Dopravní fakulta Jana Pernera, Universita Pardubice II. ročník (obor DP – SV), studijní skupina 27 Kraus Václav, Jakube Petr Pracovní skupina 3 Název práce: Sběr
a regenerace motorových olejů
Prohlášení: Prohlašuji, že předložená práce je naším původním autorským dílem, které jsme vypracovali samostatně. Literaturu a další zdroje, z nichž jsme při zpracování čerpali, v práci řádně cituji. Anotace: Práce je věnována důležité součásti dnešní moderní společnosti, a to otázce sběru a recyklace odpadů. Konkrétně se zaobírá systémem sběru a regenerace motorových olejů. A protože spolehlivý a fungující sběr a třídění olejů (a odpadů všeobecně) je nutnou podmínkou pro úspěšnou recyklaci a jejich využití, věnujeme této problematice první část naší práce. Se sběrem olejů také úzce souvisí informovanost o dostupných programech sběru, o technologických možnostech, o poradenství v této oblasti a také možnosti skladování či manipulace s těmito látkami. Ukazujeme též srovnání situace sběru a recyklace odpadů v minulosti a současnosti a uvádíme příklady z České republiky i zahraničí. V poslední části práce pak uvádíme nejdůležitější a nejpoužívanější technologie recyklace. Na závěr tohoto stručného přehledu uvádíme výčet klíčových slov, které dá se říci charakterizují tuto práci: Používané pojmy: recyklace, regenerace, spalování, odpadní olej, selektivní sběr, neobnovitelný přírodní zdroj, ekologie; Definice užívaných pojmů: -
recyklace: jde o technologické postupy, při kterých dochází účelnému zneškodnění nebezpečných nebo přebytečných látek za vzniku látek, které jsou šetrné k životnímu prostředí; regenerace: jde o technologické postupy, při kterých dochází k obnově původních vlastností dané látky a ta se pak může znovu stejně použít; spalování: jde o způsob využití odpadních olejů, především kvůli jejich energetickému potenciálu. Jejich spalováním ve speciálních kotlích se získává energie např.na vytápění objektů atd. odpadní olej: definice této látky není tak jednoduchá, neboť rozhodnout, kdy je olej již odpadem, není jednoznačné. Nejčastěji se používá definice, že jde o olej, který již nevhodný pro použití, pro které byl původně zamýšlen; selektivní sběr: jde o systematický postup, při kterém dochází na specializovaných místech ke kumulaci odpadů, které se třídí podle svých vlastností, podle zdroje atd. neobnovitelný přírodní zdroj: jedná se o suroviny vyskytující se v přírodě jen v omezeném množství a možnosti jejich těžby jsou omezené; ekologie: jde o vědu zkoumající vztah lidské společnosti k životnímu prostředí;
Obsah: 1.Úvod…………………………………………………………………..str.2 2. Aktuální situace zpětného odběru olejů………………………………str.2 a) specifika olejů…………..……………………………………...str.3 1
b) zpětný odběr………... ………………………………………..str.3 Informační systém IS RERO… ……………………………….…...str.4 Systém sběru a recyklace odpadů v USA v 90.letech…………….....str.5 Nádrže a obaly na ropné látky a technické požadavky na ně………..str.6 Skladování, manipulace a doprava závadných látek………………...str.8 Nakládání s odpadními oleji v ČR…………………………………..str.11 a) historický stav…………………………………………..…...str.11 b) současný stav………………………………………………..str.12 8. Způsoby odstraňování a využití odpadních olejů v ČR……………..str.13 a) odpadní olej – surovina pro doly……………………………str.13 b) spalování v cementářských pecích…………………………..str.14 c) spalování v kotlích…………………………………………..str.15 d) experimenty………………………………………………….str.16 e) opětovná hydrogenační rafinace………...…………………..str.16 f) Proces Blowdec……………………………………………...str.17 9. Závěr…………….…………………………………………………..str.18
3. 4. 5. 6. 7.
1. Úvod V naší práci se věnujeme nejen otázce recyklace motorových olejů, ale všímáme si problému jejich sběru a třídění. A že se nejedná o problematiku jednoduchou (především z právního hlediska), o tom svědčí především dnešní situace. Recyklace motorových olejů a systém jejich sběru je součástí komplexu problémů týkajících se vztahu lidské populace k životnímu prostředí. Čím více se lidstvo rozvíjí, tím více nebezpečných látek produkuje a tím méně si uvědomuje následky tohoto prudkého rozvoje. Proto jsme chtěli ukázat komplexně na tento problém, zdůraznit nedostatky především v systému selektivního sběru a technologii zpracování a využití odpadních olejů. Na závěr jsme chtěli apelovat na veřejnost a jednotlivce, aby nebyli k této otázce lhostejní a snažili se změnit aspoň trochu jejich postoj a aktivně se zapojili především do otázky sběru nebezpečných látek.
2. Aktuální situace zpětného odběru olejů Tuto dá se říci úvodní kapitolu bych začal malým ohlédnutím do nedaleké minulosti, neboť se zde udála jedna zásadní věc, která ovlivnila a dnešní situaci týkající se celého sběrného systému. Na počátku devadesátých let došlo totiž ke zrušení povinnosti sběru odpadních olejů, což vedlo k postupné likvidaci celého sběrného systému a k velkému poklesu objemu sbíraných odpadních olejů. Zaniklý sběrný systém nebyl v podstatě dodnes nijak nahrazen, a to v celostátním měřítku. Tímto faktem samozřejmě utrpělo naše životní prostředí, neboť docházelo (a bohužel stále dochází) k libovolnému zbavování se odpadních olejů, které jsou ale pro přírodu velmi nebezpečné. V současné době tedy neexistuje jednotný systém sběru odpadních olejů a neexistuje ani žádná jednotka na jejich úpravu a zpracování, nicméně určitý krok vpřed udělala naše legislativa. Mezi výrobky, na něž se podle odstavce 1) zákona o odpadech číslo 185/2001 Sb. vztahuje povinnost zpětného odběru, jsou také minerální oleje a oleje ze živičných nerostů jiné než surové, přípravky obsahující nejméně 70 % hmotnosti minerálních olejů nebo olejů ze živičných nerostů, jsou-li tyto podstatnou součástí těchto přípravků. [5]
2
Tato definice je volena tak, aby korelovala s mazacími a ostatními oleji zařazenými do kapitoly 27 podle harmonizovaného systému výrobků, který tvoří kostru celního sazebníku. Seznam olejů, které po použití podléhají zpětnému odběru, je uveden v položce č. 14 vyhlášky ministerstva životního prostředí č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady. Povinnost zpětného odběru oleje měla platit od 1. ledna 2003, paragrafem 54 zákona o obalech č. 477/2001 Sb. bylo nabytí účinnosti přesunuto na 23. února 2002. Specifika olejů Odpadní oleje mají určitá specifika, která se musí promítnout i do jejich sběru. Většina mazacích olejů se prodejem spotřebiteli, jakéhokoliv postavení, dostává do poolu olejů a dodávky od jednotlivých dodavatelů (výrobců nebo dovozců) ztrácejí svoji identitu a nelze je ve valné většině přiřadit výrobci nebo dovozci čerstvého oleje. Kdy se mazací olej stane olejem odpadním, není vždy stejné. Nelze to tak jednoduše určit, jako třeba u zářivky nebo akumulátoru. Podle § 28 zákona o odpadech je odpadním olejem pro účely zákona jakýkoliv minerální nebo syntetický olej, který se stal nevhodným pro použití, pro který byl původně zamýšlen. Skutečnost je ovšem rozmanitější. Životnost olejové náplně určuje dodavatel obvykle strojního zařízení podle odborného posouzení založeného na laboratorních a často dlouhodobých provozních zkouškách. Typicky je udávána v provozních hodinách, nebo podle ujetých kilometrů a přihlíží se přitom ke konkrétním provozním podmínkám. U některých náplní přistupuje ještě časové hledisko, když se pokládá za účelné odstranit po určité době s olejem nečistoty, které by mohly být příčinou koroze nebo jiných provozních závad (u motorových olejů se doporučují například 2 roky). Stárnutí a jiné změny velkých náplní se také sledují analyticky a o výměně se může rozhodnout podle laboratorního rozboru. To všechno vede k velké rozmanitosti výměnných lhůt (mohou být v měsících, ale také více než 10 let) a také k rozporům mezi dodavateli olejů (jejichž povinností by měl být zpětný odběr olejů) a spotřebiteli, kteří jsou producenti odpadních olejů.
