SZIE Konzorcium. Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában. Zárójelentés

TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0015 Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológia Kutatóközpontjában

SZIE Konzorcium

Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0015

Zárójelentés 3. altéma Kísérleti üzemi vizsgálatok, technológiafejlesztés

2014. október Szent István Egyetem Gazdasági, Agrár- és Egészségtudományi Kar Cím: 5540 Szarvas, Szabadság út 1-3. www.szie.hu


TARTALOM 1. A Mezőberény-i termolízis technológia bemutatása ................................. 5 1.1. Általános technológiai leírás ................................................................... 5 1.2. A kísérleti termolízis üzem bemutatása ................................................... 7 2. A kísérleti terv ....................................................................................... 19 3. A kísérletek eredményei ........................................................................ 22 3.1. A kísérleti beállítások eredményei ......................................................... 26 3.1.1. Gumi alapanyag kezelése ...................................................................27 3.1.2. Fanyaesedék alapanyag kezelése ........................................................30 3.1.3. PET alapanyag kezelése .....................................................................33 3.1.4. Gumi granulátum alapanyag kezelése ..................................................36 3.1.5. Ipari műanyag alapanyag kezelése ......................................................39 3.1.6. Vegyes műanyag alapanyag kezelése ...................................................42 3.1.7. Biostabil települési szilárd hulladék alapanyag kezelése ..........................45 3.1.8. Szénpor alapanyag kezelése ...............................................................48

4. Technológia optimalizálás elméleti lehetőségei ..................................... 51 5. A mezőberényi technológia feljesztési lehetőségei ................................ 52 5.1. Általános fejlesztési javaslatok ............................................................. 52 5.2. Technológiai fejlesztési javaslatok ........................................................ 54 6. Következtetések .................................................................................... 55

1


Táblázatjegyzék 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6.

táblázat Mérési pontok főbb kialakítása táblázat A technológia mért paraméterek azonosítása táblázat A termolítis technológiában alkalmazott hőmérők főbb adatai táblázat A termolítis technológiában alkalmazott nyomásmérők főbb adatai táblázat A termolítis technológiában alkalmazott szintmérők főbb adatai táblázat A termolítis technológiában alkalmazott gázkoncentráció mérő főbb adatai 2.1. táblázat Kísérleti terv 3.1. táblázat Kísérletek ütemezése 3.2. táblázat A mérőhelyek azonosítása 3.3. táblázat 01_Gumi alapanyag kezelés (1. kísérleti beállítás) 3.4. táblázat 01_Gumi alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) 3.5. táblázat 02_Fanyesedék alapanyag kezelés 3.6. táblázat 02_Fanyasedék alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) 3.7. táblázat 03_PET alapanyag kezelés 3.8. táblázat 03_PET alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) 3.9. táblázat 04_Gumi granulátum alapanyag kezelés 3.10. táblázat 04_Gumi granulátum alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) 3.11. táblázat 05_Ipari műanyag bálázva alapanyag kezelés 3.12. táblázat 05_Ipari műanyag bálázva alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) 3.13. táblázat 06_Vegyes műanyag alapanyag kezelés 3.14. táblázat 06_Vegyes műanyag alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) 3.15. táblázat 07_Biostabil TSZH alapanyag kezelés 3.16. táblázat 07_Biostabil TSZH alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) 3.17. táblázat 08_Szénpor alapanyag kezelés 3.18. táblázat 08_Szénpor alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás)

2


Ábrajegyzék 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5.

ábra Pirolízis folyamatának vázlatos áttekintése ábra A Mezőberény-i termolízis technológia 3D-s bemutatása ábra A kísérleti termolízis berendezés technológiai mért paraméterei ábra Termolízis technológai folyamatábra a mérési helyek feltüntetésével ábra A termolízis kísérleti üzemben mért hőmérséklet értékek megjelenítése a monitoron 1.6. ábra A termolízis kísérleti üzemben mért nyomás értékek megjelenítése a monitoron 3.1. ábra A technológiai mintavételi helyek azonosítása 3.2. ábra Az 500kg gumi alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek az idő függvényében 3.3. ábra Az 500kg gumi alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek az idő függvényében 3.4. ábra Az 500kg gumi alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek az idő függvényében (2. kísérleti beállítás) 3.5. ábra Az 500kg gumi alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek az idő függvényében (2. kísérleti beállítás) 3.6. ábra Fanyesedék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása 3.7. ábra Fanyesedék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása 3.8. ábraFanyesedék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása (2. kísérleti beállítás) 3.9. ábraFanyesedék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása (2. kísérleti beállítás) 3.10. ábraPET alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása 3.11. ábraPET alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása 3.12. ábraA 3.12. ábra PET alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása 3.13. ábraPET alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása 3.14. ábraGumi granulátum alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása 3.15. ábraGumi granulátum alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása 3.16. ábraGumi granulátum alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása 3.17. ábraGumi granulátum alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása 3.18. ábraIpari műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása 3


3.19. ábraIpari műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása 3.20. ábraIpari műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása 3.21. ábraIpari műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása 3.22. ábra Vegyes műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása 3.23. ábraVegyes műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása 3.24. ábraVegyes műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása 3.25. ábraVegyes műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása 3.26. ábraBiostabil települési szilárd hulladék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása 3.27. ábraBiostabil települési szilárd hulladék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása 3.28. ábraBiostabil települési szilárd hulladék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása 3.29. ábraBiostabil települési szilárd hulladék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása 3.30. ábraSzénpor alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása 3.31. ábraSzénpor alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása 3.32. ábraSzénpor hulladék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása 3.33. ábraSzénpor alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása 5.1. ábra Kompakt PLC 5.2. ábra Fiókrendszerű PLC

4


1. A MEZŐBERÉNY-I TERMOLÍZIS TECHNOLÓGIA BEMUTATÁSA A technológia telepítésének első lépése, az elkészült tervek dokumentációk alapján az üzem méretek pontosítása, meghatározása. A technológia ismeretében az új technológia létesítés feltételeinek megvizsgálását követően a lehetséges helyszínek kiválasztása. A megrendelt és beszerzésre kerülő eszközök, gépek berendezések leszállításának megszervezését követően a helyszíni átvétel lebonyolítása. A helyszínrajz és a technológia ismeretében a helyi sajátosságoknak megfelelően ki kell építeni a megfelelő infrastruktúrát (világítás, víz, áram, informatika). A technológiai terv alapján a gépek, berendezések helyének kialakítása és véglegesítését követően a rendszer összeszerelése következik.

1.1. Általános technológiai leírás A hőbontásos eljárás lényege, hogy egy kettős falú reaktorban 400-600 C° hőmérséklettartományban, keverés segítségével atmoszferikus nyomáson, oxigénmentes körülmények között, abeadagolt hulladékból hasznosítható folyékony, gáznemű és szilárd halmazállapotú végtermékkeletkezik. A technológia első lépése általánosságban arra szolgál, hogy a különféle hulladékokattermikusan kezeljék annak érdekében, hogy a különféle vegyületek megfelelően felbomoljanak, azinert anyagok eltávozzanak és a hasznosítható anyagokat vissza lehessen nyerni. A technológiában a reaktorban végbemenő hőbontás során a feldolgozandó hulladékelgázosításra kerül, ennek a bontási technológiai fázisnak eredményeképpen létrejövőgázhalmazállapotú anyag részben olajgőzökből, részben éghető gázokból áll. A gőz-gáz keverékbőlvizes szeparátorban kerül leválasztásra a nehézolaj, mely több ezt követő technológiai fázisonkeresztül (pl. tisztítás) nyeri el végleges végtermék fázisát. A zárt ciklusú technológiában a hőbontás során elgázosodó hulladék alkotórészeire bontása soránkeletkező gázok éghető része különféle elválasztó és tisztító eljárásokat követően visszavezetésrekerülnek a reaktor kazánjába. Így a kazán működtetéséhez szükséges gáz saját forrásbólbiztosítható. A gáz kénmentesítés szükséges, a technológiához technológiai víz biztosítása nemszükséges. A második technológiai lépés a gőztermeléssel vagy egyéb energetikai hasznosítással vanösszekapcsolva. A technológiához elő- és utókezelések is tartoznak, amely alatt pl. a hulladékelőkészítését, a maradvány kezelését, a víztisztítást vagy a füstgázkezelést értjük.

5


1.1. ábra Pirolízis folyamatának vázlatos áttekintése A technológia lépései: 1. a hulladékot felaprítják, 2. az apríték gázzal fűtött reaktortérbe kerül, ahol 3. alacsony hőmérsékletű pirolízis során gázra, finomkoromra és vashulladékra bomlik, a termolízisgáz kondenzációja révén olaj keletkezik, 4. a gáz éghető részét visszavezetik a reaktort fűtő kazánba, 5. a nem éghető maradék többlépcsős tisztítóberendezésen keresztül a szabadba kerül, 6. a finomkorom ipari nyersanyag, nehézolaj kereskedelmi termék tárolása.

6


1.2. A kísérleti termolízis üzem bemutatása A következő térbeli 3D-s ábrán a termolízis üzembe beépítésre kerülő, szorosan a technológiához tartozó egységek láthatók.

1.

12. 11. 4.

3.

6.

2.

7.

5. 8. 9.

1 2 3 4 5 6

– – – – – –

10.

