Új termikus technológiák és hagyományos hulladékégető összehasonlítása
A hulladékégetésnek számtalan technológia megoldása van, itt mi elsősorban a pirolízisre és az elgázosításra koncentrálunk, megemlékezve a plazma-technológiáról is. Mindhárom technológia megegyezik abban a hagyományos égetéssel, hogy a fölöslegessé vált anyagokat szilárd és folyékony maradékanyagokká, valamint gáz emissziókká alakítja, miközben hőt fejleszt, amely villamos áram előállítására is alkalmas. Számottevő különbség azonban, hogy az égetés során egy kamrában oxigén jelenlétében történik az égetés, addig az új technológiáknál egy oxigénmentes vagy szegény kamrában hevítik a hulladékot, majd egy másik kamrában elégetik a keletkező gázokat.
A pirolízis akárcsak a hagyományos hulladékégetés a termikus eljárások közé tartozik, ahol magas hőmérsékletet alkalmaznak a hulladék lebontására. Ugyanakkor mégsem tekinthető teljesen azonosnak az égetéssel. Az égetéshez ugyanis három dolog szükséges, úgymint éghető anyag (itt hulladék), oxidáló (itt levegő) és hő. A pirolízisnél is jelen van a hő és az éghető anyag, ami a különbséget jelenti, az az oxigén hiánya. A valóságban, valamennyi oxigén jelen van az eljárásban, hiszen a hulladék maga is tartalmaz oxigént, ezért van szén-monoxid, kén-oxid és nitrogén-oxid és dioxin-furán kibocsátás, de elméletileg lényegesen alacsonyabb, mint a hagyományos égetési eljárások során. A pirolízis abban is különbözik az égetéstől, hogy míg ez utóbbi exoterm folyamat, azaz hőt termel, addig a pirolízis endoterm folyamat, azaz hő bevitelet igényel a folyamat fenntartásához. A pirolízis során, a különböző kémiai reakciók eredményeként számos vegyület jön létre, például hidrogén és metán, amely közül számos tüzelőanyagként hasznosítható.(Jorge 2001).
Ellentétben tehát a jogi értelmezéssel műszaki értelemben a pirolízis üzem nem tekinthető hulladék „égetőnek”, azonban a jog ezzel szembe helyezkedik. Ennek részben az is lehet az oka, hogy a pirolízis üzem szintén termikus eljárás, kibocsátásai, környezeti-társadalmi-gazdasági hatásai közel azonosak a hagyományos égetőkéhez. Az egyes új termikus eljárások között a fő különbség az alkalmazott hőmérséklet és a bevitt oxigén mennyiségén alapszik.
Ha durván definiálni akarnánk a három különböző eljárást az alábbi módon tehetnénk meg:
- Az elgázosítás az anyagok gyors hőbontásán alapszik parciális oxidációval kis mennyiségű oxigén vagy levegő hozzáadása mellett. Az átlagos hőmérséklet jellemzően 750 C fok felett van.
- A pirolízis szintén az anyagok gyors hőbontásán alapszik, oxigén vagy levegő hozzáadása nélkül (ugyanakkor természetesen a hulladék maga tartalmaz oxigént). A hőmérséklet 250-700 C fok között alakul.
- A Plazma-eljárás szintén az anyagok gyors hőbontásán alapszik parciális oxidációval kis mennyiségű oxigén vagy levegő hozzáadása mellett. Ez a technológia villamos áramot és magas hőt (1000-4500 C fok) alkalmaz. Ezt az eljárást gyakran az elgázosítás egy speciális esetének tekintik.
Általánosságban elmondható, hogy míg a pirolízis oxigénmentes környezetben működik, addig az elgázosításnál az oxigén jelen van. A keletkező gázok mellett piroolaj és pirokoksz is keletkezik, míg az elgázosításánál gáznemű anyagok mellett inkább a szilárd maradékanyag jellemzőbb. A magas hőmérsékletű elgázosításnál vagy plazma-elgázosításnál jellemzően üvegesített salak marad hátra.
Hogyan működik?
A hőbontás (pirolízis) a szerves anyagú hulladék megfelelően kialakított reaktorban, hő hatására, oxigénszegény vagy oxigénmentes közegben – esetleg inert gáz (pl. nitrogén) bevezetés közben – szabályozott körülmények között bekövetkező kémiai lebontása. (Barótfi 2000). A folyamat végeredményeként általában folyékony végtermék (un. pirolízis olaj) és/vagy gáznemű végtermék (un. pirolízis gáz) és/vagy szilárd végtermék (pirolízis koksz/salak) keletkezik. Az hogy a három fő végtermékből melyik és milyen arányban képződik az nagyban függ az adott technológiai eljárástól (Barótfi 2000).
A keletkező (szintézis)gáz használatára négy fő módszer létezik:
- a második kamrában elégetik a kezeletlen gázt és a hőt hasznosítják
- a gázt lehűtik és tisztítják és gázmotorban vagy turbinában égetik el.
- a gázt egy másik erőműben együttégetik
- vegyiparban hasznosítják (Fictner 2004)
A pirolízis általában 300-800 Celsius fokon megy végbe. Fontos tundni, hogy a hagyományos égetőkkel ellentétben ez a mód energiát igényel, azaz a reaktort fűteni kell.
A legtöbb pirolízis és elgázosítási eljárás négy lépcsőből áll:
- a hulladék előkészítése, a kalóriaértékkel nem bíró anyagok kiszelektálása
- a hulladék hevítése oxigénmentes környezetben, ahol a szénvegyületek gázfázisba
- mennek át, amely jelentős része elpárolog, gáz halmazállapotba megy át
- a gáz tisztítása egy utóégető kamrában magasabb hőmérsékleten
- a gázból elektromos áram, vagy egyes esetekben hő előállítása
Szerző: Szulu Attila
forrás: Válaszúton Alapítvány valaszuton.hu