Zpětný odběr Tuzemští výrobci i dovozci maziv, o nichž díky jejich členství v České asociaci petrolejářského průmyslu a obchodu máme informace, postupně uzavírají smlouvy zpětného odběru od svých zákazníků s oprávněnými osobami, které mají licenci k této činnosti. Významnou roli zde hraje právě Česká asociace petrolejářského průmyslu a obchodu ČAPPO, která se zúčastnila v různých fázích přípravy zákona a sama navrhla následující legislativní postup: - Povinnosti, vyplývající z § 38 zákona lze vhodně splnit mandátní smlouvou, ve které se osoba oprávněná k nakládání s odpady zaváže vůči povinné osobě jako mandantovi na jeho účet za úplatu zajistit zpětný odběr použitých olejů od odběratelů a zákazníků výrobce mazacích olejů. Mandant se zavazuje zaplatit za to mandatáři úplatu, která je obsažena ve výkupní ceně POO dohodnuté v kupní smlouvě. - Mandatář je povinen obstarat tyto záležitosti osobně v souladu s obecně závaznými právními předpisy, vztahujícími se k předmětu smlouvy, zejména se zákonem č. 185/2001 Sb., o odpadech, vyhláškou MŽP č. 383/2001 Sb. a zákonem č. 111/1994 Sb., o silniční dopravě s přihlédnutím k vyhlášce MD Č. 64/1987 Sb. [5] Mandatář je povinen: • zajistit do dohodnuté doby obchodní objednávky od mandanta sacím vozem zpětný odběr použitých mazacích olejů. • zajistit zpětný odběr použitých mazacích olejů zákazníků výrobce donesených nebo
3
dovezených původcem odpadu do provozoven mandatáře. • zajistit evidenci odebraných olejů včetně označení druhu odpadu podle Katalogu odpadu, • zajistit čtvrtletně odesílání evidence. Výrobce olejů informuje své zákazníky buď přímo, nebo prostřednictvím své sítě o této službě. Smluvní firma musí poskytovat povinné osobě podklady pro evidenci a pro zprávu, kterou musí povinná osoba zasílat ministerstvu. Vyhovět nebylo možné na první pohled logickému požadavku firem podnikajícími ve sběru odpadních olejů, aby součástí smlouvy byl seznam zákazníků daného výrobce, nebo dovozce. To je požadavek nereálný, poněvadž odporuje zásadám obchodního tajemství (výrobce ani dovozce nedají jiné firmě kompletní seznam svých zákazníků, který se navíc téměř denně může měnit) i etice podnikání. [5] Ve smlouvách jsou uvedeny druhy odpadu podle Katalogu odpadu, které se považují za odpadní oleje, a to podle přílohy č. 13 k vyhlášce č. 383/2001 Sb. Všechny odpadní oleje jsou považovány za odpady nebezpečné. Nepřijat ale zůstal například názor, že by bylo výhodné následovat tzv. holandský model, ale ČAPPO se domnívá, že na tento nápad ještě dojde v budoucnu. Nelze také očekávat, že by ihned po uvedení právních norem do reality došlo k rapidnímu vzrůstu sběru odpadních olejů. Je jisté, že to bude nějakou dobu trvat, ale pozitivní je fakt, že už nyní můžeme pozorovat určité zlepšení. Důležité také bude, zda se podaří vštěpit tyto normy i jednotlivcům a fyzickým osobám. Ty si totiž mnohdy vyměňují olejové náplně samy a co se děje s již opotřebovaným olejem je v podstatě nezajímá. Proto by se také měla zlepšit informovanost a zde by měla sehrát svou roli i média. A právě odpadní oleje, ať už motorové či převodové, pocházející od jednotlivců, jsou u nás stále velkým problémem. A to i přesto, že tvoří množstevně jen nepatrnou položku na celkovém objemu. Příznivým faktem je, že automobilistů, kteří si výměnu provozních náplní dělají sami, ubývá. Tento problém se snaží řešit Koramo a.s., která, jakožto jedna z povinných osob dodávajících oleje na český trh, se rozhodla spolupracovat s firmami Benzina a.s. a Castrol. Společně vybraly a asi 10 (dnes už existuje asi více) čerpacích stanic a Koramo a.s. do nich dodala speciální kontejnery, do nichž budou moci individuální motoristé odkládat své odpadní oleje. Sběrná místa musí samozřejmě vyhovovat přísným podmínkám pro nakládání s nebezpečnými odpady a provozovatel musí mít povolení pro zacházení s těmito odpady. Na závěr této kapitoly bych chtěl uvést také jeden příklad z vlastní praxe. Ukazuji na něm, že důležitou roli hrají také jednotlivá města, která mohou značným způsobem přispět. Může tak dojít k rychlejšímu rozšíření sběrné sítě. Tak např. krajské město Ústí nad Labem, pod jehož tzv. komunální služby spadá několik sousedních menších měst ( Krupka, Chlumec atd.) zřizuje v těchto městech veřejné sběrny nebezpečných odpadů. Tam mohou jednotlivci zdarma odkládat nejen opotřebované oleje, ale další nebezpečný odpad.