1.2. ábra A Mezőberény-i termolízis technológia 3D-s bemutatása Reaktor 7 – Kondenzátor II. Gázgyűjtő 8 – Könnyűolaj tartály Gázhűtő 9 – Kondenzátor III. Olaj-víz leválasztó 10 – Vákuumszivattyú Nehézolaj tartály 11 – Gázégő Kondenzátor I. 12 –Füstgáz elvezetés

A Mezőberény-i termolízis technológia monitorozására és a kísérletek reprodukálhatósága érdekében számos helyre mérőműszerek kerültek beépítésre. A következő ábra az üzem 3D-s rajzára vetítve szemlélteti a különféle mért paraméterek betűjelét és mértékegységét.

7


Tkigáz[oC]; Pkigáz[mbar]; Pbegáz[mbar]; Füstgáz összetétel

CHx-elemző Tgáz[oC]; Pgáz[mbar]

Tbegáz[oC]; Tkigáz[oC]; Tkivíz[oC];

Tvíz[oC]; hvíz[mm]

Tolaj[oC] Tbe[oC]; Tki[oC]; Pki[mbar] Tvízbe[oC]; Tvízki[oC] Tbe[oC]; Tki[oC]; Pki[mbar] Tvízbe[oC]; Tvízki[oC] Tolaj[oC]; holaj[mm]; Pgáz[mbar]

Tki[oC]; CHxPki[mbar]; Gázösszetétel elemző

1.3. ábra A kísérleti termolízis berendezés technológiai mért paramétere i

T – hőmérséklet mérési pontok helye a rendszerben [oC] P – nyomás mérő pontok helye a rendszerben [mbar] CHx – Gázösszetétel elemző helye a rendszerben A technológiában fontos paraméterek és mérési helyek kialakítása komoly gépészeti előkészítést és tervezést igényelt. A kialakítás során minden egységet, berendezést el kellett nevezni, azonosítani kellett a mért paramétert és meg kellett előre határozni a várható mérési tartományt is. A következő táblázat a mérési pontok elnevezéseit, a mérendő paramétereket, azok méréshatárát és néhány a technológia szempontjából fontos adatot sorol fel.

8


1.1. táblázat Mérési pontok főbb kialakítása Berendezés/ egység Forgókemence

Mérendő paraméter Kilépő gáz hőmérséklet Kilépő gáz nyomás

Olaj/gáz szeparátor Kondenzátor első fokozat

Kondenzátor második fokozat

Füstgáz hűtő

Deduster

Hűtőtorony Hűtővíz tartály Hűtővíz tartály Reaktor környéke Vízzár-olajtartály környéke

-600 C°

450 C° - jelez, 500 C° – jelez, reteszel (fűtés) 20 mbarjelez, 50 mbarjelez, reteszel (fűtés) 400 C° - jelez, 450 C°– jelez, reteszel (fűtés) 400 C° – jelez, 450 C° – jelez, reteszel (fűtés) 50 C°- jelez 20 mbar - jelez, 50 mbar jelez, reteszel (fűtés)

Olajhőmérséklet

50 C° - 500 C°

Belépő gáz hőmérséklet

0 C° – 500 C°

Kilépő gáz hőmérséklet Kilépő gáz nyomás

0 C° – 100 C° 0 mbar - 100 mbar

Belépő hűtővíz hőmérséklet Kilépő hűtővíz hőmérséklet Belépő gáz hőmérséklet

0 C° - 40 C° 0 C° - 60 C° 0 C°- 100 C° 0 C° - 100 C° 0 mbar - 100 mbar

Belépő hűtővíz hőmérséklet Kilépő hűtővíz hőmérséklet Olajhőmérséklet Olajszint maximum minimum Gáztér nyomása

Vízzár

Megjegyzés

0 mbar - 100 mbar

Kilépő gáz hőmérséklet Kilépő gáz nyomás

Olajgyűjtőszeparátortartály

Méréshatár

0 C° - 40 C° 0 C° -60 C° 0 C° - 100 C°

–

Gázkilépő hőmérséklet Gázkilépő nyomás

0 mbar - 100 mbar 0 C° - 100 C° 0 mbar - 100 mbar

Gázösszetétel Füstgáz belépő hőmérséklet

100 C° - 800 C°

Füstgáz kilépő hőmérséklet

100 C° - 800 C°

Kilépő hűtővíz hőmérséklet Füstgázkilépő hőmérséklet

0 C° - 60 C° 0 C° – 200 C°

Füstgáz belépőnyomás

0 mbar - 100 mbar

Füstgáz kilépő nyomás

0 mbar - 100 mbar

Füstgáz összetétel Hűtővíz belépő hőmérséklet Hűtővíz hőmérséklet Hűtővízszint

0 C° - 100 C° 0 C° – 100 C°

Szénhidrogén elemző Szénhidrogén elemző

9

100 C° – 150 C° – jelez, reteszel (fűtés) 50 C° - jelez 20 mbar - jelez, 50mbar jelez, reteszel (fűtés)

60 C° - jelez Előjelzés, jelzés és reteszelés 20 mbar - jelez, 50 mbar jelez, reteszel (fűtés) 60 C° - jelez 20 mbar - jelez, 50 mbar jelez, reteszel (fűtés) CH4 700 C° előjelzés, 800 C° jelzés és reteszelés 700 C° előjelzés, 800 C° jelzés és reteszelés Maximumnál előjelzés, jelzés és reteszelés 20 mbar - jelez, 50 mbarjelez, reteszel (fűtés) 20 mbar - jelez, 50mbarjelez, reteszel (fűtés) (CO2, CO, N2, NOx, O2) 60 C° - jelez 60 C° - jelez Maximumnál - minimumnál jelez ARH 20%-jelez, ARH 40%jelez, reteszel ARH 20% - jelez, ARH 40% - jelez, reteszel


Az egyértelmű azonosítás érdekében ténylegesen mért paramétereket kódszámmal kell ellátni, melyhez hozzá kellett rendelni a mérési helyet és a mért paramétert is. A következő táblázat a technológia mért paramétereit azonosítja.

1.2. táblázat A technológia mért paraméterek azonosítása Kód Hol? Mit mérünk? TT001 TT002 TT011 TT012 TT013 TT014 TT031 TT042 TT051 TT052 TT053 TT071 TT072 PT001 PT012 PT031 PT041 PT042

Forgókemence (Reaktor) Olaj/Gáz szeparátor Kondenzátor 1. Kondenzátor 1. Kondenzátor 1. Kondenzátor 1. Olajgyűjtő szeparátor tartály Vízzár Füstgáz hűtő Füstgáz hűtő Füstgáz hűtő Hűtőtorony Hűtővíz tartály Forgókemence (Reaktor) Kondenzátor 1. fokozat Olajgyűjtő szeparátor tartály Gázmosó tartály nyomása Vízzár

Kilépő gáz hőmérséklete Olaj hőmérséklet Belépő gáz hőmérséklet Kilépő gáz hőmérséklet Belépő hűtővíz hőmérséklet Kilépő hűtővíz hőmérséklet Olaj hőmérséklet Gáz Kilépő hőmérséklet Füstgáz Belépő Hőmérséklet Füstgáz Kilépő Hőmérséklet Kilépő Hűtővíz Hőmérséklet Hűtővíz Belépő hőmérséklet Hűtővíz hőmérséklet Kilépő Gáz nyomása Kilépő Gáz nyomása Olajgyűjtő gáztér nyomása (negatív) Gázmosó tartály nyomása (negatív) Gáz kilépő nyomása

Mértékegys ég [oC] [oC] [oC] [oC] [oC] [oC] [oC] [oC] [oC] [oC] [oC] [oC] [oC] [mbar] [mbar] [mbar] [mbar] [mbar]

A mérési helyek azonosítását követően a PLC-vezérlő egység könnyebb programozhatóságát is figyelembe véve egy technológiai folyamatábrán is el kellett helyezni a mérési pontokat. Az 1.4. ábra a technológiai folyamatábra segítségével mutatja be a mért paraméterek tényleges helyét.

10

1.4. ábra Termolízis technológai folyamatábra a mérési helyek feltüntetésével

11

A technológia könnyebb kézbentartása érdekében külön megjelenítésre kerültek a hőmérséklet értékek. Az 1.5. ábra a termolízis kísérleti üzemben mért hőmérséklet értékek megjelenítését mutatja a monitoron.

1.5. ábra A termolízis kísérleti üzemben mért hőmérséklet értékek megjelenítése a monitoron

12

A technológia könnyebb kézbentartása érdekében külön megjelenítésre kerültek a nyomás értékek is. Az 1.6. ábra a termolízis kísérleti üzemben mért nyomás értékek megjelenítését mutatja.

1.6. ábra A termolízis kísérleti üzemben mért nyomás értékek megjelenítése a monitoron

13

A következő táblázatok az egyes mérőeszközök főbb jellemzőit sorolják fel. Az Az Az Az

1.3. 1.4. 1.5. 1.6.

táblázat táblázat táblázat táblázat

a a a a

termolítis termolítis termolítis termolítis

technológiában technológiában technológiában technológiában

alkalmazott alkalmazott alkalmazott alkalmazott

hőmérők főbb adatai sorolja fel. nyomásmérők főbb adatait tartalmazza. szintmérők főbb tulajdonságairól és működési elvéről nyújt információt. gázkoncentráció mérő adatait mutatja.

