Badania laboratoryjne nad możliwością współspalania wybranych grup odpadów tworzyw sztucznych wraz z osadami ściekowymi

• Autorzy: Janusz Dąbrowski , Tadeusz Piecuch

Warianty tytułu

Laboratory Investigations on Possibility of Co-Incineration of Plastic Waste and Sewage Sludge

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

W publikacji przedstawiono wyniki badań nad możliwością termicznego przekształcania mieszanek wybranych grup odpadów tworzyw sztucznych z osadami ściekowymi, jako możliwość utylizacji zarówno odpadów, jak i osadów ściekowych. Do badań spalania i współspalania wyodrębniono osady ściekowe, pobrane z Oczyszczalni Ścieków "Jamno", Koszalin, oraz odpady tworzyw sztucznych (PET - politereftalan etylenu, PCW - polichlorek winylu, PP - polipropylen). W badaniach procesu spalania i współspalania materiałów użytych do badań, jako parametry niezależne (zmienne) przyjęto: temperaturę w strefie spalania pieca T, współczynnik nadmiaru powietrza λ, wskaźnik masy materiału m oraz procentowy udział masowy osadów ściekowych w mieszance paliwowej U. Natomiast parametrami zależnymi (wynikowymi) w tych badaniach były: stężenie tlenku siarki(IV) c_SO2, stężenie tlenków azotu c_NOx oraz stężenie tlenku węgla(II) c_CO. Zmiany parametrów procesowych, dotyczących zarówno warunków spalania, jak i współspalania osadów ściekowych i odpadów gumowych, i ich wpływ na emisję zanieczyszczeń (SO₂, NO_x, CO), pozwoliły stwierdzić, że wzrost temperatury spalania poprawia jakość spalania, zmniejszając stężenia tlenku węgla(II), ale jednocześnie zwiększa emisję tlenku siarki (IV) oraz tlenków azotu NO_x. Wzrost zawartości tlenu wraz z powietrzem dostarczanym do komory spalania powoduje znaczną obniżkę stężenia tlenku węgla(II) i dużo mniejszą obniżkę tlenku siarki(IV), przy równoczesnym wzroście emisji tlenków azotu NO_x. Zależności te zaobserwowano dla wszystkich badanych materiałów. Analiza właściwości energetycznych mieszanin osadów ściekowych i odpadów typowych tworzyw sztucznych wykazała, że wysoka wartość ciepła spalania tworzyw sztucznych pozwala na maksymalny udział suchej masy tych osadów ściekowych w mieszance paliwowej nawet do 50%. Ostatecznie, dysponując określonymi wynikami poszczególnych etapów badań, opracowano model matematyczno-empiryczny, tworzący kryterium określające warunki parametryczne spalania i współspalania wybranych grup odpadów w odniesieniu do głównych składników zanieczyszczeń spalin. (abstrakt oryginalny)

EN

The paper presents results of investigations on possibility of thermal conversion of mixtures of plastic waste and sewage sludge as a possible utilisation of both: waste and sewage sludge. For the study of combustion and co-incineration following materials were used: sewage sludge, taken from the Wastewater Treatment Plant "Jamno", Koszalin, and waste plastic (PET - polyethylene terephthalate, PVC - polyvinyl chloride, PP - polypropylene). In studies of combustion and co-incineration of materials used for research, following independent parameters (variables) were assumed: the temperature in the furnace combustion zone T, the excess air number λ, material weight indicator m and mass fraction of sewage sludge in the fuel mixture U. However, dependent parameters (deliverables) in these studies were: the concentration of sulphur oxide (IV) c_SO2, the concentration of nitrogen oxides c_NOx and the concentration of carbon oxide (II) c_CO. Changes of process parameters, concerning both the incineration conditions, as well as the co-incineration of sewage sludge and plastic waste, and their influence on the emission of pollutants (SO₂, NO_x, CO), proved that the increase of incineration temperature improves the quality of combustion, reducing concentration of carbon oxide (II), but it causes increase of emissions of sulphur oxide (IV) and nitrogen oxides NO_x. The increase of oxygen content along with the supplied air to incineration chamber results in a significant reduction of carbon oxide (II) concentration and a much smaller reduction of sulphur oxide (IV) concentration, with simultaneous increase of emission of nitrogen oxides NO_x. These relationships were observed for all tested materials. Analysis of energetic properties of mixtures of sewage sludge and plastic waste showed, that high calorific value of plastic waste allows to use maximum share of sewage sludge in mixtures even up to 50%. Finally, obtained results of investigations allowed to work out mathematical model, the criterion determining requirements of the incineration and co-incineration process. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Odpady; Gospodarka odpadami; Termiczne unieszkodliwianie odpadów; Osady ściekowe