3. Informační systém IS RERO Funkci zprostředkovatelskou a poradenskou mají informační systémy označované jako registry recyklace odpadů. Příkladem organizačního místa tohoto typu je automatizovaný informační systém Registr recyklace odpadů IS RERO, uvedený do provozu ústavem Inorga v Ostravě v roce 1983. Informace jsou evidovány o odpadu : - kovonosném (neželezné) - organickém (papír, dřevo, textil, kůže, plasty, pryž, oleje a mastné tuky, barvy, laky,
4
nátěry, ostatní organické látky, organický odpad potravinářského průmyslu) - anorganickém (sklo, anorganické kyseliny a zásady anorganické soli, ostatní anorganické látky, katalyzátory na nosičích, stavební a velkoobjemový odpad) IS RERO tvoří čtyři dílčí subsystémy : - subsystém nabídek a poptávek - subsystém technickoekonomických informací - subsystém informací o hospodaření s nebezpečným odpadem - subsystém bezodpadových technologií Do systému bylo v roce 1992 zapojeno pouze okolo 700 organizací. K informačním systémům pasivního charakteru poskytujícím informace o recyklačních a maloodpadových technologiích lze zařadit i kompendium maloodpadových a bezodpadových technologií (compendium on Low-and Nou-Waste Technologies), které bylo od počátku 80. let uvedeno pracovními orgány Evropské hospodářské komise. Anotační záznamy o praktických aplikacích recyklačních technologií v členských zemích EHK byly bezúplatně poskytovány národním orgánům v jednotlivých zemích. [6] Program OSN pro Životní prostředí - UNEP začal v roce 1986 vydávat informační publikaci „Maloodpadové a bezodpadové technologie" (Low-and Nou-Waste Technologies), jejímž cílem je výměna informací mezi členskými státy a jejich průmyslovými a státními organizacemi o technických a ekonomických aspektech recyklačních a maloodpadových postupů. Prostřednictvím kanceláře pro průmysl a životní prostředí - UNEP (Industry and Industrial Office - UNEP se sídlem v Paříži lze získávat v systému dotaz - odpověď informace o používaných a vyvíjených recyklačních technologiích, archivovaných v databázových systémech zúčastněných zemí. [6] K řešení problémů odpadového hospodářství v mezinárodních souvislostech jsou zapotřebí kvalitní informace z takových systémů, jejichž uživatel, nebo provozovatel může zaručit seriózní informace ekonomicky podložené a respektující zájmy ochrany životního prostředí. V ČR by se měly vytvořit legislativní a ekonomické podmínky pro spolupráci s informačními systémy UNEP, a to prostřednictvím alespoň kontaktních míst, které mohou usnadnit českým subjektům přístup k informacím. Významným koncepčním cílem je i vytvoření volné přístupové databáze o nabídkách a poptávkách po odpadech. Důležitá je bezplatnost služby a snadný přístup k datum. Zde je účelné využít zkušenosti vyspělých zemí. I když recyklační burzy sousedních zemí umožňují vstupy jednotlivým zahraničním zájemcům, sami doporučují zřízení alespoň jednoho organizačního centra. Zvýšení objemu recyklovaných odpadů v ČR při respektování zájmů ochrany životního prostředí je závislé i na informačním zázemí. Spolupráce s mezinárodními informačními systémy je z tohoto hlediska vysoce potřebná. Příklady efektivnosti recyklace odpadů: 1. Úspory při čerpání neobnovitelných přírodních zdrojů paliv, energie či surovin 2. Uspory energie a pracovních sil 3. Uspory investičních nákladů na rozvoj výroby 4. Uspory dopravních nákladů 5. Omezení negativních vlivů na životní prostředí
4. Systém sběru a recyklace odpadů v USA v 90. letech
5
Tuto kapitolu uvádíme spíše jako zajímavost a také pro srovnání situace v 90.letech u nás a ve Spojených státech amerických. Zatímco u nás znamenají 90.léta období „krize“ v oblasti sběrného systému, v USA se rozvíjel poměrně propracovaný a hlavně fungující systém, neboť Američané si uvědomovali důležitost recyklace a jejího vlivu na životní prostředí. Bylo jasné, že odpadový materiál pochází z mnoha zdrojů, má tedy různé složení a vlastnosti. Proto bylo třeba vybudovat kvalitní program na sběr těchto látek, který by pomohl k jejich třídění a následné recyklaci. Stejně jako samotná recyklace je poměrně složitý proces, tak i stejně složitý byl vybudován i systém sběru v USA. Na tomto sytému se samozřejmě projevila i obrovská územní rozloha tohoto státu a rozdílné ekonomicko-sociální podmínky. V USA nebyl vytvořen jeden model, který by byl univerzální, ale došlo ke kombinaci mnoha programů, které jsou rozděleny v závislosti na druzích odpadů, ale má na ně vliv i např.ekonomika nebo politika atd. Základním krokem k recyklaci je identifikace a rozpoznání složení odpadu, určení jeho druhu a také zdroje. Po tomto kroku se vybere vhodný recyklační program a také se určí část odpadů, které budou recyklovány aktuálně a přednostně. Protože dochází k nárůstu přístupných údajů o recyklaci, roste rychle schopnost využití jejího plného potenciálu. Následujících 8 sběrných a recyklačních modelů je možno různě kombinovat za účelem vytvoření odpovídajícího vhodného programu. Zde jsou právě pro stanovení správného postupu důležité již zmíněné údaje o jednotlivých odpadech. Každý program je přesně koncipován na jednotlivé regiony, neboť je mezi nimi velký rozdíl, např.zemědělské Nové Mexiko, či průmyslová Kalifornie atd. Všechny z oněch 8 postupů již byly úspěšně realizovány v amerických městech, avšak nejdůležitější roli hrál New York, kde probíhalo nejvíce průzkumů. Ukázalo se tu také to, že ačkoliv vštěpovat zásady recyklace tolika lidem je velmi těžké, tak i přesto se tu možnosti využití odpadů uchytily. 8 základních programů: 1. „odkládací“ centra: jsou místa, kam můžou lidé dobrovolně a bezplatně nosit odpadní materiál různého druhu (papír, sklo, plechovky, stavební materiál, olej, látky atd). je to program velmi levný a snadno do praxe uveditelný. Sice sám o sobě nenabízí mnoho recyklačních možností, ale jde mu spíše o to, zapojit veřejnost a vštěpit jí určité zásady; 2. „výkupny“: jsou místa, kam se nosí odpad ve větším množství a kde se i zpracovává. Tato služba je placená, ale peníze z ní chodí často na charitativní účely; 3. „komerční recyklace“: má spíše ekonomický charakter, jedná se o soukromé firmy, které dostávají zakázky od firem státních. Poplatky reguluje stát. 4. „domovní“ sběr: funguje tak, že přímo před domy jsou přistavovány kontejnery na tříděný odpad; 5. zemědělská recyklace: jde o sběr a využití specifických odpadů ze zemědělských oblastí; 6. „přípravny“ k recyklaci: zde se odpady zbavují různých příměsí, aby byly co nejhomogennější a odtud jsou převáženy k samotné recyklaci; 7. kompostování: využívají se různé druhy této technologie a má časté využití; 8. recyklace tříděného odpadu: nemá takový efekt, produkty z ní se nedají již použít, ale zase je rychlá a snadnější
5. Nádrže a obaly na ropné látky a technické požadavky na ně
6
Definice: Nádrže jsou beztlakové nádoby z oceli nebo jiného odolného materiálu sloužící k skladování ropné latky. [2] Podle různých kritérií, jako je materiál, objem, pro jaké odpady slouží atd. rozdělujeme nádrže sloužící k skladování ropných látek na několik druhů. Zde uvádíme přehled základních z nich: 1. Nádrže zevně kontrolovatelné: jsou nádrže, u nichž je umožněna kontrola všech vnějších stěn. Patří sem i nádrže stojaté, postavené na podlaze, nádrže s povrhem obaleným tepelnou izolací krytou odnímatelným obalem apod.; 2. Nádrže zevně nekontrolovatelné: jsou nádrže, jejichž povrch je kryt stavební konstrukcí nebo vrstvou zeminy bez možnosti kontroly vnějších stěn. Patří sem i nádrže, u kterých je přístup jen k části povrchu (např. k účelu válcové ležaté nádrže). 3. Drobné obaly: jsou nádoby o objemu menším než 5 litrů s těsným uzávěrem pro jedno použití, popř. nádoby v provedení „spray". 4. Záchytná nádoba: je stabilní nebo přenosná nádoba sloužící pro zachycení a krátkodobou akumulaci úkapu nebo úniku při výdeji z technologického zařízení skladu nebo nádrže, popř. kontejneru nebo obalu, upravená pro snadné vyprázdnění, popř. napojená potrubím na nádrž. Přísným podmínkám podléhá také prostředí, ve kterém se s danými látkami pohybujeme, proto v níže uvedených odstavcích jsou uvedena technická opatření a požadavky, které je nutno dodržovat při manipulaci s ropnými látkami. Příslušenství skladu: je vybavení, včetně potrubí a rozvodu, umožňující příjem ropných látek do nádrží, měření jejich množství či tlaku, ohřátí na vyšší teplotu (např. u topných olejů), výdej k místu spotřeby a měření vydaného množství. Manipulační plochy: jsou plochy určené ke stáčení a k výdeji ropné latky, k umístění technologického zařízení skladu, popř. k uložení prázdných obalů od ropných látek, které by mohly vyvolat úkapy a úniky ropných látek. Technické požadavky Objekty, v nichž se ropné látky přijímají, skladují, vydávají nebo používají, nebo kde se s ropnými látkami manipuluje, musí být zabezpečeny tak, aby nemohlo dojít k úniku ropných látek do povrchových nebo do podzemních vod nebo k nepřípustnému znečištění terénu spojenému se znečištěním podzemních i povrchových vod. Pohotovostní uložení ropných látek v nádržkových vozech a cisternách se zřizuje jen v nezbytném nutném rozsahu; podmínky pro ně se stanoví podle místních poměrů. Toto uložení ropných látek se nemá situovat v pásmech hygienické ochrany a v chráněných oblastech přirozené akumulace vod (dále jen CHOPAV), v blízkosti vodních toků a v blízkosti studní místního zásobování pilnou vodou. Nádrže, potrubí rozvodu a souvisící technologická zařízení se umisťují tak, aby byla zevně kontrolovatelná, popř. aby byla zajištěna rychlá indikace a signalizace úniku ropné látky a zamezeno její rozšíření do okolí. [2] POZNÁMKA: Např. dvouplášťové nádrže, potrubí v chráničce, v nepropustném kanálu. Samozřejmě, že při zacházení s těmito látkami hrozí styk se zásobami vody, ať už v podobě podzemních vod, povrchových, nebo různých zdrojů pitné vody. Proto nádrže na ropné látky mají mít základovou spáru nad nejvyšší hladinou podzemní vody a dále vzdálenost skladu ropných látek od studní místního zásobování pitnou vodou (ČSN 75 5115) se stanoví podle výsledku hydrogeologického posouzení (ČSN 73 0090).