1.3. táblázat A termolítis technológiában alkalmazott hőmérők főbb adatai Mérőeszköz azonosító (hőmérők)

7MC2021-2LC-Z A02 NiCr/Ni type K thermocouple 1-100oC; ø3mm, hossz: 1m 7MC1007-5DA16-Z T11 Pt-100-as, T=-50-600oC; hossz: 160mm hossz: 400mm

db

Mérőeszköz megnevezés (Siemens-gyártmány)

4

4+1

14

Megjegyzés

Mérőeszköz azonosító (hőmérők)

7NG3032-1JN00 hőmérséklet átalakító 4-20mA

db


4

SITRANS TR200 function diagram 7NG3211-0AN00 Pt-100-as hőmérő 4-20mA-es kimenettel SITRANS TR100

4

15

Megjegyzés

1.4. táblázatA termolítis technológiában alkalmazott nyomásmérők főbb adatai

Mérőeszköz azonosító (nyomásmérők) 7MF1564-3AA001-1AA1 Nyomástávadó SITRANS P SOROZAT Z, mérési tart.: 0 – 100mbar MAX. NYOMÁS 0,6 bar, Kimenő jel: 4-20 mA DC 10 és 36 V-os

db

Mérőeszköz megnevezés

4

16

Megjegyzés

1.5. táblázatA termolítis technológiában alkalmazott szintmérők főbb adatai

Mérőeszköz azonosító (szintmérők) NIVOPOINT MKA-210-7 Szint kapcsoló, fix Kapcsolási magasság: 118-286mm

NIVOPOINT MKA-220-7 állítható hiszterézisű szint kapcsoló Kapcsolási minimum: 30-72mm; differenciamagasság: 176-431mm

db


1

1

1.6. táblázatA termolítis technológiában alkalmazott gázkoncentráció mérő főbb adatai

17

Megjegyzés

Mérőeszköz azonosító (gázkoncentráció) EXTOX-UNI K2 gáz koncentráció mérő 1db kontaktus, riasztás esetén bont 1db kontaktus, előjelzés esetén zár 1db konfigurálható kontaktuskontaktusok terhelhetősége: max. 250VAC vagy 30VDC 2A E-TD-S1/M gázérzékelő távadó félvezetős távadó Anyag ; Érzékelő típusa hidrogén; TGS-813 metán; TGS-842 propán-bután; TGS-842

db

Mérőeszköz megnevezés

1

1

Kimenő villamos jel: koncentrációfüggő ellenállás

18

Megjegyzés


2. A KÍSÉRLETI TERV A termolízis kísérleti üzem kísérleti tervét a vizsgált alapanyagok feltüntetésével a következő táblázat tartalmazza. 2.1. táblázat Kísérleti terv S.Sz.

Alapanyag

1.

Gumi 01

2.

Fanyesedék

3.

Műanyag PET

4.

Gumi 02

5.

Műanyag ipari

6.

Műanyag vegyes

7.

Biostabil TSZH

8.

Szénpor

A termolízis alaptechnológiát a következő irányokba javasolt fejleszteni és vizsgálni: Reaktorral felfűtési folyamat ‒ Felfűtési ciklus, nyomás eloszlás és hőmérséklet eloszlás vizsgálata és méretezése. ‒ Diagramok készítése a felfűtési ciklus biztosítása különféle olaj- és gázminőséggel (mind kereskedelmi forgalomban kapható és mind a technológiából származó gáz és olaj fajtákra). ‒ Mennyi idő alatt fűthető fel a különböző alapanyagok alkalmazása esetén? ‒ Reaktor fűtésénél keletkező füstgáz összetétel elemzése, emisszió mérések, miden a fűtési ciklushoz használt olaj- és gáztermékre. ‒ Reaktortér oxigénmentesítés lehetőségeinek és megoldásának vizsgálata és tervezése, vákuumos elszívó eljárással, nitrogén gáz befúvatással vagy ezek kombinációjával. ‒ Biztonsági mérések, robbanási határértékek meghatározása, robbanást megelőzés. ‒ Robbanási fedelek méretezése és tervezése, ipari kiválasztása, szabványos vagy egyedi megoldás alkalmazása?

19


Reaktor lehűtési folyamat ‒ ‒ ‒ ‒ ‒

Lassú hűtési vagy gyors hűtési folyamat ventillációs elszívással? Mennyi idő alatt hűthető le a különböző alapanyagok alkalmazása esetén az eltérő reaktorban maradó salak és hamu termékek esetén. Elszívó ventilátor fordulatszám szabályozás és elszívó levegő mennyiség növelés vizsgálata. Milyen kapcsolatba lép a füstgáztisztításban Hűtővíz egyensúlya, keringető szivattyú analizálása, kell-e bővíteni, kell-e tartály?

Próbaüzem ‒ ‒ ‒ ‒ ‒

‒ ‒

‒

Alapanyag próbák 1 tonna mennyiséggel, külön-külön, keverve is és több adagban is. Különféle alapanyagok alkalmazása esetén a reaktor felfűtési és lehűtési vizsgálatok. Reaktorban keletkező mennyiségi és minőségi vizsgálatok, mi jön ki a különböző alapanyagok bevitele esetén, részletes analizálása és mérési dokumentációk. Főtermék (gáz, olaj, koksz) labor vizsgálatainál súly, vegyi összetétel, veszélyes anyag tartalom, illóanyag tartalom meghatározása minden alapanyag esetén. Maradék anyagok vizsgálata, marad-e valami a reaktorban a fűtési ciklus után (hamu, korom koksz), súly, vegyi összetétel, veszélyes anyag tartalom, illóanyag tartalom meghatározása minden alapanyag esetén. Nehéz- és könnyű olaj vizsgálatok, összetétel, dermedési pont, gyulladási pont, fajsúly, sűrűség meghatározása minden alapanyag esetén. Biztonsági kérdés a veszélyes anyagok, mérgező anyagok esetleges keletkezése és hogyan lehet ezeket leválasztani. Tárolási, szállítási, semlegesítési és desztillálási kérdések? Különféle katalizátorok használata a folyamatban (aktív szén, mésztej, zeolit, saját koksz).

Desztilláció ‒ ‒ ‒ ‒

Milyen folyamatok játszódnak le a két toronyban, a desztillációs folyamat vizsgálata. Az 1. és 2. toronyban a nyomásviszonyok alakulásának vizsgálata. Az 1. és 2. toronyban a korom és szennyeződés lerakódás vizsgálata függőleges irányban. Az 1. és 2. toronyban a tisztítási lehetőségei biztosítása, tervezése és méretezése.

Szűrés és tárolás ‒ ‒

Keletkező nehéz- és könnyű olajokat tisztítás, mechanikai szűrése a hőmérséklet függvényében. Általában az olaj tartalom, összetétel végleges megtervezése szabvány szerinti minőségre.

20


‒ ‒ ‒

Szükséges-e a keletkező nehéz- és könnyű olajokat előmelegíteni a mozgatáshoz a tárolást követően, szivattyúzhatósághoz? Milyen módon biztosítható gazdaságosan az előmelegítés, hőcserélő beépítése a reaktor lehűtési folyamatba, tervezése és méretezése. Szivattyúzási technológia meghatározás, milyen típus kell ezeket szállítani?

Vízzár ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒

Milyen folyamatok játszódnak le a toronyban, víz, a gáz és az olaj szétválasztása. Biztonsági kérdés, robbanási határértékek vizsgálatok, robbanást megelőzés. A szennyeződések és lerakódás vizsgálata függőleges a víz-gázzár toronyban. A tisztítási lehetőségei biztosítása, tervezése és méretezése a víz-gázzár toronyban. Pirolízis gáz minőség vizsgálat és elemzés. Pirolízis olaj minőség vizsgálat és elemzés. Olaj és víztartalom vizsgálat és elemzés. Hőmérséklet viszonyok vizsgálat és elemzés.

Gázfáklya ‒

Emissziós vizsgálatok miden a fűtési ciklushoz használt olaj- és gáztermékre és részletes mérési dokumentáció.

Vízhűtés ‒

Hűtőrendszer vízlágyítás?

próbái

és

vízmennyiség

igény

meghatározása

Végtermék, melléktermék ‒ ‒ ‒ ‒

Keletkező szennyező vizek közömbösítési és elhelyezési lehetőségei. Keletkező veszélyes hulladékok tárolása és elhelyezési lehetőségei. Keletkező aromás oldatok szagtalanítása és lehetőségei. Technológiai folyamat szagtalanítása és lehetőségei.

21

és

pótlása,


3. A KÍSÉRLETEK EREDMÉNYEI A kísérleti terv és a technológia előzetes felmérése alapján meghatározásra kerültek az alapanyag, végtermék és technológiai mosó víz mintavételi helyek. A mitavétel menetét és rendjét külön szabályoztuk. A mintavételi helyek azonosítása a következő ábra alapján könnyen áttekinthetők. G1

G2

Sz1 MV O1 O2

3.1. ábra A technológiai mintavételi helyek azonosítása G1 – kilépő füstgáz; G2 – szintézisgáz; O1 – nehézolaj; O2 – könnyűolaj; MV – gázmosó mosóvíz; Sz1 – visszamaradt pirolízis koksz

A kísérleti terv alapján az üzemi működés figyelembevételével a nyolc különböző alapanyag vizsgálatának adatait tartalmazza a következő 3.1. táblázat. A táblázat tartalmazza a technológia főbb paramétereit, a dátumot, az alapanyag megnevezését, alapanyag mintavételének idejét, a folyamat kezdetének és végének időpontját, a gáz- és olajképződés kezdetének és végének időpontját, a technológia maximális hőmérséklet értékét, a maximális nyomás értéket, a környezeti hőmérsékletet. A táblázatban feltüntetésre került a felhasznált energia jellegű mennyiségek összege, az alapanyag- és késztermék mintavételének időpontja, mintavétel helye, mintavételi hőmérséklet és egyéb jellemző értékei.

