72. http://www.ceer.uz.zgora.pl/CR_filearchive/da5668eebc7152cfac7156b658bd7cd8.pdf.
• [9] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 marca 2002 r. w sprawie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów (DzU 2002 nr 37 poz. 339 z późn. zm.) (The Regulation of the Ministry of Economy concerning requirements for thermal waste processing).http://isap.sejm.gov.pl/Download?id=WDU20020370339&type=2.
• [10] Fela K, Wieczorek-Ciurowa K, Konopka M, Wożny Z, Present and prospective leather industry waste disposal. Polish Journal of Chemical Technology. 2011;13:53-55. DOI: 10.2478/v10026-011-0037-2.
• [11] Kotaś J, Stasicka Z. Chromium occurrence in the environment and methods of its speciation. Environ Pollut. 2000;107:263-283. DOI: 10.1016/S0269-7491(99)00168-2.
• [12] Prokisch J, Katz SA, Kovacs B, Gyori Z. Speciation of chromium form industrial waste and incinerated sludges. J Chromat A. 1997;774:363-371. DOI: 10.1016/S0021-9673(97)00334-8.
• [13] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 22 października 2014 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych (DzU 2014 poz. 1482) (The Regulation of the Ministry of Environment concerning classification methods of surface waters homogenous parts and environmental quality standards for priority substances). http://isap.sejm.gov.pl/Download?id=WDU20140001482&type=2.

Uwagi

PL

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