WYSYŁKA DZISIAJ !!!

CODZIENNIE W DNI ROBOCZE

WYSTARCZY DO GODZ. 13.00 wysłać do nas:

1) deklarację odbioru przesyłki "za pobraniem"
lub
2) skan przelewu
albo
3) wpłacić za pośrednictwem "PayU"



PROCESY TERMICZNE UTYLIZACJI ODPADÓW

Jan Nadziakiewicz, Krzysztof Wacławiak, Sławomir Stelmach


Stan książki: NOWA
Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
Stron: 278
Okładka: miękka
Format: B5
Nakład: 350 egz.

Z okładki:

Niniejszy podręcznik ma na celu przekazanie czytelnikom podstawowych informacji dotyczących termicznych metod utylizacji odpadów, tj. spalania, zgazowania i pirolizy. Jest on przeznaczony dla studentów wydziałów Politechniki związanych z inżynierią środowiska oraz wydziałów energetycznych, a także dla inżynierów pracujących w przemyśle i gospodarce odpadami.
Zgodnie z ustawą o odpadach przez termiczne procesy przekształcania odpadów rozumie się: spalanie odpadów oraz inne procesy ich termicznego przekształcania, w tym pirolizę, zgazowanie i proces plazmowy, o ile substancje powstające podczas tych procesów są następnie spalane. Odpady różnią się od klasycznych paliw wieloma właściwościami fizycznymi i termicznymi, które sprawiają, że opis teoretyczny i prowadzenie tych procesów są trudniejsze niż dla paliw konwencjonalnych, a przy tym powodują na ogół większe zagrożenie dla środowiska naturalnego.
Na wstępie podręcznika omówiono podstawowe właściwości paliw i odpadów wpływające na ich zachowanie się w procesach termicznych. Następnie omówiono proces spalania (spopielania) odpadów jako najpowszechniejszy proces termiczny stosowany do ich utylizacji. Również proces zgazowania hirudina jest omówiony jako prowadzący do całkowitego unieszkodliwienia odpadów. Piroliza jest natomiast ważnym procesem, który może być pierwszym etapem wielu dalszych procesów chemicznych bądź termicznych, prowadzących do wykorzystania chemicznego odpadów lub odzysku energii cieplnej.
Istotną rolę w opisie technologii utylizacji odpadów odgrywa ich oddziaływanie na środowisko i ten aspekt jest również poruszony w niniejszej publikacji.
Poszczególne rozdziały zostały opracowane przez trzech autorów, co jest zaznaczone w spisie treści. Rozdziały podręcznika omawiają kolejno poszczególne procesy termiczne, opierając się na doświadczeniu autorów oraz danych literaturowych dotyczących właściwości odpadów oraz opisu procesów spalania, zgazowania i pirolizy.

Słowa kluczowe:
• spalanie
• zgazowanie
• piroliza
• paliwa
• odpady
• metody termiczne

Spis treści:

1. WSTĘP................................------------...............................................................................7

2. DEFINICJA PROCESÓW TERMICZNYCH..................................................................9
2.1. KLASYFIKACJA PROCESÓW TERMICZNYCH....................................................11
2.2. SUBSTRATY I PRODUKTY PROCESÓW TERMICZNEJ UTYLIZACJI ODPADÓW..................................................................................................................12

3. POCHODZENIE I WŁAŚCIWOŚCI PALIW I ODPADÓW.......................................13
3.1. KLASYFIKACJA PALIW...........................................................................................13
3.1.1. Paliwa naturalne.................................................................................................14
3.1.2. Stałe paliwa kopalne...................................................................................14
3.1.3. Biologiczne paliwa odnawialne......................................................................15
3.1.4. Paliwa odpadowe............................................................................16
3.1.5. Odpady...............................................................................................................16
3.1.6. Paliwa z odpadów...............................................................................................18
3.2. WŁAŚCIWOŚCI PALIW............................................................................................19
3.2.1. Właściwości fizyczne.........................................................................................20
3.2.2. Ciepło spalania i wartość opałowa.....................................................................20
3.2.3. Wzory empiryczne na wartość opałową i ciepło spalania odpadów..................24
3.2.4. Temperatura zapłonu paliwa..............................................................................26
3.2.5. Właściwości chemiczne......................................................................................28