22


3.1. táblázat Kísérletek ütemezése S.Sz.

1.

Dátum

2014.06.02.

Gázolaj; Alapanyag Folyamat Gázképződés olajképződés TrektorKi Alapanyag Pmax Tkörny [oC] kezdete; kezdete; Vill. energia; behelyezés kezdete; o megnevezése [mbar] [ C] reaktor ideje, menny. vége vége vége Generátor Kilépő

Megj.

idő- halm.áll.

13:10 18:30

15:50 18:30

15:10 18:10

380

80

1820

270 liter; 7 kWh 34 liter

11:40

12:35 17:30

14:25 17:30

14:40 16:50

390

100

2426

240 liter; 7 kWh; 32 liter

gyorsabb felfűtés

11:25 400 kg

12:20 16:10

--

--

270

100

3032

90 liter 5 kWh 19 liter

gázfáklya nem gyulladt be

11:00

13:30 17:50

--

--

270

100

3032

140 liter 5 kWh 24

11:45 400 kg

12:30 17:00

14:20 16:10

---

350

100

2728


gázfáklya alig látható kékes színű lángal égett (LK)

11:30

12:55 22:25

18:15 22:10

---

370

100 (150)

2728


lassú felfűtés

2014.06.05

2.

2014.06.10.

Fanyesedék

2014.06.12

3.

2014.06.16.

2014.06.19.

Műanyag PET

23

halmazállapot

300 foknál a 10:00 15:10 – O1 – 325/22 oC – F; vezérlés abroncsból, 15:45 – O2 – 350/41 oC – F; lekapcsolta Szilárd 17:00 – O1 – 292/31 – F az olajégőt 17:00 – O2 – 292/31 – F 18:00 – O1 – 220/25 – F 18:00 – O2 – 220/25 – F 17:00 – G2 – 292/20 – G ………. – Sz1 – 22/22 – Sz ………. – Mv – 22/22 - F

12:10; 500 kg Gumi 01

Alapanyag Késztermék mintavétel; mintavétel idő – m.v.hely – T oC reaktor/minta -

9:00 14:35 – O1 – 370/38 oC – F; abroncsból, 15:00 – O2 – 308/51 oC – F; Szilárd 16:20 – O1 – 270/32 – F 16:20 - O2- nem keletk. term. 17:00 – O1 – 220/32 – F 17:00 – O2- nem keletk. term. 16:10 – G2 – 280/26 – G ………. – Sz1 – 26/26 – Sz ………. – Mv – 26/26 - F 11:00 zsákból Szilárd

13:30 – G2 – 210/27 – G …… - Sz1 – 27/28 – Sz …… - Mv – 27/28 - F

10:30 zsákból Fülledte

15:50 – G – 270/30 – G 15:55 – O2 – 270/60 – F 17:00 – O2 – 240/34 – F …… - Sz1 – 29/29 – Sz ….. – Mv – 29/29 – F olaj nem keletkezik csak víz

11:30 zsákból szilárd, préselt

15:20 – G2 – 345/37 – G 15:45 – O1 – 350/29 – F ……… - Sz1 – 24/24 – Sz ……… - Mv – 24/24 – F olaj nem keletkezik csak víz

11:00 17:10 – G2 – 180/27 – G zsákból 20:20 – O1 – 330/26 – F szil. préselt ……… - Sz1 – 23/23 – Sz ……… - Mv – 23/23 – Folaj nem keletk.


S.Sz.

4.

Dátum

2014.06.30.


2014.07.07.

2014.07.14.

idő- halm.áll.

15:10 19:15

15:25 18:55

380

100 (120)

2426


gyors nyomásnövekedés

10:30 zsákból szilárd

17:10 – G2 – 365/28 – G 16:00 – O1 – 355/50 – F 16:00 – O2 – 355/28 – F 17:30 – O1 – 355/42 – F 17:30 – O2 – 355/42 – F 18:30 – O1 – 345/35 – F 18:30 – O2 – 345/26 – F ………… – Sz1 – 22/22 – Sz ………… - Mv – 22/22 - F

11.30

13:05 19:30

14:50 19:15

15:05 18:10

375

100 (130)

2426


kevés üledék az olaj minták alján


17:20 – G2 – 372/27 – G 16:10 – O1 – 352/56 – F 16:10 – O2 – 352/31 – F 17:30 – O1 – 370/57 – F 17:30 – O2 – 370/33 – F ………… – Sz1 – 26/26 – Sz ………… - Mv – 26/26 - F

11:30 350 kg

12:30 nincs

---

14:10 15:10

220

100 (350)

2728


13:31-kor újraindítás áramszünet miatt

9:00 bálából préselt szilárd

14:20 – G2 – 165/30 – G 14:30 – O1 – 175/42 – F ……… - Mv – 30/30 – F korom nem keletkezett

9:30

11:05 17:00

---

12:45 13.45

210

78

3031


(KP)

9:00 bálából préselt szilárd

14:10 – G2 – 155/27 – G 13:10 – O1 – 142/34 – F 13:10 – O2 – 142/34 – F ……… - Mv – 27/26 – F korom nem keletkezett

11:00 500 kg

12:45 22:45

16:10 21:40

16:30 21:10

320

100 (140)

3031


432,9Ft/liter 44 Ft/kWh 432,9Ft/liter


16:25 – G2 – 260/28 – G 16:30 – O1 – 275/31 – F 16:40 – O2 – 285/32 – F 18:00 – O1 – 320/26 – F 18:10 – O2 – 324/25 – F ……… - Mv – 25/25 – Sz ……… - Sz1 – 25/25 – Sz

9:30

10:55 18:40

13:55 18:10

13:55 17:35

325

78

3132



16:15 – G2 – 325/32 – G 16:00 – O1 – 325/58 – F 16:30 – O2 – 325/32 – F 18:00 – O1 – 210/34 – F 18:00 – O2 – 210/31 – F ……… - Mv – 24/24 – Sz ……… - Sz1 – 24/24 – Sz

Gumi 02 (granulátum)

Műanyag ipari (bálázva)

halmazállapot

13:05 19:30

2014.07.10.

6.

Alapanyag Késztermék mintavétel; mintavétel idő – m.v.hely – T oC reaktor/minta -

10:05 600 kg

2014.07.02.

5.

Megj.

Műanyag vegyes

2014.07.17.

24


S.Sz.

7.

Dátum

2014.07.21.


Biostabil TSZH

2014.08.04.

2014.08.06.

Szénpor

Alapanyag Késztermék mintavétel; mintavétel idő – m.v.hely – T oC reaktor/minta idő- halm.áll.

halmazállapot

9:30 300 kg

11:10 17:30

14:20 15:20

14:25 15:15

245

74

3032


9:00 kukából vegyes szilárd

14:20 – G2 – 225/32 – G 14:30 – O1 – 215/39 – F ………… - Mv – 26/26 – F ………… - Sz1 – 26/26 – Sz könnyűolaj nem keletkezett

11:00

11.35 16.40

14:30 15:15

14:40 15:10

265

78

2728


9:00 kukából vegyes szilárd

14:30 – G2 – 260/28 – G 14:40 – O1 – 262/36 – F ………… - Mv – 24/24 – F ………… - Sz1 – 24/24 – Sz könnyűolaj nem keletkezett

11.00 300 kg

11:40 17:40

14:50 16:30

15:10 16:20

265

92

2830


10:00 zsákból szilárd törmelék

15:25 – G2 – 255/29 – G 15:30 – O1 – 260/40 – F 15:30 – O2 – 260/37 – F ………… - Mv – 27/27 – F ………… - Sz1 – 27/27 – Sz

9:00

9:45 15:50

12:45 14:35

13:15 14:20

265

105

2324


10:00 zsákból szilárd törmelék

13:15 – G2 – 238/30 – G 12:45 – O1 – 266/39 – F 13:15 – O2 – 238/31 – F ………… - Mv – 28/28 – F ………… - Sz1 – 28/28 – Sz

2014.07.24.

8.

Megj.

Mintavétel helye: G1 – kilépő füstgáz; G2 – szintézisgáz; O1 – nehézolaj; O2 – könnyűolaj; MV – gázmosó mosóvíz; Sz1 – visszamaradt pirolízis koksz

25


3.1. A kísérleti beállítások eredményei A technológiai folyamat nyomonkövetése és monitorozása OMRON gyártmányú PLC-vel történt. A mérési helyek azonosítása egy betű-szám kombinációt tartalmazó kóddal történt. (3.2. táblázat) Az első betű a mért mennyiségre utaló jel, a második betű a technológia azonosítására szolgál, a következő két számjegy a technológiai folyamat elemeinek a sorszáma, az utolsó számjegy a technológiai mérési pont helyének bemeneti (páratlan szám), kimeneti (páros szám), vagy a mérési ponton a bent tartózkodó (’0’) anyagra paraméterét méri. 3.2. táblázat A mérőhelyek azonosítása