7
Požadavky na nádrže, kontejnery a obaly Zásad a požadavků na výše uvedené nádrže sloužící k přepravě či skladování ropných látek je mnoho, a proto zde uvádíme jen ukázku nejdůležitějších z nich. Ostatní je samozřejmě možno vyhledat ve všeobecných požadavcích na nádrže a kontejnery viz ČSN 650201. - Spodní odkalovací vývod nádrže musí mít těsný uzávěr; pokud je nádrž umístěna v otevřené, nebo kryté části skladu musí být vývod zabezpečen proti poškození mrazem a proti zásahu nepovolané osoby. [2] - Vnější trubkový stavoznak u nádrže musí být umístěn tak, aby nedošlo k jeho poškození a musí mít úpravu umožňující odpojení stavoznaku od nádrže. [2] - Vstupní otvory musí být utěsněny tak, aby jimi nemohlo dojít k úniku skladované ropné látky. [2] - Bezpečnostní přelivné potrubí z provozní nádrže musí umožňovat odtok čerpaného množství ropné látky do nádrže, ze které je provozní nádrž plněna. [2] - Ropné látky vypouštěné při vyprazdňování technologického zařízení po odstavení z provozu se musí zachytit tak, aby nedošlo k jejich úniku. [2] - Nevratný kondenzát z ohřevu ropných látek je možno odvést do kanalizace buď přes odstavné provozované nádrže s možností dozoru obsluhou, nebo přes průtočnou nádrž s možností uzávěru odtoku. Nádrže musí být vybaveny zařízením pro signalizaci případné přítomnosti ropných látek v kondenzátu. [2]
6. Skladování, manipulace a doprava závadných látek Vzhledem ke specifikaci AČR, kde ropné látky tvoří největší objem závadných látek s nimiž se nakládá, je metodika zaměřena zejména na problematiku ropných látek, avšak principy léto metodiky lze zobecnit a aplikovat na všechny závadné látky, při respektováni příslušných odborných právních norem a rezortních předpisů. Technologická zatížení a stavební konstrukce určené ke skladování, manipulaci a dopravě závadných látek musí: a) odolávat jejich chemickému působení (vhodná volba materiálu samotné konstrukce a obkladu či nátěru) b) odolávat jejich statickému a dynamickému působení c) být pro ně nepropustné d) v případě hořlavin být vždy druhu D1 dle ČSN 73 08 04 Požární bezpečnost staveb a mít požární odolnost nejméně 120 min. e) přístřešky provádět jen jako lehké konstrukce (popřípadě v jiné odpovídající úpravě) f) splňovat požadavky příslušných zákonů, vyhlášek, ČSN a vojenských předpisů. [2] I. Technologická zařízení skladu PHM musí být vybavena havarijními jímkami, nebo záchytnými jímkami trvale napojenými na havarijní jímky. Odváděcí potrubí ze záchytné jímky do havarijní jímky musí mít trvale účinný kapalinový uzávěr a nesmí mít uzavírací armatury. Záchytná jímka je jímka zachycující kapaliny uniklé z nádrží, kontejnerů, obalů,
8
technologických zařízení. Havarijní jímka je jímka, nebo nádrž určená k zadržení kapaliny uniklé, nebo vypuštěné při havarijních stavech z nádrží, kontejnerů, obalů, technologických zařízení, popřípadě ze záchytných jímek. Sběrná jimka je stavební úprava v nejnižším místě dna nebo podlahy havarijní jímky, popř. v potrubním kanále, umožňující vyčerpání zachycených kapalin. Záchytná jimka musí být provedena tak, aby zachytila kapalinu unikající v důsledku netěsnosti příslušného zařízení. Dimenzuje se nejméně na 5 % objemu nádrže, přepravních obalů, kontejnerů, nebo technologických zařízení, ze kterých má kapalinu zachycovat, a musí být napojena na havarijni jímku. Dno havarijní jímky musí být vyspádováno do sběrné jimky. Sběrná jímka se nepožaduje v případě, jestliže havarijní jímku tvoří nádrž, a u havarijní jímky v příručních skladech. Havarijní jímka skladu musí být dimenzována podle tab. 1., nejméně však na celý objem jedné největší nádrže, kontejneru nebo přepravního obalu. Je-li v jímce umístěno více nádrží, které jsou vzájemně propojeny, musí objem havarijní jímky odpovídat celkové kapacitě propojených nádrži. Tab. 1. DIMENZOVÁNÍ HAVARIJNÍCH JÍMEK [2] Objem havarijní jímky v % celkového objemu skladovaných závadných látek nadzemních nádržích v počtu v mobilních nádržích, kontejnerech a 1 2 3 4 a více přepravních obalech a v příručním skladu 100
57
60
50
10
Havarijní jímku provozovny a uzavřeného skladu může tvořit podlaha místnosti, nepropustná pro skladované kapaliny, nepropustný sokl stěn a zvýšený práh ve vstupních otvorech.