4. SPALANIE PALIW I ODPADÓW..................................................................................30
4.1. DEFINICJA PROCESU SPALANIA..........................................................30
4.2. PRZEPŁYW SUBSTANCJI W PROCESIE SPALANIA ODPADÓW......................30
4.3. STECHIOMETRIA SPALANIA..........................................................................31
4.3.1. Skład paliw.........................................................................................................32
4.3.2. Minimalna i rzeczywista ilość powietrza do spalania........................................36
4.3.3. Wewnętrzny i zewnętrzny stosunek nadmiaru tlenu..........................................37
4.3.4. Ilość i skład spalin..............................................................................................40
4.3.5. Uproszczone wzory do obliczania ilości powietrza i spalin...............................44
4.3.6. Orientacyjny skład spalin ze spalania paliw suchych.........................................46
4.4. RÓWNOWAGOWY SKŁAD SPALIN.......................................................................48
4.4.1. Stała równowagi chemicznej..............................................................................48
4.4.2. Dysocjacja termiczna..........................................................................................52
4.5. KINETYKA REAKCJI CHEMICZNYCH.............................53
4.5.1. Szybkość reakcji chemicznych......................................................53
4.5.2. Zależność szybkości reakcji od temperatury i składu mieszaniny.....................54
4.5.3. Zmiana stężenia składników reakcji w czasie....................................................55
4.6. BILANSOWANIE PROCESU SPALANIA................................................................56
4.6.1. Bilans substancji procesu spalania.....................................................................57
4.6.2. Bilans energii procesu spalania..........................................................................57
4.6.3. Entalpie czynników biorących udział w spalaniu..............................................58
4.6.4. Temperatura kalorymetryczna i temperatura spalania.......................................60
4.6.5. Sprawność cieplna komory i sprawność pirometryczna procesu spalania.........63
4.6.6. Optymalny stosunek nadmiaru powietrza..........................................................64
4.7. EMISJA SUBSTANCJI SZKODLIWYCH Z PROCESÓW TERMICZNYCH.........68
4.7.1. Stężenie i emisja składników w gazach..............................................................69
4.7.2. Mechanizmy powstawania składników szkodliwych podczas spalania.............73
4.7.3. Emisja gazów cieplarnianych przy spalaniu paliw i odpadów...........................81
4.8. ODDZIAŁYWANIE PROCESU SPALANIA NA ŚRODOWISKO NATURALNE..............................................................................................................86
4.8.1. Jednostkowy wskaźnik uciążliwości procesu spalania.......................................87
4.8.2. Całkowity wskaźnik uciążliwości......................................................................89
4.9. WARUNKI AUTOTERMIC ZN EGO SPALANIA PALIW STAŁYCH....................91
4.9.1. Kryteria stabilnego spalania...............................................................................92
4.9.2. Obliczanie temperatury spalania........................................................................95
4.10. PROCES SPALANIA STAŁYCH PALIW I ODPADÓW....................................... 99
4.10.1. Sposoby spalania stałych paliw i odpadów....................................................99
4.10.2. Procesy zachodzące przy spalaniu ziarna......................................................99
4.11. ZAPŁON PALIWA..................................................................................................107
4.11.1. Zapłon pojedynczego ziarna paliwa.............................................................108
4.11.2. Zapłon ziaren paliwa w warstwie.................................................................111
4.11.3. Opis matematyczny hirudina procesu zapłonu paliwa w warstwie.............113
4.11.4. Model matematyczny procesu zapłonu w warstwie.....................................116
4.12. PROCES SPALANIA PALIWA NA RUSZCIE NIERUCHOMYM......................119
4.12.1. Opis procesu spalania paliwa w warstwie....................................................120
4.12.2. Model matematyczny spalania paliwa stałego w warstwie..........................125
4.12.3. Przykładowe wyniki obliczeń......................................................................131
4.13. SPALANIE PALIWA STAŁEGO NA RUSZCIE RUCHOMYM..........................133
4.13.1. Opis procesu spalania na ruszcie ruchomym...............................................133
4.13.2. Model matematyczny procesu spalania w warstwie ruchomej....................137
4.13.3. Model nieustalonego procesu spalania warstwy paliwa [29J.......................142
4.14. KOMORY DOPALAJĄCE W INSTALACJACH SPALANIA ODPADÓW........150
4.14.1. Czas przebiegu reakcji w komorze dopalania..............................................151
4.14.2. Reakcje rodnikowe w procesie dopalania....................................................152
4.14.3. Przykładowe reakcje dopalania składników szkodliwych w spalinach.......154
4.14.4. Dobór komór dopalających w instalacjach spalania odpadów....................157
4.15. RÓWNOCZESNE SPALANIE ODPADÓW 1 PALIW STAŁYCH.......................159
4.15.1. Wartość opałowa mieszanki węgla z paliwem z odpadów i z odpadami.... 160
4.15.2. Ilość powietrza podawanego do spalania oraz ilość spalin..........................162
4.15.3. Składniki gazowe emitowane ze spalinami..................................................162
4.15.4. Ilość i skład pyłu emitowanego ze spalinami...............................................163
4.15.5. Wyniki badań procesu współspalania węgla i odpadów..............................164
4.16. INSTALACJE SPALANIA ODPADÓW................................................................165
4.16.1. Procesy zachodzące w instalacji..................................................................165
4.16.2. Schemat technologiczny spalarni odpadów.................................................166
4.16.3. Spalarnia odpadów komunalnych................................................................167
4.16.4. Spalanie odpadów niebezpiecznych.............................................................168
4.16.5. Spalanie osadów ściekowych.......................................................................169
4.16.6. Technologie spalania odpadów medycznych...............................................171
4.16.7. Technologie spalania odpadów z paleniskiem satelitarnym........................171
4.16.8. Technologie współspalania odpadów z węglem..........................................172