P

T

01

P – nyomás T - hőmérséklet

T - technológia

Technológiai lépés sorszáma

2 0 – belső adat 1 – belépő adat 2 – kilépő adat

A nyomás mérési helyek azonosítását a következő felsorolás mutatja: PT012: Forgókemence (reaktor) kilépő gáz nyomás PT041: Olaj/gáz szeparátor belépő gáz nyomás PT050: Nehézolaj-tartály gáztér nyomása PT061: Kondenzátor első fokozat belépő gáz nyomás PT071: Kondenzátor 2. fokozat belépő gáz nyomás PT080: Könnyűolaj-tartály gáztér nyomása PT100: Vízzár gázmosó tartály nyomás A hőméréklet mérési helyek azonosítását a következő felsorolás mutatja: TT012: Forgókemence (reaktor) kilépő gáz hőmérséklet TT034: Csőkondenzátor hűtővíz kilépő hőmérséklet TT041: Olaj/gáz szeparátor belépő gáz hőmérséklet TT044: Olaj/gáz szeparátor hűtővíz kilépő hőmérséklet TT050: Nehézolaj-tartály olajhőmérséklet TT061: Kondenzátor első fokozat belépő gáz hőmérséklet TT064: Kondenzátor első fokozat kilépő hűtővíz hőmérséklet TT071: Kondenzátor második fokozat belépő gáz hőmérséklet TT074: Kondenzátor második fokozat kilépő hűtővíz hőmérséklet TT080: Könnyűolaj-tartály olajhőmérséklet TT094: Kondenzátor harmadik fokozat kilépő hűtővíz hőmérséklet TT102: Vízzár gázkilépő hőmérséklet TT131: Füstgáz porleválasztó füstgáz belépő hőmérséklet TT132: Füstgáz porleválasztó füstgáz kilépő hőmérséklet

26


3.1.1. Gumi alapanyag kezelése A következő ábrák a kísérleti terv alapján lefolytatott mérések összefoglaló eredményeit és a mért adatok idősoros ábrázolását mutatják. A 3.3. táblázatban 500kg gumi alapanyag kezelésnél alkalmazott főbb technológiai paramétereket látjuk. A 3.2. ábra a gumi alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyását szemlélteti.

3.3. táblázat 01_Gumi alapanyag kezelés (1. kísérleti beállítás) Dátum

Alapanyag behelyezés ideje, menny.

Folyamat kezdete; vége

Gázképződés kezdete; vége

olajképződés kezdete; vége

2014.06.02.

12:10; 500 kg

13:10 18:30

15:50 18:30

15:10 18:10

TrektorKi [oC] reaktor Kilépő

Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

380

80

18-20

01_Gumi_140602 Hőmérséklet

550

120

500 100

450 400

80

TT012 - Reaktor Ki

350

T [oC]

TT041 - Olaj/Gáz szeparátor Be 300

TT131- Füstgáz porleválasztó Be

60

TT050 - Nehézolaj tartály

250

TT061- Kondenzátor I. Be

200

40

TT080- Könnyűolaj tartály

150 100

20

50 0 0:00:00

0:00:00

0:00:00

13:10 --> 18:30

0:00:00

0:00:00

0 0:00:00

3.2. ábra Az 500kg gumi alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek az idő függvényében

27


01_Gumi_140602 Nyomás

90

400

PT012- reaktor Ki 80

70 60

350

PT041- Olaj/Gáz szeparátor Be PT050- Nehézolaj tartály

300

PT061- Kondenzátor I. Be 250

P [mbar]

TT012 - Reaktor Ki 50

200 40 150 30 100

20

50

10 0 0:00:00

0:00:00

0:00:00 13:10 --> 18:30 0:00:00

0 0:00:00

0:00:00

3.3. ábra Az 500kg gumi alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek az idő függvényében A 3.3. ábra a gumi alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyását szemlélteti. A 3.4. táblázat egy másik kísérleti beállítás főbb paramétereit mutatja be gumi alapanyag termikus bontása során.

3.4. táblázat 01_Gumi alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Dátum





2014.06.05.

11:40 500 kg

12:35 17:30

14:25 17:30

14:40 16:50


Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

390

100

24-26

A második kísérleti beállítást követően is mértük a hőmérséklet és nyomás értékeket. A 3.4. ábrán 500kg gumi alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek látszódnak az idő függvényében (2. kísérleti beállítás). A 3.5. ábrán gumi alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefutása látható (2. kísérleti beállítás).

28


01_Gumi_140605 Hőmérséklet 600

120

TT012 - Reaktor Ki TT041 - Olaj/Gáz szeparátor Be 500

100

TT131 Füstgáz porlev. Hőmérséklet TT050 - Nehézolaj tartály TT061 - Kondenzátor I. Be

400

80

T [oC]

TT080 - Könnyűolaj tartály

300

60

200

40

100

20

0 0:00:00

0:00:00

0:00:00

0:00:00

0:00:00

0 0:00:00

12:35 --> 17:30

3.4. ábra Az 500kg gumi alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek az idő függvényében (2. kísérleti beállítás) 01_Gumi_140605 Nyomás

110

400

PT012 -Reaktor kilépő gáz nyomás

P [mbar]

100 90

PT041- Olaj/Gaz szeparátor belépő gáz nyomás PT050 Nehézolaj tartály nyomás

80

PT061- Kondenzator 1. belépő gáz nyomás

70

TT012 - Reaktor Ki

350

300

250

60

200 50 150

40 30

100

20

50 10 0 0:00:00

0:00:00

0:00:00

0:00:00

0:00:00

0 0:00:00

12:35 --> 17:30

3.5. ábra Az 500kg gumi alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek az idő függvényében (2. kísérleti beállítás)

29


3.1.2. Fanyaesedék alapanyag kezelése A következő ábrák a kísérleti terv alapján lefolytatott mérések összefoglaló eredményeit és a mért adatok idősoros ábrázolását mutatják. A 3.5. táblázatban fanyesedék alapanyag kezelésnél alkalmazott főbb technológiai paramétereket látjuk. A 3.6. ábra fanyesedék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyását szemlélteti. A 3.7. ábra fanyesedék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyását szemlélteti. 3.5. táblázat 02_Fanyesedék alapanyag kezelés Dátum



2014.06.10.

11:25 400 kg

12:20 16:10




Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

--

--

270

100

30-32

02_Fanyesedék alapanyag kezelés Hőmérséklet

450

TT012 - Reaktor Ki TT041 - Olaj/Gáz szeparátor Be TT050 - Nehézolaj tartály TT061- Kondenzátor I. Be

400

TT071- Kondenzátor II. Be TT080- Könnyűolaj tartály

350

TT102- Vízzár Gáz Ki TT131- Füstgáz porleválasztó Be

300

TT132- Füstgáz porleválasztó Ki TT034- Kond. Hűtővíz Ki

250

T [oC]

TT044- Olaj/Gáz szep. Hűtővíz Ki TT064- Kond. I. hűtővíz Ki

200

TT233 - Hűtővíz tartály

150

100

50

0 0

50

100

150

200

250

12:20 --> 16:10

3.6. ábra Fanyesedék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása

30


02_Fanyesedék alapanyag kezelés Nyomás 120 PT012- reaktor Ki PT041- Olaj/Gáz szeparátor Be

100

PT050- Nehézolaj tartály PT061- Kondenzátor I. Be

PT102- Vízzár

P[mbar]

80

60

40

20

0

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

12:20 --> 16:10

3.7. ábra Fanyesedék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása A 3.6. táblázatban fanyesedék alapanyag kezelésnél alkalmazott főbb technológiai paramétereket látjuk egy második kísérleti beállítás alkalmával. A 3.8. ábra fanyesedék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyását szemlélteti. A 3.9. ábra fanyesedék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyását szemlélteti.

3.6. táblázat 02_Fanyasedék alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Dátum

2014.06.12

Alapanyag behelyezés ideje, menny. 11:00





Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

--

--

270

100

30-32

13:30 17:50

31


02_Fanyasedék alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) TT012 - Reaktor Ki Hőmérséklet TT041 - Olaj/Gáz szeparátor Be 450

TT050 - Nehézolaj tartály TT061- Kondenzátor I. Be

400


350


300

T [oC]

TT132- Füstgáz porleválasztó Ki 250

TT034- Kond. Hűtővíz Ki TT044- Olaj/Gáz szep. Hűtővíz Ki

200

TT064- Kond. I. hűtővíz Ki TT233 - Hűtővíz tartály

150 100

50 0 0

50

100

150

200

250

300

13:30 --> 17:50

3.8. ábra Fanyesedék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása (2. kísérleti beállítás)

02_Fanyasedék alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Nyomás PT012- reaktor Ki 100

PT041- Olaj/Gáz szeparátor Be


P [mbar]

80

PT102- Vízzár

60

40

20

0 0

50

100

150

200

250

300

13:30 --> 17:50

3.9. ábra Fanyesedék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása (2. kísérleti beállítás)

32


3.1.3. PET alapanyag kezelése A következő ábrák a kísérleti terv alapján lefolytatott mérések összefoglaló eredményeit és a mért adatok idősoros ábrázolását mutatják. A 3.7. táblázatban PET alapanyag kezelésnél alkalmazott főbb technológiai paramétereket látjuk. A 3.10. ábra PET alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyását szemlélteti. A 3.11. ábra PET alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyását szemlélteti.

3.7. táblázat 03_PET alapanyag kezelés Dátum






Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

2014.06.16.