PŘEHLED NEBEZPEČNÝCH VLASTNOSTÍ
Toto schéma je převzato z Basilejské úmluvy (dodatek III) a slouží pouze pro sestavení Mezinárodního kódu odpadu IWIC Kód Vlastnosti: H l.l Výbušnost Výbušná látka nebo odpad je pevná nebo kapalná látka nebo odpad (nebo směs látek nebo odpadů), která je sama schopna chemické reakce produkující plyn při takové teplotě a tlaku a s takovou teplotou, tlakem a rychlosti, že může způsobit poškození okolí. H3 Hořlavost kapalin Hořlavé kapaliny jsou kapaliny nebo směsi kapalin, popř. kapaliny obsahující pevné látky v roztoku nebo suspenzi (např. nátěrové hmoty apod., avšak nikoliv látky nebo odpady, které jsou jinak klasifikovány na základě jejich nebezpečných vlastností), které uvolňují hořlavé 9
páry při teplotě nepřesahující 60,5 °C při zkoušce v uzavřeném kelímku a teplotě nepřesahující 65,6 °C po zkoušce, v otevřeném kelímku. (Protože výsledky zkoušek v otevřeném kelímku a zkoušek v uzavřeném kelímku nejsou přesné, srovnatelné a dokonce jednotlivé výsledky stejné zkoušky jsou často rozdílné, předpisy odlišující se od výše uvedených hodnot, které berou v úvahu tyto rozdíly, jsou v souladu s touto definicí.) H4.1 Hořlavost pevných látek Pevné látky nebo odpadní pevné látky jiné než ty, které jsou klasifikovány jako výbušniny, které jsou za podmínek, jímž jsou vystaveny při přepravě, snadno zápalné nebo které mohou třením způsobit požár, popř. k němu přispět. H4.2 Schopnost látek nebo odpadů se samovolně vznítit Látky nebo odpady podléhající samovolnému ohřevu při normálních podmínkách, kterým jsou vystaveny při přepravě, nebo zahřívající se po styku se vzduchem, které jsou náchylné k samovolnému vznícení. H4.3 Schopnost látek nebo odpadů uvolňovat při styku s vodou hořlavé plyny Látky nebo odpady, které reakci s vodou jsou náchylné k samovolnému vznícení nebo uvolnění hořlavých plynů v nebezpečném množství. H5.1 Oxidační schopnost Látky nebo odpady, které zatímco samy nemusí být zápalné, avšak uvolňováním kyslíku mohou zapálit jiné látky nebo k jejich zapálení přispět. H5.2 Tepelná nestálost organických peroxidů Organické látky nebo odpady, které obsahují peroxidickou vazbu -0-0-, jsou tepelně nestálé látky, které mohou podléhat exotermickému samozrychlujícímu rozkladu. H6.1 Akutní toxicita Látky nebo odpady, které mohou způsobit úmrtí, nebo vážné poškození lidského zdraví, jestliže jsou požity nebo vdechovány nebo proniknou pokožkou. H6.2 Infekčnost Látky nebo odpady obsahující živé mikroorganismy nebo jejich toxiny a další infekční agens, které jsou známé nebo podezřelé z vyvolávání onemocnění u zvířat a lidí. H8 Žíravost Látky nebo odpady, které chemickou aktivitou mohou způsobit těžké poškození, jestliže přijdou do styku s živou tkání, nebo v případě úniku mohou poškodit nebo dokonce zničit ostatní zboží nebo dopravní prostředky. Rovněž mohou způsobovat jiná rizika. H10 Schopnost látek nebo odpadů uvolňovat při styku se vzduchem nebo vodou jedovaté plyny. Látky nebo odpady, které reakci se vzduchem nebo vodou uvolňují jedovaté plyny v nebezpečném množství. H11 Chronická toxicita a pozdní účinek Látky nebo odpady, které když jsou vdechovány nebo požity, nebo když proniknou pokožkou, mohou vyvolat opožděné nebo chronické účinky včetně karcinogenity. H12 Ekotoxicita Látky nebo odpady, které jsou-li uvolněny, představují okamžité nebo opožděné nebezpečí v důsledku nepříznivého zatížení životního prostředí biologickou akumulaci nebo jedovatými
10
účinky na biotické systémy. [2] Nepoužívané sklady ropných látek Ocelové skladovací nádrže odstavené na dobu delší než 6 měsíců, musí být opatřeny dočasnou protikorozní ochranou vnitřních stěn podle ČSN 03 8205. Nepoužívané technologické části skladů musí být odděleny od provozované části, musí být vyprázdněny od ropných látek a vyčištěny. Vyřazené nádrže včetně souvisícího technologického vybavení a potrubí mají být ihned po odstavení vyprázdněny od ropné látky, vyčištěny a pokud možno vyjmuty ze země. Zemina v místě uložiště musí být zkontrolována na obsah ropných látek; v případě zjištění znečištění musí být vytěžena a zlikvidována jako ropný odpad nebo vyčištěna. Podobným způsobem se likvidují i znečištěné materiály z demolice vstupních a stáčecích šachet.
7. Nakládání s odpadními oleji v České republice V České republice se v současné době ročně spotřebuje asi 150 tis. tun všech druhů mazacích olejů. Motorové oleje se podílejí na celkové spotřebě asi 33 % , průmyslové 31 % , ostatní 29 % a převodové 7 % . Asi 30 tis. tun jsou procesní oleje, které se spotřebovávají při výrobě syntetického kaučuku a plastů jako polotovary. Větší mírou se na trh postupně dostávají polosyntetické a syntetické oleje. Mazací oleje v ČR vyrábí dva podnikatelské subjekty a to a. s. KORAMO Kolín a PARAMO Pardubice. Jejich podíl na celkovém trhu je 60 % . Jedná se o výrobce s dlouholetou tradicí a zkušenostmi. Sortiment a jakostní znaky olejů vyráběných a. s. KORAMO a PARAMO odpovídají světovému trendu. Na český trh se dále prostřednictvím zahraničních i českých firem dovážejí mazací oleje světových značkových olejářských společností. Podíl dovozu na celkovém trhu je 40 % a uskutečňuje se především v sortimentu motorových olejů. V blízké budoucnosti se předpokládá stagnace spotřeby mazacích olejů v úrovni 140 - 150 tis. tun v roce. Po roce 2005 s ohledem na vývoj nového sortimentu a kvality, nastane mírný pokles spotřeby. Zdroje odpadních olejů pro současné období jsou odhadnuty ve výši zhruba 60 tis. tun za rok.
Historický stav Jak už jsme uvedli v kapitole o sběru odpadních olejů, sehrál v této otázce důležitou roli rok 1990. V této kapitole se ještě na chvilku vrátíme k otázce sběru a navážem na ní obecnými informacemi, které se týkají využití a recyklace těchto látek nejen u nás, ale i ve světě. Právě do roku 1990 byl sběr a nakládání s odpadními oleji u nás stanoven právní úpravou, která určovala i podíl sebraných olejů ve výši 35 - 40 % z celkové spotřeby na území bývalého Československa. Tohoto podílu bylo běžně dosahováno a celkem bylo sebráno až 60 tis. tun použitých a odpadních olejů. Sběr odpadních olejů zajišťoval později státní podnik Benzina a.s. se značně rozvinutými sítěmi sběren, především u čerpacích stanic a u velkospotřebitelů (průmyslových, stavebních a zemědělských podniků) čerstvých mazacích olejů. Sebrané odpadní oleje zpracovával bývalý koncernový podnik Chemopetrol Ostramo z Ostravy. Jako recyklační technologie byla použita kyselinová rafinace. Produkovala velké množství zaolejovaných kyselých odpadů, které byly skládkovány. Výrobní sortiment tvořily motorové a průmyslové oleje nižších výkonových charakteristik (např. oleje pro dvou-taktní 11
motory) a topné oleje. Podnik byl v roce 1992 zprivatizován přímým prodejem a přešel do soukromého vlastnictví jako Ostramo - Vlček, spol. s r.o., Ostrava. Bez podstatných změn byl závod s postupně zmenšující se kapacitou zpracování olejů provozován do poloviny roku 1997, kdy byl zničen povodněmi. Do současné doby přes řadu pokusů nebyl provoz pro nedostatek finančních zdrojů obnoven. Na konci osmdesátých let se intenzivně připravovala výstavba nové regenerační jednotky upotřebených mazacích oleju v areálu a.s. KORAMO Kolín. Jednalo se o moderní jednotku na bázi destilačně-hydrogenační technologie. Záměr byl však zrušen pro nedostatek investičních zdrojů. Sběrná síť odpadních olejů se po zrušení povinnosti sběru na začátku devadesátých let rychle rozpadla. Podíl organizovaného sběru poklesl ze zmíněných 35 - 40 % na 16 %.
