Autor: Piotr Bareła
Port Czystej Energii będzie pod kątem ochrony środowiska jedną z najnowocześniejszych instalacji odzysku energii z odpadów w Europie. Instalacja została zaprojektowana zgodnie z najnowszymi wytycznymi, zapewniającymi stosowanie najlepszych technologicznych rozwiązań na świecie.
Zgodnie z obowiązującymi przepisami prawa Port Czystej Energii dostosowany został do najnowszych wytycznych BAT (Best Available Techniques) dla spalania odpadów, zawartych w decyzji wykonawczej Komisji UE 2019/2010 z 12 listopada 2019 r. Nowe konkluzje jeszcze bardziej zaostrzają i tak wcześniej już bardzo restrykcyjne wymagania odnośnie standardów oczyszczania spalin. Z tego powodu system oczyszczania spalin Portu Czystej Energii został rozbudowany
o dodatkowe elementy.
Zanieczyszczenia powstałe w wyniku spalania odpadów będą usuwane ze spalin za sprawą wielu urządzeń składających się na cały wysokosprawny układ oczyszczania spalin. Układ ten stanowi jeden z największych
i najważniejszych elementów całej instalacji. Spaliny będą poddawane wielu procesom fizycznym i chemicznym, podzielonym na różne etapy:
- Pierwszy etap redukcji tlenków azotu – metody pierwotne i selektywna redukcja niekatalityczna (SNCR),
- Pierwszy etap usuwania kwaśnych zanieczyszczeń takich jak tlenki siarki i chlorowodór – dozowanie reagenta wapniowo-magnezowego do kotła,
- Drugi etap usuwania kwaśnych zanieczyszczeń – dozowanie mleczka wapiennego w absorberze rozpyłowym,
- Trzeci etap usuwania kwaśnych zanieczyszczeń – dozowanie wodorotlenku wapnia w reaktorze suchym,
- Etap wychwytu metali ciężkich (w tym rtęci), lotnych związków organicznych oraz dioksyn i furanów – dozowanie węgla aktywnego i węgla aktywnego bromowanego w reaktorze suchym,
- Czwarty etap usuwania kwaśnych zanieczyszczeń, dalszy wychwyt metali ciężkich, lotnych związków organicznych, dioksyn i furanów oraz usuwanie pyłów – przepływ spalin przez tworzące się na workach filtra workowego placki filtracyjne złożone z reagentów, produktów reakcji i pyłów.
- Drugi etap redukcji tlenków azotu – selektywna redukcja katalityczna (SCR).
Proces oczyszczania spalin
W wyniku spalania odpadów, pobodnie jak w przypadku spalania węgla czy biomasy, powstają gazy odlotowe. Te składają się głównie z azotu, dwutlenku węgla, tlenu, tlenku węgla, dwutlenku siarki, tlenków azotu i niespalonych lub częściowo spalonych węglowodorów. W Porcie Czystej Energii proces oczyszczania spalin rozpocznie się już w komorze paleniskowej. Poprzez wykorzystanie metod pierwotnych, takich jak rozdzielenie powietrza do spalania na różne strefy (powietrze pierwotne i wtórne) oraz recyrkulacja spalin, zminimalizowane będzie powstawanie niektórych zanieczyszczeń już w samym procesie spalania.
W kolejnym etapie (pierwszy ciąg kotła), spaliny poddane zostaną redukcji stężeń tlenków azotu poprzez wtrysk wody amoniakalnej. Dzięki temu w temperaturze ok. 850-1050°C dokonuje się redukcja tlenków azotu do wolnego azotu. Następnie do kotła dozowany będzie reagent wapniowo-magnezowy, który stanowi pierwszy etap usuwania kwaśnych zanieczyszczeń takich jak tlenki siarki i chlorowodór.
Kiedy gazy spalinowe zostaną poddane procesom oczyszczania w kotle, wprowadzone będą do systemu oczyszczania spalin poprzez kanał podłączony do absorbera rozpyłowego. W absorberze rozpylane będzie mleczko wapienne, które reaguje z kwaśnymi zanieczyszczeniami. Tutaj spaliny zostaną również schłodzone do temperatury ok. 140°C w celu zoptymalizowania efektywności kolejnych etapów oczyszczania spalin.
Kolejnym etapem oczyszczania jest reaktor suchy, do którego wprowadzony będzie węgiel aktywny, węgiel aktywny bromowany oraz wodorotlenek wapnia. W tym etapie zostaną zredukowane stężenia kwaśnych zanieczyszczeń, metali ciężkich (w tym rtęci), lotnych związków organicznych oraz dioksyn i furanów. Z reaktora spaliny trafią do filtra workowego, w którym wyłapane zostaną pyły oraz produkty reakcji z poprzednich etapów systemu oczyszczania spalin. Poprzez tworzenie się placków filtracyjnych na workach filtra, efektywność reakcji z reaktora suchego jest dodatkowo zwiększana.