11:45 400 kg

12:30 17:00

14:20 16:10

---

350

100

27-28

03_PET alapanyag kezelés Hőmérséklet

TT012 - Reaktor Ki

TT041 - Olaj/Gáz szeparátor Be TT050 - Nehézolaj tartály

500

TT061- Kondenzátor I. Be 450

TT071- Kondenzátor II. Be

TT080- Könnyűolaj tartály 400

TT102- Vízzár Gáz Ki

TT131- Füstgáz porleválasztó Be 350


T [oC]

300


250

TT233 - Hűtővíz tartály 200 150 100 50 0 0

50

100

150

200

250

300

350

12:30 --> 17:00

3.10. ábra PET alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása

33


03_PET alapanyag kezelés Nyomás 100

PT012- reaktor Ki PT041- Olaj/Gáz szeparátor Be PT050- Nehézolaj tartály PT061- Kondenzátor I. Be

80

P [mbar]

PT102- Vízzár

60

40

20

0

0

50

100

150

200

250

300

12:30 --> 17:00

3.11. ábra PET alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása A 3.8. táblázatban PET alapanyag kezelésnél alkalmazott főbb technológiai paramétereket látjuk egy második kísérleti beállítás alkalmával. A 3.12. ábra PET alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyását szemlélteti. A 3.13. ábra PET alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyását szemlélteti.

3.8. táblázat 03_PET alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Dátum

2014.06.19.






Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

12:55 22:25

18:15 22:10

---

370

100 (150)

27-28

34


03_PET alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Hőmérséklet

450

TT012 - Reaktor Ki TT041 - Olaj/Gáz szeparátor Be TT050 - Nehézolaj tartály

400

TT061- Kondenzátor I. Be TT071- Kondenzátor II. Be

350

TT080- Könnyűolaj tartály TT102- Vízzár Gáz Ki 300

TT131- Füstgáz porleválasztó Be TT132- Füstgáz porleválasztó Ki

250

T [oC]


200

TT064- Kond. I. hűtővíz Ki

TT233 - Hűtővíz tartály 150

100

50

0 0

100

200

300

400

500

600

12:55 --> 22:25

3.12. ábra A 3.12. ábra PET alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása

03_PET alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Nyomás 100

80

P [mbar]

PT012- reaktor Ki PT041- Olaj/Gáz szeparátor Be

60

PT050- Nehézolaj tartály PT061- Kondenzátor I. Be PT102- Vízzár 40

20

0 0

100

200

300

400

500

600

12:55 --> 22:25

3.13. ábra PET alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása

35


3.1.4. Gumigranulátum alapanyag kezelése A következő ábrák a kísérleti terv alapján lefolytatott mérések összefoglaló eredményeit és a mért adatok idősoros ábrázolását mutatják. A 3.9. táblázatban gumi granulátum alapanyag kezelésnél alkalmazott főbb technológiai paramétereket látjuk. A 3.14. ábra gumi granulátum alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyását szemlélteti. A 3.15. ábra gumi granulátum alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyását szemlélteti.

3.9. táblázat 04_Gumi granulátum alapanyag kezelés Dátum





2014.06.30.

10:05 600 kg

13:05 19:30

15:10 19:15

15:25 18:55


Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

380

100 (120)

24-26

04_Gumi granulátum alapanyag kezelés Hőmérséklet 500

450

400 TT012 - Reaktor Ki

350


300


T [oC]


250


200


150


100


0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

13:05 --> 19:30

3.14. ábra Gumi granulátum alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása

36


04_Gumi granulátum alapanyag kezelés Nyomás PT012- reaktor Ki

100


PT061- Kondenzátor I. Be PT102- Vízzár

P [mbar]

80

60

40

20

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

13:05 -- 19:30

3.15. ábra Gumi granulátum alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása A 3.10. táblázatban gumi granulátum alapanyag kezelésnél alkalmazott főbb technológiai paramétereket látjuk egy második kísérleti beállítás alkalmával. A 3.16. ábra gumi granulátum alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyását szemlélteti. A 3.17. ábra gumi granulátum alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyását szemlélteti.

3.10. táblázat 04_Gumi granulátum alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Dátum

2014.07.02.

Alapanyag behelyezés ideje, menny. 11.30




13:05 19:30

14:50 19:15

15:05 18:10

37


Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

375

100 (130)

24-26


04_Gumi granulátum alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Hőmérséklet

TT012 - Reaktor Ki

500

TT041 - Olaj/Gáz szeparátor Be


450

TT061- Kondenzátor I. Be 400

TT071- Kondenzátor II. Be


350


T [oC]

300



200

TT064- Kond. I. hűtővíz Ki 150


100 50 0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

13:05 --> 19:30

3.16. ábra Gumi granulátum alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása

04_Gumi granulátum alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Nyomás PT012- reaktor Ki PT041- Olaj/Gáz szeparátor Be

100

PT050- Nehézolaj tartály


P [mbar]

80

60

40

20

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

13:05 --> 19:30

3.17. ábra Gumi granulátum alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása

38


3.1.5. Ipari műanyag alapanyag kezelése A következő ábrák a kísérleti terv alapján lefolytatott mérések összefoglaló eredményeit és a mért adatok idősoros ábrázolását mutatják. A 3.11. táblázatban ipari műanyag alapanyag kezelésnél alkalmazott főbb technológiai paramétereket látjuk. A 3.18. ábra ipari műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyását szemlélteti. A 3.19. ábra ipari műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyását szemlélteti.

3.11. táblázat 05_Ipari műanyag bálázva alapanyag kezelés Dátum



2014.07.07.

11:30 350 kg

12:30 nincs



---

14:10 15:10

05_Ipari műanyag bálázva alapanyag kezelés Hőmérséklet


Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

220

100 (350)

27-28

TT012 - Reaktor Ki TT041 - Olaj/Gáz szeparátor Be

400

TT050 - Nehézolaj tartály TT061- Kondenzátor I. Be 350


300


TT132- Füstgáz porleválasztó Ki

250

T [oC]

TT034- Kond. Hűtővíz Ki

TT044- Olaj/Gáz szep. Hűtővíz Ki 200



100

50

0 0

50

100

150

200

250

300

12:30 -->

3.18. ábra Ipari műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása

39


05_Ipari műanyag bálázva alapanyag kezelés Nyomás PT012- reaktor Ki

100



P [mbar]

80

PT102- Vízzár

60

40

20

0 0

50

100

150

200

250

300

12:30 -->

3.19. ábra Ipari műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása A 3.12. táblázatban ipari műanyag alapanyag kezelésnél alkalmazott főbb technológiai paramétereket látjuk egy második kísérleti beállítás alkalmával. A 3.20. ábra ipari műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyását szemlélteti. A 3.21. ábra ipari műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyását szemlélteti.

3.12. táblázat 05_Ipari műanyag bálázva alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Dátum

2014.07.10.





---

12:45 13.45

11:05 17:00

40


Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

210

78

30-31


05_Ipari műanyag bálázva alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Hőmérséklet TT012 - Reaktor Ki

400


350


300



T [oC]

250


200


150



50

0 0

50

100

150

200

250

300

350

11:05 --> 17:00

3.20. ábra Ipari műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása

05_Ipari műanyag bálázva alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Nyomás

80

PT012- reaktor Ki

70


60


P [mbar]

50

40

30

20

10

0 0

50

100

150

200

250

300

350

11:05 --> 17:00

3.21. ábra Ipari műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása

41


3.1.6. Vegyes műanyag alapanyag kezelése A következő ábrák a kísérleti terv alapján lefolytatott mérések összefoglaló eredményeit és a mért adatok idősoros ábrázolását mutatják. A 3.13. táblázatban vegyes műanyag alapanyag kezelésnél alkalmazott főbb technológiai paramétereket látjuk. A 3.22. ábra vegyes műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyását szemlélteti. A 3.23. ábra vegyes műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyását szemlélteti.

3.13. táblázat 06_Vegyes műanyag alapanyag kezelés Dátum





2014.07.14.

11:00 500 kg

12:45 22:45

16:10 21:40

16:30 21:10

06_Vegyes műanyag alapanyag kezelés Hőmérséklet


Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

320

100 (140)

30-31


500

TT050 - Nehézolaj tartály 450


TT071- Kondenzátor II. Be 400

TT080- Könnyűolaj tartály TT102- Vízzár Gáz Ki

350


300

T [oC]


250



150 100 50 0

0

100

200

300

400

500

600

12:45 --> 22:45

3.22. ábra Vegyes műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása

42


06_Vegyes műanyag alapanyag kezelés Nyomás

PT012- reaktor Ki

PT041- Olaj/Gáz szeparátor Be PT050- Nehézolaj tartály PT061- Kondenzátor I. Be

100

PT102- Vízzár

P [mbar]

80

60

40

20

0 0

100

200

300

400

500

600

12:45 --> 22:45

3.23. ábra Vegyes műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása A 3.14. táblázatban vegyes műanyag alapanyag kezelésnél alkalmazott főbb technológiai paramétereket látjuk egy második kísérleti beállítás alkalmával. A 3.24. ábra vegyes műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyását szemlélteti. A 3.25. ábra vegyes műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyását szemlélteti.

3.14. táblázat 06_Vegyes műanyag alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Dátum

2014.07.17.





10:55 18:40

13:55 18:10

13:55 17:35

43


Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

325

78

30-31


06_Vegyes műanyag alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Hőmérséklet

500


450

TT050 - Nehézolaj tartály 400


350


T [oC]

300


250



150


100


50 0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

10:55 --> 18:40

3.24. ábra Vegyes műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása

06_Vegyes műanyag alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Nyomás PT012- reaktor Ki PT041- Olaj/Gáz szeparátor Be 100

PT050- Nehézolaj tartály PT061- Kondenzátor I. Be PT102- Vízzár

P [mbar]

80

60

40

20

0 0

50

100

150

200

250 300 10:55 --> 18:40

350

400

450

500

3.25. ábra Vegyes műanyag alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása

44


3.1.7. Biostabil települési szilárd hulladék alapanyag kezelése A következő ábrák a kísérleti terv alapján lefolytatott mérések összefoglaló eredményeit és a mért adatok idősoros ábrázolását mutatják. A 3.15. táblázatban Biostabil települési szilárd hulladék alapanyag kezelésnél alkalmazott főbb technológiai paramétereket látjuk. A 3.26. ábra Biostabil települési szilárd hulladék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyását szemlélteti. A 3.27. ábra Biostabil települési szilárd hulladék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyását szemlélteti.