Současný stav V současné době se převážná část použitého oleje a to především z čerstvých motorových a převodových olejů, bez kontroly kvality a úpravy spaluje na malých a středních tepelných zdrojích, které slouží k výrobě tepla v servisech, garážích a v komunálních objektech. Je odhadnuto, že se takto může v ČR v současné době spálit až 40 tis. tun olejů v roce. Spalování je však také otázkou emisí a ty se stále zpřísňují a ke spalování se využívá jen málo kotlů, které těmto limitům. Nejdůležitější informací je, že u nás nefunguje žádná regenerační jednotka, tak česká republika vyváží většinu oleje na regeneraci do sousedního Německa. Dalších asi 25 - 30 tis. tun odpadních olejů se po kontrole jakosti a úpravě, používá v centrálních provozech a ve velkých zdrojích. Takto spalované oleje nejsou bilancovány a nepodléhají daňové legislativě. [2] V ČR je veškerý sebraný odpadní olej využíván jen pro energetické účely. Materiálové využití pro výrobu surovin pro čerstvé oleje úplně chybí, ač tento způsob využití je z pohledu evropské i naší legislativy prioritní. Existuje několik firem, které se zabývají sběrem a úpravou odpadních olejů. Rozsah sběru je však pouze lokální a s ohledem na producenty nejde o selektivní sběr. V tomto okamžiku kromě ekologického hlediska do logistiky sběru vstupuje totiž i ekonomický parametr. Malé a regionální firmy si totiž nemohou dovolit, a producenty k tomu ani nedonutí, aby oleje byly sbírány selektivně podle svého původu. Tím se ovšem podmínky pro další nakládání s nimi komplikují. V současné době odpadní oleje, často i s obsahem příměsí chlorovaných uhlovodíků a různých dalších látek, které se do nich dostanou při neodborném nakládání s odpady končí v malých tepelných jednotkách. Provozní teplota těchto malých zařízení potom většinou nepřesahuje 800 °C, což je pro dokonalé spálení výše citovaných látek naprosto nedostatečné. Bohužel, běžné byly a dodnes ještě jsou doporučovány a prodávány i malé kotle pro vytápění rodinných domků, dokonce s atestem pro spalování odpadních olejů. Podle toho pak vypadalo okolní ovzduší, zvláště byla-li lokalita rodinných domků umístěna např. v inverzním údolí bez dostatečného proudění vzduchu. Proto se v současné době projevují snahy o regeneraci odpadních olejů. Na první pohled tato ušlechtilá myšlenka nám vrací do spotřeby již jednou použité oleje a šetří neobnovitelné zdroje. Na druhý detailní pohled a zejména s ohledem na zahraniční zkušenosti zjistíme, že: • uvažovaná regenerace odpadních olejů ve světě probíhá pouze v objemu asi 1 % existujícího množství výskytu těchto olejů; • v současné době jsou v provozu v USA pouze tři regenerační linky a v Evropě jen jediná. • uvažovaná regenerace nemůže probíhat bez rozlišení minerálních, hydraulických či
12
syntetických odpadních olejů, tedy bez primárního selektivního sběru olejů; • kromě toho odpadní oleje obsahují zbytky různých aditiv a produktů, vzniklých během používání; • tato regenerace přináší vznik dalších (cca 30 %) odpadů ve formě řídkých vodních emulzí se zbytky olejů a tuhých částic, které je třeba opět likvidovat; • vzniklý sortiment produktů výsledné regenerace je z kvalitativních důvodů výrazně omezen; • regenerační jednotka je obvykle výrazně ekonomicky náročná, a to jak na (obvykle) státní rozpočtové investiční prostředky, tak i na prostředky provozní. Souhrnem, postavíme-li vysoce investičně náročnou regenerační jednotku a dodáme-li jí s výraznou finanční náročností primárně roztříděné sebrané odpadní oleje, získáme méně kvalitní regenerovaný olej nevhodný pro vysoce kvalitní použití a další nebezpečné odpady pro něž opět hledáme likvidaci. [5]
8. Způsoby odstraňování a využití odpadních olejů v ČR V České republice, ale i ve světě se využívá pouze několik způsobů odstraňování a využití odpadních olejů. U nás se ročně vyprodukuje asi 150 000 tun těchto olejů a na jejich zneškodnění či uplatnění se podílí nejvíce: - uplatňuje se jako mazivo v hutním průmyslu: takto se spotřebuje 20 000 – 30 000 tun ročně - zneškodnění v malých a středních spalovacích zařízeních na odpadní oleje: takto se spotřebuje asi 40 000 tun ročně - kontrolované využití energetického potenciálu olejů v cementářském průmyslu: asi 10 000 – 15 000 tun ročně - zneškodňování spalováním ve velkých provozech: takto využívané oleje nepodléhají daním a spálí se takto asi 25 000 – 30 000 tun ročně - mnoho odpadních olejů je vyvezeno na regeneraci do sousedního Německa Další způsoby zneškodnění odpadních olejů se na celkové likvidaci podílí jen sporadicky, ale tyto další možnosti mají velký význam pro budoucí období a určitě se vyplatí investovat do jejich rozvoje a zdokonalování. V následující kapitole se zabýváme podrobněji jednotlivými způsoby recyklace a využití odpadních olejů. 1. Odpadní olej - surovina pro doly Odstraňování odpadního oleje z důlního provozu bylo vždy obtížným a nákladným úkolem, který měl dopad na finanční zdroje a celkovou produktivitu dolu. Společnost Shell vyvinula pro doly společnosti Rio Tinto - Hamersley v západní Austrálii technologii pro odstraňování odpadního oleje, která je šetrnější k životnímu prostředí, ale také úspornější. Předpokládá se, že úspory dosáhnou v několika měsících 250 000 australských dolarů. Rozsáhlý výzkum realizovaný společností Shell Fuel and Lubricants Engineers ukázal, že odpadní olej je možno s úspěchem smísit se směsí palivového oleje obsahujícího dusičnan amonný (ANFO), který je používán při odstřelování v dolech. Prostřednictvím tohoto procesu mohou být potenciálně toxické částice uhlovodíku úspěšně degradovány ve vysokých teplotách. Podle údajů Shell směs odpadového oleje (ANFO) nejen eliminuje potřebu drahého odvozu odpadních olejů z dolů, ale snižuje rovněž náklady na motorovou naftu používanou pro odstřelování o 500 000 litrů ročně. [1] Zkoušky nové směsi ANFO, provedené v dole na železnou rudu Marandoo v Hamersley, ukázaly, že poměr odpadního oleje ke směsi ANFO může být až 50/50, aniž by to škodlivě
13
