ΤΜΗΜΑ:ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ

Transcript

1 TEXΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ :ΣΤΕΦ ΤΜΗΜΑ:ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ ΦΟΙΤΗΤΕΣ: ZAΦΕΙΡΗΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΑΕΜ:2438 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ :κ.μαρμανησ ΣΕΡΑΦΙΔΟΥ ΒΙΡΓΙΝΙΑ ΑΕΜ:2490

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑΘΜΟΣ ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (ΒΙΟΑΕΡΙΟ) ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Περιγραφή τμήματος ισχύος Τροφοδοσία και ανίχνευση αερίου Βοηθητικός εξοπλισμός Μονάδα ψυγείων Σύστημα ανάκτησης θερμότητας Ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις Μέσης Τάσης Περιγραφή μονάδας ΕΗΕ ΣΥΝΔΕΣΗ ΜΕ ΔΙΚΤΥΟ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΤΑΘΜΟΥ ΚΑΥΣΙΜΟ Συλλογή και απαγωγή του βιοαερίου ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗΣ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ ΩΦΕΛΕΙΕΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΜΟΝΑΔΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗΣ ΕΣΔΚΝΑ Γενικές πληροφορίες Περιγραφή του έργου RDF ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ RDF

3 3.3. ΠΑΡΑΓΩΓΗ RDF Παραγωγή Πλίνθων (Βrigetts) ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΤΟΥ RDF ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ RDF ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ RDF ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Βασικά χαρακτηριστικά και έννοιες της καύσης Μηχανισμός της καύσης Προϋποθέσεις για μια πλήρη καύση Δομή μιας μονάδας καύσης Έλεγχος της διαδικασίας της καύσης Ισοζύγια μάζας και ενέργειας ΤΑ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΑ ΩΣ ΚΑΥΣΙΜΗ ΥΛΗ ΖΥΓΙΣΗ - ΠΑΡΑΛΑΒΗ - ΤΕΜΑΧΙΣΜΟΣ Ζυγιστήριο Χώρος Υποδοχής Κύκλωμα καύσης ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑ Γερανοί Εκφόρτωση των απορριμματοφόρων Καυστήρας ανάφλεξης και στήριξης ΕΣΤΙΑ ΚΑΥΣΗΣ ΦΛΟΓΟΘΑΛΑΜΟΣ ΕΣΧΑΡΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗΣ ΤΩΝ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΩΝ ΛΕΒΗΤΕΣ Ατμοπαραγωγοί για εγκαταστάσεις καύσης απορριμμάτων Υπερθερμαντήρας Ψύξη ατμού

4 4.10. ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΟΝΑΔΑΣ ΚΑΥΣΗΣ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ ΠΥΡΟΛΥΣΗ Λέβητες για την καύση - ψύξη των αερίων πυρόλυσης Η ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΔΙΑΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΚΟΜΠΟΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ (ΕΜΔΚ) ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΣΕ ΧΩΡΕΣ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΕΥΡΩΠΗΣ Εισαγωγή Χαρακτηριστικά των ΕΜΔΚ στη Γερμανία Εγκαταστάσεις επεξεργασίας και αξιοποίησης αστικών αποβλήτων Αξιολόγηση εγκαταστάσεων επεξεργασίας αστικών αποβλήτων σε Γερμανία και Αυστρία Στοιχεία κόστους ΕΜΔΚ Επίλογος ΒΙΟΑΕΡΙΟ-ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ Περισσότερο απο 2700 κτοε ευρωπαϊκή παραγωγή Ένας μέσος όρος 7,4 τοε ανά 1000 κατοίκους Περισσότερες από 4000 μονάδες στην Ευρώπη Ηλεκτρική ενέργεια Η ηλεκτρική παραγωγή κυριαρχεί Προγράμματα σε όλη την Ευρώπη ΚΟΙΝΟΤΙΚΗ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΗ ΓΙΑ ΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ...90 ΕΠΙΛΟΓΟΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