3.15. táblázat 07_Biostabil TSZH alapanyag kezelés Dátum





2014.07.21.

9:30 300 kg

11:10 17:30

14:20 15:20

14:25 15:15

07_Biostabil TSZH alapanyag kezelés Hőmérséklet 500


Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

245

74

30-32

TT012 - Reaktor Ki


450


400


350


T [oC]

300



200



100

50 0 0

50

100

150

200

250

300

350

11:10 --> 17:30

3.26. ábra Biostabil települési szilárd hulladék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása

45


07_Biostabil TSZH alapanyag kezelés Nyomás

90

PT012- reaktor Ki

PT041- Olaj/Gáz szeparátor Be 80


70

PT102- Vízzár

P [mbar]

60 50 40

30 20 10

0 0

50

100

150

200

250

300

350

11:10 --> 17:30

3.27. ábra Biostabil települési szilárd hulladék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása A 3.16. táblázatban biostabil települési szilárd hulladék alapanyag kezelésnél alkalmazott főbb technológiai paramétereket látjuk egy második kísérleti beállítás alkalmával. A 3.28. ábra biostabil települési szilárd hulladék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyását szemlélteti. A 3.29. ábra biostabil települési szilárd hulladék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyását szemlélteti.

3.16. táblázat 07_Biostabil TSZH alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Dátum

2014.07.24.





11.35 16.40

14:30 15:15

14:40 15:10

46


Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

265

78

27-28


07_Biostabil TSZH alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Hőmérséklet TT012 - Reaktor Ki 500

TT041 - Olaj/Gáz szeparátor Be

450


400



T [oC]

300


250

TT131- Füstgáz porleválasztó Be

200


150

TT044- Olaj/Gáz szep. Hűtővíz Ki 100


50


0 0

50

100

150

200

250

300

9:45 --> 15:50

3.28. ábra Biostabil települési szilárd hulladék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása

07_Biostabil TSZH alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) PT012- reaktor Ki Nyomás PT041- Olaj/Gáz szeparátor Be 100


P [mbar]

80

PT102- Vízzár

60

40

20

0 0

50

100

150

200

250

300

9:45 --> 15:50

3.29. ábra Biostabil települési szilárd hulladék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása

47


3.1.8. Szénpor alapanyag kezelése A következő ábrák a kísérleti terv alapján lefolytatott mérések összefoglaló eredményeit és a mért adatok idősoros ábrázolását mutatják. A 3.17. táblázatban szénpor alapanyag kezelésnél alkalmazott főbb technológiai paramétereket látjuk. A 3.30. ábra szénpor alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyását szemlélteti. A 3.31. ábra szénpor alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyását szemlélteti.

3.17. táblázat 08_Szénpor alapanyag kezelés Dátum





2014.08.04.

11.00 300 kg

11:40 17:40

14:50 16:30

15:10 16:20

08_Szénpor alapanyag kezelés Hőmérséklet

500


Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

265

92

28-30


450


400


350


T [oC]

300


250


200

TT034- Kond. Hűtővíz Ki 150


100


50 0 0

50

100

150

200

250

300

350

11:40 - -> 17:40

3.30. ábra Szénpor alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása

48


08_Szénpor alapanyag kezelés Nyomás

PT012- reaktor Ki


120


100

PT102- Vízzár

P [mbar]

80

60

40

20

0 0

50

100

150

200

250

300

350

11:40 - -> 17:40

3.31. ábra Szénpor alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása

A 3.18. táblázatban szénporalapanyag kezelésnél alkalmazott főbb technológiai paramétereket látjuk egy második kísérleti beállítás alkalmával. A 3.32. ábra szénpor hulladék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyását szemlélteti. A 3.33. ábra szénporalapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyását szemlélteti.

3.18. táblázat 08_Szénpor alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Dátum

2014.08.06.





9:45 15:50

12:45 14:35

13:15 14:20

49


Pmax [mbar]

Tkörny [oC]

265

105

23-24


08_Szénpor alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Hőmérséklet TT012 - Reaktor Ki

500

TT041 - Olaj/Gáz szeparátor Be 450


400


TT080- Könnyűolaj tartály TT102- Vízzár Gáz Ki

T [oC]

300

TT131- Füstgáz porleválasztó Be 250


200

TT044- Olaj/Gáz szep. Hűtővíz Ki

150

TT064- Kond. I. hűtővíz Ki TT233 - Hűtővíz tartály

100 50

0 0

50

100

150

200

250

300

350

9:45 --> 15:50

3.32. ábra Szénpor hulladék alapanyag termikus bontásakor több helyen mért hőmérséklet értékek időbeli lefolyása

08_Szénpor alapanyag kezelés (2. kísérleti beállítás) Nyomás PT012- reaktor Ki PT041- Olaj/Gáz szeparátor Be

PT050- Nehézolaj tartály

100


P [mbar]

80

60

40

20

0 0

50

100

150

200

250

300

350

9:45 --> 15:50

3.33. ábra Szénpor alapanyag termikus bontásakor több helyen mért nyomás értékek időbeli lefolyása

50


4. TECHNOLÓGIA OPTIMALIZÁLÁS ELMÉLETI LEHETŐSÉGEI A technológiai optimalizálás igen nehéz és bonyolult folyamat. A feladat a technológia pontos és részletes ismeretét feltételezi a kitűzött cél elérése érdekében. Az optimalizálás rendszerint egy vagy két jól meghatározható cél érdekében történik. A technológiai optimalizálás a következő célok elérésére irányulhat:  a hatásfok javítása,  a teljesítmény fokozása,  a végtermék mennyiségének és/vagy minőségének javítása,  az alapanyag minél szakszerűbb felhasználása,  a gazdaságosság növelése,  a technológiai idő csökkentése,  a felhasznált energiamennyiség csökkentése,  a technológiai veszteségek csökkentése,  a káros anyag kibocsátás csökkentése,  a technológiai hulladékok újrahasznosításának növelése,  folyamat- irányítás és/vagy szabályozás optimalizálása. A célkitűzéstől függetlenül minden optikmalizálási feladatra igaz, hogy rendelkezésre kell, hogy álljon számunkra a megfelelő mennyiségű adat. Az adatok mennyiségén túl lényeges szempont, hogy az adatok milyen mértékben köthetők a technológiához. Az adatokat minden esetben célszerű mérési eredmények alapján meghatározni. Egy adott paraméter mérésének rendkívül sokféle megoldása lehet. A feladat illetve a felhasználás módja határozza meg a mért paraméterünket és a mérési tartományt ahol a mért értékeket értelmezzük. A mért paraméter gondos kiválasztása még nem elegendő az optimum kereséshez. A technológiai folyamat ismeretében, illetve annak időbeni lefolyása nagymértékben befolyásolja a mintavétel sebességét. A rosszul megválasztott mért paraméter és a nem megfelelő mintavételi idő téves következtetéseket eredményezhet.

51


5. A MEZŐBERÉNYI TECHNOLÓGIA FELJESZTÉSI LEHETŐSÉGEI

5.1. Általános fejlesztési javaslatok

A kísérleti berendezés méréstechnikája A régebbi típusú irányítási műveleteket mágneskapcsolókkal, relékkel, diódákkal, tranzisztorokkal, huzalozással felépített bonyolult áramkörök végezték amelyeket az adott irányítási feladatnak megfelelően egyedi fejlesztés eredményeként "huzalozással" kapcsoltak egymáshoz. Az ilyen egyedi igényeket kielégíteni képes "huzalozott" vezérlő berendezések tervezése és legyártása nagyon munkaigényes és optimális esetekben is időben elhúzódó folyamat. Amennyiben az ily módon felépített vezérlő berendezéseknél a beüzemelésük során komolyabb változtatási igény merül fel, akkor az egyes esetekben egy új vezérlő berendezés legyártását is jelentheti. Összetettebb feladatok megoldásánál sok mágneskapcsolóval és relével felépített nagyon bonyolult kapcsolásokat kellett alkalmazni. Ezek a célnak megfelelő egyedi készítésűek voltak, elkésztésük idő és munkaigényes volt. Egy meghatározott ideig kötött program szerint kellett működniük. Ha változás állt be a technológiában átállításuk idő és pénz igényes volt. A leírtakból következően tehát komoly igény merült fel, egy teljesen újszerű vezérlőkészülék előállítására. A merőben új megoldást a manapság egyre szélesebb körben terjedő szabadon programozható elektronikus vezérlések jelentették. (5.1. ábra) A szabadon programozható logikai vezérlőberendezések ugyanis alkalmasak arra, hogy igény esetén áramköri átalakítás nélkül is, csupán rövid ideig tartó újra programozással a korábbitól eltérő technológia vagy gépi berendezés korszerű rugalmas irányítását megvalósítsák.