ovlivňovalo konečné odstřelovací práce. 2. Kontrolované využití energetického potenciálu odpadních olejů v cementářském průmyslu – spalování v cementářských pecích: Pro využití energetického obsahu odpadních olejů a současně jejich ekologické odstraňování existuje poměrně jednoduché řešení. Opravdovým řešením problému je totiž spalování ve velkých zařízeních – pecích, kde jsou zaručeny správné podmínky spalovacího procesu a kontrola základního složení spalin. Mezi tato zařízení patří především cementářské rotační pece a některé velké spalovny. Zde je však velký rozdíl v povaze spalovacího procesu. Hlavním úkolem spaloven je zneškodnění odpadu a uvolňované teplo je jakoby vedlejším produktem společně s popílkem a oxidem uhličitým. V cementářské rotační peci je při využití odpadu hlavním produktem výrobek, cementářský slínek a posléze cement. Získané teplo, sloužící k výpalu slínku, uspoří klasické palivo, přičemž veškeré tuhé produkty spalování se stávají bezpečnou součástí výrobku. Důležitá je zde ale i ta skutečnost, že pokud je v cementárně část klasického paliva nahrazena alternativním, např. odpadním olejem, znamená to nejen úsporu tohoto klasického, neobnovitelného paliva, ale i snížení produkce skleníkového plynu, oxidu uhličitého. Do obecného povědomí se v poslední době i u nás dostává skutečnost, že cementářský pecní agregát na výpal slínku představuje ve své nejrozšířenější variantě, rotační pec s disperzním výměníkovým systémem, přímo ideální zařízení na zneškodňování odpadů, případně využívání celé řady různorodých druhotných paliv rozdílným obsahem příměsí. Ze studia problematiky nebezpečných odpadů ve vztahu k životnímu prostředí k jejich zneškodňování vyplývá, že vlastními škodlivinami je třeba rozumět především toxické organické látky a toxické kovy v rozpustné formě. Všechna ekologická emisní a palivářská kritéria cementářská rotační pec velmi dobře splňuje. Žádná z ostatních technologií není schopna současně využívat a zneškodňovat odpad, získávat z něj energii k výrobě, produkty zneškodnění odpadu zabudovat bezpečně do výrobku a neprodukovat žádné další odpady. K zajištění využívání odpadů formou spoluspalování v cementárnách není třeba, na rozdíl od budování spaloven či v případě olejů recyklačních jednotek, dodatečných investičních ani provozních nákladů. Ekologická bezproblémovost procesu spalování v cementářské rotační peci bez vzniku odpadů i v případě tuhých alternativních paliv a jednoznačná emisní nezávadnost jsou hlavními znaky materiálového a energetického využívání odpadů jako alternativních paliv v cementářské rotační peci. Spalování kapalných alternativních paliv na bázi ostatních a nebezpečných odpadů, zejména odpadních olejů, v cementárnách probíhá vždy v ucelených atestovaných dodávkách, podle schválených provozních předpisů a pod kontinuálním emisním dohledem. Tento proces probíhá v cementárnách jednoznačně bez nároku na státní investice. Výhodnost energetického využití odpadních olejů a odpadů vůbec v cementárnách lze shrnout následovně: • vysoká teplota plamene (2100 °C) a dlouhá doba zdržení v zóně nejvyšších teplot (více než 2 s), • čistění plynů přítomností více než 60 hm. % vápence , • využiti organických i anorganických složek - organické součásti jsou 100% rozloženy a energeticky využity, popelovina je zabudována do slínku, • snížení celkových emisí - žádné zvýšení emisí při použití alternativních paliv a snížení celkového CO2 v důsledku úspory klasického paliva, • využití stávajících cementáren - tradiční průmysl na vápencové bázi, odpadá nutnost 14
dalších spaloven a regeneračních jednotek. Pod vlivem těchto argumentů nelze regenerační postup považovat za efektivní řešení. Rovněž současné spalování odpadních olejů v tzv. malých zdrojích lze považovat za problematické, neboť tento spalovací proces není pod důkladnou kontrolou. Chybějící vstupní kontrola spalovaného odpadu, nízké rozkladné teploty, problematické emisní stavy a technický stav kotlů nezabezpečuje dostatečnou ochranu obyvatelstva před škodlivinami. [1]
3. Spalování v kotlích Využívá se spalování odpadních motorových olejů na místě jejich výměny z motoru pro účely vytápění budov. Podle platné legislativy je lze provádět ve schválených agregátech. V ČR je v současnosti státními orgány používáno několik klasických typů kotlů na tekutá paliva. Drtivá většina schválených agregátů je určena ke spalovaní topného oleje »extra lehkého«. Ke spalování použitých olejů je schváleno jen několik typů kotlů. Spalování zde probíhá buď způsobem odpařovacím s výkony do 0,029 MW nebo v rozprašovacím hořáku s výkonem do 0,195 MW. Z hlediska zákona o ovzduší je agregát jakéhokoliv výkonu, který spaluje odpadní oleje, spalovnou nebezpečného odpadu. Při výkonu menším než 0,2 MW je ve smyslu zákona malým zdrojem znečistění ovzduší. Pro kategorii malých zdrojů v souladu s vyhláškou č. 117/97 Sb. limity znečišťujících látek stanoveny. Příslušná směrnice ES předpokládá předpis limitů jen pro spalovny nebezpečného odpadu s výkonem větším než 1 t/hod spalovaného odpadu. Obsah znečišťujících látek Stanovení obsahu persistentních organických znečišťujících látek (POP) a kovů v emisích ze spalovaní použitých olejů v malých komerčně dostupných agregátech výkonů od 20 do 100 kW se zabývalo několik skupin autorů. Zjištěná data o analýzách emisí polychlorovaných dibenzo-p-dioxinů a dibenzofuranů (PCDD/F), polychlorovaných bifenylů (PCB). a karcinogenních polyaromatických uhlovodíků (PAU) ze spalování použitých olejů jsou velmi různorodá v závislosti na použitém palivu i typu zařízení. Obsah těžkých kovů a halogenů v emisích ze spalování použitých olejů literárních pramenů je uveden v tab. 2. [3]
Tab. 2 Emise kovů a halogenů při spalování použitých olejů [3]
Směs, použitých olejů rafinovaných odstředěním Použitý olej Směs použitých olejů z Dieselových motorů
Topenišť. exp. 240kW hořák Lamborghini
<0.04 0.370,62
1,7-1,9 81-103 64
Hořákový kotel
3,0
0,4-0,51
Confoma AT 307, č. 1, odpařovací
0.15
15
15,5
Použitý olej
Confoma AT 307. č. 2, odpařovací
0.008
11.2
Kotel VSB/IV Clean Burn
1,59 0.05
15,1 0,6-0,9
0,64
Nutno konstatovat, že údajů o toxických látkách v emisích ze spalování použitých olejů bylo v odborné literatuře nalezeno jen velmi málo a údaje se kvantitativně značně liší. V literatuře nebyl nalezen souhrnný údaj o všech limitovaných toxických složkách emisí změřených u jediného paliva. To byly důvody, pro které jsme přistoupili k vlastnímu měření všech předpisů limitovaných a některých dalších složek emisí ze spalování dostatečně definovaného paliva.