5. ZGAZOWANIE PALIW I ODPADÓW........................................................................ 179
5.1. PODSTAWOWE REAKCJE PROCESU ZGAZOWANIA......................................181
5.2. SPRAWNOŚĆ ENERGETYCZNA I STOPIEŃ KONWERSJI PROCESU ZGAZOWANIA..............-.......-------.........—.......................................................185
5.3. GAZ POWIETRZNY I POWIETRZNO-WODNY...................................................186
5.4. GAZ WODNY............................................................................................................191
5.5. WPŁYW WARUNKÓW ZGAZOWANIA NA SKŁAD GAZU PROCESOWEGO......................................................................................................194
5.5.1. Przykladow-e obliczenia równowagowe zgazowania biomasy.........................194
5.5.2. Przykładowe obliczenia równowagowe zgazowania
odpadów komunalnych [16]..............................................................................197
5.6. ODPADY NADAJĄCE SIĘ DO ZGAZOWANIA...................................................202
5.6.1, Skład gazu i pozostałości stałej........................................................................203
5.7. TECHNOLOGIE ZGAZOWANIA ODPADÓW......................................................208
5.7.1. Reaktory ze złożem przesuwnym.....................................................................209
5.7.2. Reaktory współprądowe............................-.....................................................211
5.7.3. Reaktory przećiwprądowe................................................................................212
5.7.4. Reaktory fluidalne............................................................................................213
5.8. PRODUKTY UBOCZNE PROCESU ZGAZOWANIA...........................................214
5.8.1. Reakcje uboczne procesu zgazowania..............................................................214
5.8.2. Zawartość smół w gazie z biomasy..................................................................215
5.8.3. Katalityczne zgazowanie biomasy...................................................................217
5.9. ZASTOSOWANIE PROCESU ZGAZOWANIA......................................................218

6. PIROLIZA ODPADÓW..................................................................................................222
6.1. DEFINICJA PIROLIZY.............................................................................................222
6.2. MECHANIZM PIROLIZY........................................................................................225
6.3. BILANS MASY I ENERGII PROCESU PIROLIZY................................................228
6.4. WYKORZYSTANIE PIROLIZY DO PRZERÓBKI ODPADÓW...........................235
6.5. BADANIA PROCESU PIROLIZY ODPADÓW......................................................238
6.6. CHARAKTERYSTYKA PRODUKTÓW PIPROL1ZY ODPADÓW...........„.........242
6.7. WYBRANE TECHNOLOGIE PIROLIZY ODPADÓW..........................................247
6.7.1. Piroliza zużytych opon - Anglo United Environmcntal (Coalite)...................248
6.7.2. Piroliza zużytych opon - Bcvcn Recycling & United Kingdom Atomie Energy Authority..............................................................................................249
6.7.3. Proces R21........................................................................................................249
6.7.4. Proces EDDITh®.............................................................................................251
6.7.5. Piroliza zintegrowana.......................................................................................253
6.7.6. Technologia AICHER-SLUDGE-RECYCLING-PROCESS..........................254
6.7.7. Technologie TiRcc®FUEL i TiRec®COGEN.................................................255
6.7.8. Proces TRAIDEC.............................................................................................256
6.7.9. Proces firmy Okadora.......................................................................................257
6.8. ZAGOSPODAROWANIE KARBONIZATÓW Z PIROLIZY ODPADÓW...........260
6.8.1. Paliwo...............................................................................................................260
6.8.2. Substytut sadzy.................................................................................................261
6.8.3. Prekursor adsorbentów.....................................................................................262
6.8.4. Surowiec w procesach metalurgicznych i odlewnictwie..................................262
6.8.5. Surowice dla przemysłu materiałów ogniotrwałych........................................263
6.8.6. Składnik węglowej mieszanki koksowniczej...................................................263
6.8.7. Inne sposoby.....................................................................................................264
6.9. ODDZIAŁYWANIE PROCESU PIROLIZY NA ŚRODOWISKO..........................265

7. PODSUMOWANIE.........................................................................................................272