Cementipari hasznosítás

Cementipari hasznosítás – egy gazdaságos alternatíva a szennyvíziszap összes komponensének hasznosítására

Bocskay Balázs alternatív energia menedzser

Az előadás fő témái

 A hazai cementipar helyzete és a Duna-Dráva Cement Kft  Egy kis történelem  Hulladékhierarchia  A cementipari hasznosítás környezeti hatása  Hulladék hasznosítás a cementiparban

 Alkalmazási példák a DDC tulajdonosi körében  A foszfor

A hazai cementiparban a válság ~50% visszaesést hozott, a hazai gyárak kihasználatlanok, a Holcim importőrré vált Vác (DDC) 1,3mio t/a

Hejőcsaba (Holcim) 1,0 mio t/a

Lábatlan (Holcim) 0,6 mio t/a

Királyegyháza (Strabag/Lafarge) 0,9 mio t/a

Beremend (DDC) 1,1 mio t/a

A Duna-Dráva Cement Kft 2011-ben 420 000 tonna hulladékot és mellékterméket hasznosított Beremendi Gyár 1,2mio t cement/év közút,vasút, kikötő Hulladék hasznosítás: ~ 20 000 t kohósalak ~ 140 000 t pernye ~ 50 000 t acélsalak ~ 50 000 t REA-gipsz ~ 120 000 t RDF ~ 7 500 t húsliszt ~ 14 000 t gumiabr.

Váci Gyár 1,3mio t cement/év közút, vasút, kikötő

R5 – újrafeldolgozás

75 061

R11 – R1-R10 hasznosítás Melléktermék salak Melléktermék pernye Mellékletrmék REA-Gipsz

71 193 000 38 000 37 000

268 000

75 545

150 677

Hulladék hasznosítás: ~ 350 000 t kohósalak ~ 60 000 t pernye ~ 60 000 t acélsalak ~ 60 000 t REA-gipsz ~ 45 000 t RDF

R1 - tüzelőanyag

Gt CO2/év

A Brit-Birodalom tündöklése és bukása

10

Világ szén

Világ olaj

0.1

Tanulságok:   

1600

1700

Szaudi olaj J. Watt (1769)

Gőzgép (1698)

1

UK szén

1800

1900

Az energiahordozók bősége és korai kiaknázása tette a Brit-Birodalomat naggyá Nem csak a nyersanyagok, az energiahordozók is végesek Az energiakészlet kimerülésével párhuzamosan Nagy-Britannia elveszette világpolitikai súlyát

2000

A hulladékhierarchia iránymutatást ad… a hulladékképződés megelőzése a hulladék újrahasználatra előkészítése a hulladék újrafeldolgozása (beleértve a komposztálást) a hulladék egyéb hasznosítása, így különösen energetikai hasznosítása

a hulladék ártalmatlanítása

 … de azt kell választani, amely az

összességében legjobb környezeti eredményt biztosító megoldást hordozza magában

 Az összességében legjobb

környezeti eredményt biztosító megoldás érvényesülése érdekében bizonyos hulladékáramok esetében hulladékhierarchia szerinti elsőbbségi sorrendtől eltérően is megválasztható.

 A cementipari hasznosítás egyszerre

– újrafeldolgozás (a szervetlen komponensekre) – energetikai hasznosítás (a szerves komponensekre)

Üvegházhatású gáz kibocsátás szempontjából a cementipari hasznosítás a legkedvezőbb hasznosítási mód

Mechanikai biológiai kezelés

(R12)

Együttégetés cementgyárban

(R1+R5)

Együttégetés szénerőműben

(R1)

Együttégetés barnaszén erőműben (R1) Égetés hulladékégetőműben

(R1/D10)

Szennyvíziszap monoégető

(D10)

Tájépítés

(R10)

Mezőgazdaság

(R10)

Mi a cement és mi teszi a cementipart képessé hulladékok hasznosítására? A portlandcement egy hidraulikus kötőanyag, amit

mészkő, agyag, Fe2O3-hordozó,1450°C-ra hevítésével, „égetésével” előállított portlandklinker,  kötésszabályzó gipsz (gipszkő, REA-gipsz),  hidraulikus kiegészítő anyagok (trassz , erőművi pernye, kohósalak),  együttőrlésével állítanak elő. 

Következmény a hulladékgazdálkodás számára: 1. A cementgyár nem azért dolgozik magas hőmérsékleten, hogy hulladékot hasznosíthasson, hanem azért hasznosít hulladékot, mert szüksége van a magas hőmérsékletre 2. A különböző cementfajták előállításához hagyományosan más iparágak melléktermékeit alkalmazza, így azok megszűntek hulladéknak lenni

Cementgyári együttégetés csökkenti a légszennyezést  A hulladék ártalmatlanítása

légszennyezéssel jár (biogáz/füstgáz keletkezés)

 A cementgyártás során is

keletkeznek égéstermékek (pl. por, CO2; NOx; SO2, stb.)

 Amennyiben cementgyár

hasznosítja a hulladékot

Por; CO2 SO2 NOX vagy [CH4] [H2S]

– Szigorúbb határértékek szerint kell működnie (3/2002 KöM rendelet) – Nem alakul ki a hulladék ártalmatlanításához kapcsolódó emisszió – Csökken a fosszilis tüzelőanyagokból származó füstgáz kibocsájtás

Por, CO2 SO2 NOX

Hulladék (alt.t.a.)