4. Experimenty V oblasti spalování se samozřejmě pokouší vědci na celém světě vymýšlet stále dokonalejší kotle a Česká republika sleduje tento vývoj a zapojuje se do něj i tím, že některé prototypy se zkouší u nás. Např. testovací zařízení topných agregátů ke spalování upotřebených minerálních olejů schválené k provozu v ČR pochází mj. od firmy Kroll v NSR. Jedná se o kotle jak odpařovací, výkonů do 29 kW, tak hořákové výkonů do l02kW. Dále jsou schváleny v ČR k provozu holandské odpařovací kotle Confoma Thermobile Industries výkonové řady do 44 kW. Spalované odpadní motorové oleje k experimentálnímu spalování byla zvolena dvě paliva: Palivo 1 je směs použitých motorových olejů a převodových olejů převážně z Dieselových motorů, která pochází z velké opravny. Palivo 2 je směs použitých olejů viskosní kvality 15W40 firmy AMV 7. [2]
5. Opětovná hydrogenační rafinace Není to tak dávno, kdy v první polovině devadesátých let firma Prokop Engineering Brno v rámci péče a ochrany životního prostředí a nových požadavků legislativy České republiky v této oblasti projektovala a stavěla pro rafinérii Paramo Pardubice celý komplex umožňující výrobu motorové nafty s nízkým obsahem síry. Nyní se Prokop Engineering může pochlubit dalším úspěchem a to na světové úrovni. V těchto měsících dokončuje jednotku na zpracování použitých olejů u egyptského hlavního města Káhiry a další jednotka je ve fázi projektování pro Německo. Příspěvkem Prokop Engineering k ochraně životního prostředí a k využití opotřebovaných mazacích olejů je realizování moderního procesu firmy UOP „HyLube". Jde o opětovnou hydrogenační rafinaci použitých olejů, jejich přepracování na základové oleje a jejich mísení na konečné produkty. Typická surovina pro proces HyLube se skládá ze směsi využitých mazacích olejů shromážděných při organizovaném sběru. Tyto sbírané oleje obsahují různě vysokou koncentraci částic jako železa a zbytků příměsí z aditivů např. zinku, fosforu a vápníku. Tato druhotná surovina se nejprve filtrací zbavuje pevných částic a pak se spojí a smíchá s horkým vodíkem ve specielně navrženém tlakovém mísiči. Zahřátá směs se jednorázově odpaří v separátoru. Zahuštěný odpařený kapalný zbytek se vede do zbytkového striperu. Odpařená parní fáze ze separátoru a páry ze striperu se spojí a vedou do reakční sekce skládající se z katalytického ochranného reaktoru zachycujícího rozpustné soli kovů a 16
následné z hydrogenačně rafinačního reaktoru, kde probíhá odsíření, dechlorace, rozklad kyslíkatých látek, denitrifikace, saturace aromátů a mírný hydrokraking. Vliv katalytického hydrogenačního procesu se projevuje ve zlepšených chemických vlastnostech, v barvě a zápachu. Zpracovaný nastřikovaný olej se převádí na širokovroucí produkt uhlovodíku, který se následně frakcionuje na neutrální oleje různých viskozit. Ty se dále používají na mísení hotových mazacích olejů. HyLube proces dosahuje více než 85% zpětného získávání olejů vroucích v destilačních rozmezích nastřikovaných uhlovodíku. Při procesu odpadají tyto vedlejší produkty: Topný plyn - nekondenzovatelné uhlovodíky, buď rozpuštěné ve zpracovávaném oleji, nebo vzniklé konverzí a dále rozpuštěný vodíkový plyn v kapalných produktech. Topný olej - látky vroucí mimo rozsah bodů varu kapalných uhlovodíku, hydrogenačně rafinované a stabilizované. Těžký olej - těžký olej neutral, který představuje zbytek zpětně získaných mazacích olejů a který je možné přidat do těžkých paliv. Stabilizované těžké zbytky - netěkavé látky přítomné ve zpracovávaném oleji nebo v produktech vystupujících z procesu a vhodné pro přimíchání do asfaltu. Zředěné vodné roztoky obsahující zpracovanou síru, dusík nebo chloridy přecházející do formy anorganických solí, které se odstraňují v jednotce zpracování odpadních vod. Investiční a provozní náklady procesu HyLube jsou vysoce konkurenčně schopné a jsou minimalizovány vyloučením přebytečného zařízení, jako jsou mezinádrže na skladování znečištěného oleje, rafinační provoz s použitím hlinky a chemikálií. [10]
6. Proces Blowdec pro úplnou recyklaci olejů Jedná se o složitý proces, na který má patent Slovenská republika. Základním cílem je zneškodnění aditiv a jejich zbytků mechanicko-termickým rozkladem, při současném zamezení tvorby koksu.Tento proces je velmi složitý a jeho zjednodušené schéma je na obr. 1. Základním principem procesu zhodnocení je zpracování odpadních olejů (organických látek) v teplém lůžku vytvořeném z tuhých částic, např.v teplém písku, vy speciálním zařízení – v reaktoru BLOWDEC. Při zpracování odpadních olejů dochází současně k zneškodnění aditiv a se separací kapalných podílů i ke krakování uhlovodíků na ekonomicky výhodné produkt. Proces je také vhodný na zpracování jiných odpadů s obsahem organických látek – ropných kalů, zaolejované zeminy a podobných materiálů kontaminovaných uhlovodíky. Při procesu dochází k fyzikálním a chemickým dějům, jejichž důsledkem je mimo 100% výtěžku uhlovodíků také zlepšení kvality získaného oleje v porovnání s původními organickými látkami vstupujícími do procesu. Zároveň dochází k účinnému rozdělení látek tvořících původní odpadový materiál při čemž se získává čistý hodnotný olej bez znečišťujících látek, odpadová voda a tuhá fáze, ve které jsou pevně zafiksované části anorganických polutantů. Plynné složky (lehké uhlovodíky) jsou produkované v minimálním množství. Oxidy dusíku, síry a uhlíku nejsou produkované.
Obr. 1: Proces BLOWDEC s úplnou recyklací olejů [4]
17
9. Závěr Na závěr bychom chtěli v podstatě navázat na úvodní kapitolku naší práce a na cíle, které jsme si dali. Jednotlivé kapitoly přehledně vystihují dané problémy, některé otázky jsou pojaté více obecněji z pohledu recyklace nebezpečných odpadů jako celku. Zařadili jsme i nějaké zajímavosti a především fakta. Ta bohužel vykazují vcelku negativní závěry. Především nedokonalý systém sběru odpadních olejů a také nedostatečná technologická základna činí problematiku recyklace velmi závažnou, ale zase ne tragickou. Důležitý je fakt, že se do nových technologií investuje a je snad otázkou blízké budoucnosti, kdy recyklace těchto přírodě nebezpečných látek bude samozřejmostí. Dalším problémem je nedostatečná informovanost veřejnosti o možnostech jak nakládat s odpadními oleji, kde by svou roli měla hrát média různého druhu. Kdyby se o tomto tématu více hovořilo a upozorňovalo se na jeho závažnost, určitě by přibylo zájemců o tuto oblast a lidé by se více aktivně zapojovali do různých programů. Důležitou roli má i legislativa, neboť není jednoduché v takovéto choulostivé problematice najít ta správná řešení a právní postupy. Z toho všeho závěrem vyplývá, že problém zneškodňování odpadů všech druhů je velmi komplexní a složitá záležitost a musí v sobě vhodně zkombinovat mnoho faktorů. V této otázce je Česká republika vlastně teprve na začátku, když po úpadku v 90.letech znovu hledá jakýsi správný směr, kterým se vydat. Doufejme, že ten směr bude co nejlepší a přinese brzy své ovoce.
Použité informační zdroje 18
1. Vrabec, J. Odpadní olej – surovina pro doly. Odpady, 2002, roč. 12, č.5, s.28. 2. Podrazil, M. Nakládání s odpadními oleji. Odpady, 2002, roč. 12, č.1, s.11 – 14. 3. Pekárek, VL., Janota, J. Emise toxických složek při spalování motorových olejů. Odpady, 2002, roč. 12, č.1, s.16. 4. Maďar, I. Proces Blowdec s úplnou recykláciou olejov. Odpady, 2002, roč. 12, č.1, s.15. 5. Špička, Vl. Aktuální situace zpětného odběru olejů. Odpady, 2002, roč. 12, č.9, s.23 – 24. 6. Mikoláš, J. Recyklace průmyslových odpadů. Praha: Nakladatelství technické literatury, 1988.168 s. 7. Petrů, A. Odpady v přírodním prostředí a ve vodním hospodářství. Praha: Nakladatelství technické literatury, 1979.136 s. 8. Štalmachová, B. Základy ekologické obnovy průmyslové krajiny. Ostrava: VŠ Báňská Ostrava, 1996. 120 s. 9. Denison, R., Ruston, J. Recycling and Incineration. Defence Fund Washington, 1990. 150. 10. Němec, Jiří. Recyklace použitých olejů [online]. CHEMagazín, 2002, roč.12, č. 4. [cit. 2002-25-11]. Dostupný z WWW: < http://www.chemagazin.cz/cislo4_XII.html> .
19