5.1. ábra Kompakt PLC 52


A nagyobb rendszerek üzembiztos működtetéséhez általában nem elegendő a korlátozott csatornaszámmal és korlátozott memóriával rendelkező PLC-egységek. A bővíthetőséget és a későbbi modul rendszerű üzemeltetést is figyelembe véve célszerű moduláris PLC-egységet alkalmazni a folyamatok irányítására, vezérlésére. (5.2. ábra)

5.2. ábra Fiókrendszerű PLC

53


5.2. Technológiai fejlesztési javaslatok A kutatási célok elérése érdekében a technológia több pontján mérjük a pillanatnyi hőmérséklet, nyomás értékeket az idő függvényében. A folyamat során keletkező végtermékeket és melléktermékeket pedig különféle vizsgálatok alá vonjuk, ahol jórészt a fizikai tulajdonságaik alapján csoportosítjuk majd őket. A vizsgált mérési pontok számának növelésével a monitorozott rendszer egyes rész egységei jobban, pontosabban és biztonságosabban üzemeltethetők. A hőmérséklet mérési pontok számának növelése elősegítheti a folyamat energetikai szempontú optimalizálásának előkészítését. Az egyes részegységek felműszerezésével a technológia elemeinek hatásfokát lehet pontosabban meghatározni, melyek a termelékenységi mutatókat befolyásolják. Ugyanakkor a nagyon sok mért paraméter – hőmérséklet és nyomás – már elbonyolítja a rendszert, megnehezíti annak szabályozhatóságát, vezérelhetőségét. Pontosítani lehet a kísérleti berendezés működési tartományának meghatározását, ha mérjük folyamatosan a kiáramló anyagok mennyiségét és minőségét is. A gázfáklyára jutó gáz mennyiség és minősége indikátor mutató lehet a technológia optimalizálás szempontjából. A monitoring rendszer fejlesztésével pontosítani lehet a technológia pillanatnyi paramétereit, melyek hatással vannak a teljes napi termelésre is. Az érzékelők és beavatkozók együttes rendszerének fejlesztése szintén a technológiai optimalizálást segíti elő hosszútávon. A rendszer optimalizálásakor, meg kell előre határozni, hogy mi lesz az optimalizálás fő paramétere, mi a cél:  a teljesítmény maximalizálása,  az egyes keletkezett termék mennyiségének növelése és maximalizálása,  az adott keletkező termék (pl.: gáz) minőségi paramétereinek javítása,  energetikai optimalizálás,  minél több alapanyag feldolgozása,  minél gyorsabb technológia kialakítása.

54


6. KÖVETKEZTETÉSEK A projekt célkitűzéseinek megfelelően a felépített és megtervezett kísérleti berendezés alkalmas szakaszos üzemű betáplálás mellett különböző alapanyagok felhasználásával termikus hőbontással feldolgozni az általunk vizsgált alapanyagokat. A rendszer továbbfejlesztésével lényegesen könnyebben lehet a későbbiekben szabályozni, beavatkozni akár menet közben a technológiai folyamatba. A vizsgált paraméterek száma elegendő a folyamat üzemeltetéséhez, ugyanakkor a későbbiek folyamán bővíteni és fejleszteni célszerű a monitoring rendszert. Az optimalizálási lehetőségek – olaj, gáz kihozatal - figyelembevételével további kísérleteket célszerű végezni a különböző beállítások pontosítása érdekében. A projekt elején az elérhető termolízis technológiák kutatása és összehasonlítása alapján a meglévő gépcsoport figyelembevételével elemeztük a lehetséges technológiai megoldásokat. A lehetséges technológiai megoldások közül kiválasztottuk a projekt szempontjából legalkalmasabb berendezést. A gyakorlatban felmerülő együttműködési lehetőségek figyelembevételével alakítottuk ki a rendszert, a felmerülő igények alapján különböző technológiai pontokon mintavételi helyeket alakítottunk ki. A mintavételi helyek által szolgáltatott alapadatok rendszerszemléletű elemzése alapján nagy mennyiségű információ állt a projekt vezetés rendelkezésére. A rendelkezésre álló alapanyagok mennyiségének és minőségének felmérését követően, a rendszer hosszú távú üzemeltetési stabilitásának biztosítása érdekében fel kellett tárni a hulladékok keletkezésének elméleti lehetőségét. A meglévő technológia alapján keletkező végtermékek felhasználhatóságát vizsgáltuk. A kereslet és kínálati mutatók alapján beállítottunk egy adott technológiát. A nyolcféle alapanyag – gumi, fa nyesedék, PET-palack, gumi granulátum, ipari műanyag, vegyes műanyag, biostabil települési szilárd hulladék, szénpor – különböző beállítások mellett történő termikus hőbontása alapján megállapítható, hogy nem lehet általános receptúra alapján optimális rendszerhatékonyságot elérni. Minden alapanyaghoz meg kell határozni a megfelelő technológiai alap paramétereket és peremfeltételeket. Kísérleti terv alapján változtattuk a reakció időt, a hőmérséklet és nyomás értékeket. A mért értékeket elemezve ábrázoltuk és összehasonlítottuk a hasonló méréseket. Dokumentáltuk a végtermék minőségét befolyásoló alapanyag előkészítési tulajdonságokat. A technológia gazdaságosságára, energiaráfordítására vonatkozó megállapításokhoz alap adatokat gyűjtöttünk, melyek kiindulópontként jelentek meg más altémák feladatában. A kísérleti beállítások alkalmával sikerült a nyolc alapanyagra vonatkozó receptúrát összeállítani, melynek segítségével üzembiztosan és hatékonyan lehet működtetni a termolízis üzemet. A termolízis üzemben a reakciókinetika időbeni leírásához, jegyzőkönyveket vettünk fel, melyek alapján reprodukálhatók az adott mérési beállítások. Az üzemi mérések előkészítéséhez a meghatározott mérendő paraméterek alapján meghatároztuk a megfelelő mérőeszközt, mely alkalmas volt mérő adatgyűjtő rendszerrel együtt dolgozni. A mérés adatgyűjtés elméletét és gyakorlását szimulációs eljárással teszteltük, az esetlegeses feltárt javításokat és módosításokat elvégeztük. Az

55


adatok gyűjtése és rögzítése nem elegendő az üzembiztos működetéshez, így a megfelelő beavatkozók működtetését is meg kellett oldani a PLC technológia felhasználásával. A rendszer továbbfejlesztésével lényegesen könnyebben lehet a későbbiekben szabályozni, beavatkozni akár menet közben a technológiai folyamatba. A vizsgált paraméterek száma elegendő a folyamat üzemeltetéséhez, ugyanakkor a későbbiek folyamán bővíteni és fejleszteni célszerű a monitoring rendszert. Az optimalizálási lehetőségek – olaj, gáz kihozatal - figyelembevételével további kísérleteket célszerű végezni a különböző beállítások pontosítása érdekében. A változtatható technológiai paraméterek hatásának felmérése a végtermékek mennyiségére vonatkozóan, fontos feladat a technológia optimalizálása szempontjából. A meglévő eredmények és a működő technológia optimalizálása érdekében további vizsgálatok és kutatásokra lehet szükség:  az alapanyag beszállítás, tárolás és beadagolás gépesítésének lehetőségei,  az alapanyag tisztítási és nedvességtartalom csökkenetés lehetőségei,  az alapanyag előkészítettségének lehetőségei,  az olaj- és gáz késztermék hasznosítási lehetőségei a folyamat fűtésére,  a kemencetér kialakítás és égő elhelyezés optimalizálási lehetőségei,  a füstgáz elszívó ventillátor fordulatszám szabályozási lehetőségei,  a hulladék hőenergia visszanyerés és hasznosítás lehetőségei,  a hőbontó kamra és kemence lehűtési idejének csökkentési lehetőségei,  a desztillációs folyamat vizsgálata, bővítési és csökkenetési lehetőségek,  a korom és szennyeződés lerakódás vizsgálata, csökkenetési lehetőségek,  a korom és szennyeződés tisztítási lehetőségei, karbantartás igénye,  a keletkező nehéz- és könnyű olajokat tisztítási és mechanikai szűrési lehetőségei,  a keletkező nehéz- és könnyű olaj tárolási, előmelegítési, szállítási lehetőségei,  az előmelegítés gazdaságos energia ellátási lehetőségei,  a szivattyúzási technológia meghatározás, lehetőségei,  a folyékony késztermék olajégőben történő felhasználás lehetőségei,  a folyékony késztermék olajmotorban történő felhasználás lehetőségei,  a gáznemű késztermék gázégőben történő felhasználás lehetőségei,  a gáznemű késztermék gázmotorban történő felhasználás lehetőségei.  a folyékony és gáznemű késztermék kombinált felhasználási lehetőségei,  a technológiai paramétereinek változtatása, optimalizálása,  a folyamatos emissziós mérés kialakításának lehetőségei,  a folyamatos gázminőség mérés kialakításának lehetőségei,  a meglévő hőmérséklet és nyomásmérés bővítési, csökkentési lehetőségei,  a biztonsági gázfáklya folyamatirányítási rendszerhez csatlakozás lehetőségei,  a koromkihordó folyamatirányítási rendszerhez csatlakozás lehetőségei,  a technológiai paramétereinek változtatása, optimalizálása,  a technológia alapanyagainak változtatási és keverési lehetőségei,  a főtermék-váltás lehetőségei,  a végtermékek minőség-javítási lehetőségei,  a környezeti kibocsátásaik csökkentési lehetőségei, tekintetében. A kutatói altéma a célkitűzésben megfogalmazott feladatokat sikeresen elvégezte. A poblikációk következtében széles körben ismerté válhatott az általunk működtetett biztonságos, megbízható és hatékony rendszer. 56

SZIE Konzorcium. Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában. Zárójelentés

Recommend Documents