Fosszilis tüzelőanyag (olaj, földgáz, szén)

Hulladék ártalmatlanítás Cement termelés [lerakás] fosszilis tüzelőanyaggal

Cement termelés tüzelőanyag helyettesítéssel

A klinkergyártás során a nyers- és tüzelőanyagok hamuja együtt alkotja a végterméket, ártalmatlanítandó hulladék nem keletkezik

Energiahordozók  Fosszilis t.a.(szén

bázisú)  Helyettesítő t.a. (szénhidrogén bázisú)  Szervetlen komp.: (CaO, SiO2, Al2O3,Fe2O2;S;Cl)

H 2O ( f )

Cx H y

H 2O ( g ) y ( x )O2 4

C O2 N2

xO2

Füstgáz xCO2

y H 2O 2

CO2

Al2O3 ; Fe2O3 ;

 CO2 (tüzelőanyagból)  CO2 (nyersanyagból)

2 NOX

CaO; SiO2

 H2O (tüzelőanyagból)

 Egyéb komponensek H 2O CO2

(3/2002 KöM rend. szerint)

Cl ; SO3

Nyersanyagok  Mészkő (CaO+CO2)  Agyag (Al2O3+SiO2+H2O)  Homok/homokkő (SiO2)  Vas-oxid hordozó (Fe2O3)

Klinker ásványok  Alite (3CaO2×SiO2)  Belite (2CaO2×SiO2)  3CaO2×Al2O3  3CaO3×Al2O3×Fe2O3

A szennyvíziszap nedvességtartalmától függő mértékben alkalmazható a cementgyártásban  A cementipar a legfontosabb iszaphasznosítók egyike

– Svájc: – Németország:

55 000 t/év szárított iszap 40 000 t/év szárított iszap, 200 000t/év víztelenített iszap

 Az iszap víztartalma meghatározza

a felhasználás módját és a felhasználható mennyiséget – Víztelenített iszap alapanyag helyettesítőként a kalcinátoron  5-8t/h kapacitás  120-200 t víztelenített iszap/nap  35-56 000 t/év ~ 30% szárazanyag tartalmú iszap  14-21 000 t/év szárazanyag tartalom

– Szárított (~ 90% szárazanyag tartalmú) iszap energiahordozóként és alapanyag helyettesítőként a főégőn vagy a kalciátoron  4-5 t/h kapacitás  100 t szárított iszap/nap (~ 300 t/nap víztelenített iszap)  28-35 000 t szárított iszap/év (~100 000 t/év víztelenített iszap)  25-30 000 t/év szárazanyag tartalom

Anyagmérleg mennyiségek  Hasznosítható hulladéktípusok

– Települési szennyvíz iszapok (EWC 19 08 01; EWC 19 08 05) – Ipari szennyvíz iszapok (EWC 03 03 10; EWC 02 07 05; EWC 19 08 12; EWC 19 08 14)  Duna-Dráva Cement Kft kapacitása:

– Víztelenített iszap: ~2 × 35-56 000 t/év (70-110 000 t víztelenített iszap) – Szárított iszap ~ 2× 30 000 t/év (~ 2× 100 000 t víztelenített iszap)  Keletkező víztelenített iszap mennyiségek a Közép-magyarországi

régióban – FCSM:  Észak-Pesti tisztító:  Dél-Pesti Tisztító:

– BKSZT: – DMRV Rt:

110 000 t/év 58 000 t/év; 51 000 t/év

54 000 t/év 35 600 t/év

200 000 t

A Heidelberg Csoport gyárai világszerte jelentős szennyvíziszap hasznosítónak számítanak Európa Víztelenített és szárított iszap É-Amerika: Szárított iszap

Törökország Szárított iszap

Kína Víztelenített iszap

Iszapszárítás biogázzal Törökország

6 szárító

Biogáz

A biogáz 50%-ban helyettesíti a földgázt Beüzemelés 2010 március A szárított iszap Isztambul mind a 4 szennyvíztisztítójából a Heidelberg Cement gyáraiban kerül hasznosításra

Iszapszárítás hulladékhővel HeidelbergCement (Kína)

CO2 csökkenés

Hulladék hő hőcserélő toronyból

Víztelenített iszap Száraz iszap

  

Beüzemelés 2008 december 200.000 t víztelenített iszap/év 100% hulladék hő

Iszapszárítás hulladékhővel Schwenk Zement (Németország)

CO2 csökkentés

Víztelenített iszap

Száraz iszap

Hulladék hő klinker hűtőből

    

Schwenk Zement Németország Üzembe helyezés 2005 80-100.000 t víztelenített iszap/év Szalagszárító Andritz 100% hulladék hő

A foszfor kérdéskör  A szennyvíz foszfor tartalma kezelés nélkül

– 40-50%-ban a szennyvíz iszapba kerül – 40-60%-ban a tisztított vízben marad Elfolyó vízből visszanyerhető

 A szennyvíz foszfor tartalma két módon

Foszfor mennyiség

hasznosítható: – Szennyvíziszap közvetlen alkalmazása a mezőgazdaságban – Foszfor kinyerés a szennyvíztisztítás során

Fölösiszap

Primer iszap

Bejövő szennyvíz

40-55% in Sewage Sludge

Elfolyó szennyvíz

   

tisztítandó szennyvízből, tisztított vízből, szennyvíziszapból vagy a szennyvíziszap égetés hamujából

Foszfor visszanyerés (P2O5) – P-RoC eljárással

KIT – Karlsruhe Institute of Technology Együttműködő partner: HeidelbergCement AG and Cirkel GmbH & Co. KG 

P-RoC eljárás = Foszfor visszanyerés a szennyvízből és a technológiai vízből kristályosítással



Az oldott foszfor visszanyerése kalcium-szilikát-hidrát (CSH) felületén



Kísérleti üzemben 45% hatásfokkal sikerült az oldott foszfort kinyerni

Az egyszerű és hatékony módszerrel kapott termék további kezelés nélkül is alkalmazható a mezőgazdaságban

Köszönöm a figyelmüket!