EN

Wastes; Waste management; Thermal waste neutralisation; Sewage sludge

• Czasopismo: Polityka Energetyczna
• Rocznik: 2011
• Tom: 14
• Numer: z. 1
• Strony: 213--236

Twórcy

autor

Janusz Dąbrowski

• Politechnika Koszalińska

autor

Tadeusz Piecuch

• Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• [1] BIEŃ J.B., WYSTALSKA K., 2009 - Przekształcanie osadów ściekowych w procesach termicznych. Warszawa, Wydawnictwo Seidel-Przywecki.
• [2] JAROSIÑSKI J., 1996 - Techniki czystego spalania. Warszawa, WNT.
• [3] KORDYLEWSKI W. i in., 2008 - Spalanie i paliwa. Wroc³aw, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
• [4] KOWALEWICZ A., 2000 - Podstawy procesów spalania. Warszawa, WNT.
• [5] Materiały informacyjne Ministerstwa Środowiska. Krajowy plan gospodarki odpadami 2010. http,//www.mos.gov.pl/.
• [6] PIECUCH T., DĄBROWSKI J., DĄBROWSKI T., 2009 - Badania laboratoryjne nad możliwością termicznej utylizacji poprodukcyjnych odpadów poliestrowych. Rocznik Ochrona Środowiska t. 11.
• [7] PIECUCH T., DĄBROWSKI J., DĄBROWSKI T., 2009 - Laboratory Investigations and Preliminary Project of Installation for Utilization of Waste from Polyester Forming. Polish Journal of Environmental Studies, Volume 5, Series of Monographs; HARD.
• [8] PIECUCH T., DĄBROWSKI T., DĄBROWSKI J., LUBIERSKI M., JURASZKA B., KOŚCIERZYŃSKA-SIEKAN G., JANTOS K., 2003 - Analiza pracy spalarni odpadów Szpitala Wojewódzkiego w Koszalinie - spaliny, ścieki, wtórny odpad. Rocznik Ochrona Środowiska Tom 5.
• [9] PIECUCH T., DĄBROWSKI T., DĄBROWSKI J., WINIECKI M., 2008 - Badania laboratoryjne nad możliwością współspalania miału węglowego wraz z osadami ściekowymi i odpadami poliestrowymi. Inżynieria i Ochrona Środowiska t. 11, nr 2.
• [10] PIECUCH T., DĄBROWSKI T., HRYNIEWICZ T., ¯UCHOWISKI A.W., 1999 - Polish Made Pyrolityc Convective Waste Utilizer of WPS Type. Structure, Principle of Operation and Evaluation Problem of Residue Management After Thermal Waste Utilization. Journal of Solid Waste Technology and Managemnt. Vol. 26, Nos 3&4, pp. 168-l86. November, Philadelphia.
• [11] PIECUCH T., JURASZKA B., DĄBEK L., 2002 - Spalanie i piroliza odpadów oraz ochrona powietrza przed szkodliwymi składnikami spalin. Koszalin, Wydawnictwo Politechniki Koszalińskiej.
• [12] PIECUCH T., 1999 - Termiczna utylizacja odpadów - wdrażać czy nie. Monografia Komisji Ekosfery PAN, Oddział Gdańsk.
• [13] PIECUCH T., 2000 - The Pyrolityc ConvectiveWaste Utiliser. Thermal Solid waste utilisation in regular and industrial facilities. Kluwer academic/Plenum Publishers. New York.
• [14] PIECUCH T., 2006 - Zarys metod termicznej utylizacji odpadów. Koszalin, Wydawnictwo Politechniki Koszalińskiej.
• [15] PN-ISO 1213-2:1999 Paliwa stałe. Pobieranie, przygotowanie i analiza próbek.
• [16] PN-80/G-04511 Paliwa stałe. Oznaczanie zawartości wilgoci.
• [17] PN-ISO 1171:2002 Paliwa sta³e. Oznaczanie popiołu.
• [18] PN-80/G-04512 Paliwa stałe. Oznaczanie zawartości popiołu metodą wagową.
• [19] PN-G- 04516:1998 Paliwa stałe. Oznaczanie zawartości części lotnych metodą wagową.
• [20] PN-ISO 1928:2002 Paliwa stałe. Oznaczanie ciepła spalania metodą spalania w bombie kalorymetrycznej i obliczanie wartości opałowej.