Ostatnim etapem oczyszczania jest przelot spalin przez reaktor katalitycznej redukcji tlenków azotu SCR. Poprzez wtrysk wody amoniakalnej dodatkowo obniżona zostaje zawartość tlenków azotu w spalinach. Dzięki zastosowaniu katalizatora, proces ten zachodzi w niższej temperaturze i charakteryzuje się bardzo wysoką efektywnością.
Oczyszczone produkty spalania odprowadzane będą do atmosfery poprzez komin.
Pyły z kotła oraz produkty oczyszczania spalin (odbierane z filtra workowego), jako odpady niebezpieczne, są na bieżąco odbierane i transportowane do Niemiec, gdzie służą do rekultywacji terenów pokopalnianych (nieczynne kopalnie soli).
System kontroli emisji
Cały proces spalania i oczyszczania spalin będzie kontrolowany przez system sterowania. Do systemu trafi ponad trzy
i pół tysiąca sygnałów, które będą cyfrowo przetwarzane, a następnie uzyskane dane przedstawione zostaną na stacjach obsługiwanych przez operatorów kontrolujących cały proces spalania oraz oczyszczania. Dzięki zastosowanemu systemowi ciągłego monitoringu, badany będzie również skład wyprowadzanych do atmosfery spalin. Wyniki monitoringu będą powszechnie dostępne, nie tylko dla zarządzających obiektem, ale również dla mieszkańców
i instytucji kontrolujących m.in. Wojewódzkiego Inspektora Ochrony Środowiska.
Poziom emisji spalin oraz sposób ich oczyszczania to zawsze szczególny obszar zainteresowania powiązany z licznymi pytaniami. Powyższy materiał ma być źródłem wiarygodnych informacji o konkretnych rozwiązaniach zainstalowanych
w Porcie Czystej Energii.
Schemat układu oczyszczania spalin
Legenda:
1. SNCR (Selective Non-Catalytic Reduction)
Proces oczyszczania spalin zaczyna się w kotle. Tutaj następuje selektywna redukcja niekatalityczna tlenków azotu poprzez wtrysk roztworu amoniaku do strumienia spalin.
2. Silos reagenta wapniowo-magnezowego
Do spalin w kotle dozowany jest reagent, który reaguje z tlenkami siarki i chlorowodorem. Jest to pierwszy z czterech etapów usuwania kwaśnych zanieczyszczeń ze spalin.
3. Silos popiołów lotnych
Popioły lotne, które opadają do lejów pod kotłem trafiają do silosu, w którym są magazynowane i okresowo odbierane przez uprawnione podmioty.
4. Zbiornik mleczka wapiennego
Mleczko wapienne wytwarzane jest poprzez mieszanie tlenku wapnia (wapna palonego) z wodą. Jest to reagent, który jest dozowany do spalin w absorberze rozpyłowym.
5. Absorber rozpyłowy
W absorberze rozpylane jest mleczko wapienne, reagujące z kwaśnymi zanieczyszczeniami. Odparowanie wody z mleczka schładza spaliny do temperatury ok. 140°C w celu zoptymalizowania efektywności kolejnych etapów oczyszczania spalin.
6. Reaktor suchy
W reaktorze suchym, poprzez dozowanie wodorotlenku wapnia, odbywa się trzeci etap usuwania kwaśnych zanieczyszczeń. Dodatkowo do reaktora wprowadzany jest węgiel aktywny oraz węgiel aktywny bromowany. Służą one do wychwytu ze spalin metali ciężkich (w tym rtęci), lotnych związków organicznych oraz dioksyn i furanów.
7. Filtr workowy
Filtr workowy służy do wychwytywania pyłów i produktów reakcji oczyszczania spalin poprzez zatrzymywanie ich na powierzchni tkaninowych worków. Dodatkowo, tworzące się na workach placki filtracyjne z częściowo przereagowanych reagentów, stanowią kolejny etap oczyszczania spalin z kwaśnych zanieczyszczeń.
8. Silos odpadów z oczyszczania spalin
Tutaj trafiają pyły i produkty reakcji oczyszczania spalin wychwycone przez filtr workowy.
9. SCR (Selective Catalytic Reduction)
Selektywna redukcja katalityczna to drugi etap redukcji tlenków azotu. Ich zawartość w spalinach zostaje obniżona poprzez wtrysk wody amoniakalnej, a dzięki zastosowaniu katalizatorów, cały proces zachodzi z wysoką sprawnością.
10. Układ skraplania pary wodnej w spalinach
Zadaniem tego układu jest dodatkowy odzysk ciepła z gorących spalin, zanim przez komin trafią do atmosfery. Efekt ten uzyskiwany jest poprzez skroplenie obecnej w spalinach pary wodnej.
12. Komin
Komin odpowiada za odprowadzenie oczyszczonych spalin do atmosfery na określoną wysokość, by zapewnić ich optymalne rozproszenie w atmosferze. Zainstalowany w nim system ciągłego monitoringu kontroluje śladowe ilości emitowanych substancji, a wynik monitoringu jest powszechnie dostępny.
Schemat układu oczyszczania spalin w Porcie Czystej Energii – pobierz schemat