5 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ KAI ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, δεδομένου ότι ο πληθυσμός του κόσμου αυξάνεται, παρατηρείται μια τεράστια διόγκωση των δημοτικών αποβλήτων, με αποτέλεσμα η διαχείριση τους να αποτελεί όχι μόνο περιβαλλοντικό πρόβλημα για τις αρχές της τοπικής κυβέρνησης,αλλά και ζήτημα εθνικής και παγκόσμιας σπουδαιότητας. Η ανησυχία σχετικά με τη σύντομη και μακροπρόθεσμη διαχείριση των περιοχών εναπόθεσης απορριμμάτων, ιδιαίτερα η καθιέρωση νέων περιοχών, καθώς και το κόστος της διάθεσης αποβλήτων, έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη των τεχνολογιών που μετατρέπουν τα απόβλητα σε ενέργεια ή χρήσιμα υποπροϊόντα. Η αναερόβια αποσύνθεση των οργανικών απορριμμάτων που συγκεντρώνονται στις χωματερές, οδηγεί στην παραγωγή του βιοαερίου το οποίο αποτελείται κυρίως από μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα, μαζί με υδρατμούς και μικρές ποσότητες οργανικών ενώσεων. Η σημαντική ποσότητα του μεθανίου στο βιοαέριο το καθιστά κατάλληλο να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας. Μια άλλη μέθοδος επεξεργασίας απορριμμάτων είναι η καύση, σε ειδικές κλειστές εγκαταστάσεις. Στερεά κατάλοιπα της καύσης είναι τέφρα και σκουριά που έχουν μικρό όγκο σε σχέση με τα αρχικά απορρίμματα, και είναι αποστειρωμένα. Η καύση επιτυγχάνει μείωση του όγκου των απορριμμάτων κατά 90% περίπου και του βάρους τους κατά 70%. Κατά την καύση παράγεται ενέργεια με τη μορφή θερμότητας η οποία μπορεί να αξιοποιηθεί. Η κοινοτική νομοθεσία απαγορεύει πλέον την καύση των απορριμμάτων χωρίς ανάκτηση ενέργειας και έχει εισάγει μια σειρά αυστηρών περιβαλλοντικών απαιτήσεων για τις εγκαταστάσεις καύσης. Ως αποτέλεσμα το κόστος κατασκευής και λειτουργίας αυξήθηκε και τα τελευταία χρόνια έχει εμφανιστεί μια κάμψη στις εγκαταστάσεις καύσης στην Ευρώπη. Την τελευταία μέθοδο επεξεργασίας απορριμμάτων αποτελεί ο χωρισμός στην πηγή ή ανακύκλωση. Με αυτή τη διαδικασία μπορεί να επιτευχθεί η επαναφορά χρήσιμων υλικών στο φυσικό και οικονομικό κύκλο και περιέχει όλα τα μέτρα που σκοπό έχουν την ανάκτηση υλικών για την παρασκευή νέων προϊόντων. Οι βασικές μέθοδοι ανάκτησης υλικών είναι η διαλογή στην πηγή, η μηχανική διαλογή και η ανάκτηση ενέργειας. 4

6 1. ΣΤΑΘΜΟΣ ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (ΒΙΟΑΕΡΙΟ) εικ.1.1 Σταθμός Συμπαραγωγής από βιοαέριο 5

7 1.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ένα από τα σημαντικότερα περιβαλλοντικά έργα για την ήδη επιβαρημένη περιοχή της Αττικής έχει ολοκληρωθεί με την εμπορική λειτουργίας του Σταθμού συμπαραγωγής από βιοαέριο το οποίο αντλείται από τον όγκο των απορριμμάτων που εναποτίθενται στον χώρο διάθεσης απορριμμάτων ( ΧΔΑ ) Άνω Λιοσίων. εικ.1.2 ΧΥΤΑ Α.Λιοσίων Ο σταθμός συμπαραγωγής των Άνω Λιοσίων είναι από τους μεγαλύτερους με καύσιμο βιοαέριο παγκοσμίως (13,9MW) και αποτελείται από 11 μονάδες γεννήτριας, ισχύος 1,255 kw η κάθε μία, οι οποίες βασίζονται στο ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος DEUTZ TBG 620V16K. Οι μονάδες είναι πλήρως αυτόνομες, τοποθετημένες σε container και δεν απαιτούν παρά ελάχιστες συνδέσεις. Υπάρχει σημαντική δυνατότητα επέκτασης του σταθμού και αύξησης της ηλεκτρικής του ισχύος, ενώ έχει ήδη ενσωματωθεί εξοπλισμός για την ανάκτηση μέρους της θερμικής ενέργειας (9,5MW), από τα 16,5MW που είναι διαθέσιμα συνολικά (καυσαέρια και νερό ψύξης μηχανών εσωτερικής καύσης). εικ.1.3 Container μονάδων γεννητριών Η άντληση και συλλογή του βιοαερίου γίνεται μέσω συστήματος 243 κατακόρυφων φρεατίων και οριζοντίου δικτύου σωληνώσεων συνολικού μήκους μέτρων περίπου. Τα 243 φρεάτια άντλησης ομαδοποιούνται σε 19 υποσταθμούς, για 6

8 καλύτερο έλεγχο και ευκολότερη ρύθμιση (ροής και ποιότητας του βιοαερίου) κάθε φρεατίου ξεχωριστά. Το βιοαέριο που αντλείται σήμερα έχει μία μέση περιεκτικότητα σε καύσιμο (μεθάνιο) 52% περίπου και κάθε μονάδα γεννήτριας καταναλώνει περίπου 700m 3 /h βιοαέριο σε πλήρη ισχύ. Η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια πωλείται στην ΔΕΗ μέσω υπόγειας διπλής γραμμής διασύνδεσης 20 KV, μήκος 10km που καταλήγει στο ΚΥΤ Ασπροπύργου. Η θερμική ενέργεια είναι διαθέσιμη για εφαρμογές εντός ή πλησίον του ΧΔΑ. Το έργο αυτό συμβάλλει σημαντικά στην αναβάθμιση του επιβαρημένου περιβάλλοντος της Δυτ. Αττικής, αφού ελέγχει την ανεξέλεγκτη έκλυση βιοαερίου από τα απορρίμματα επιτυγχάνοντας έτσι την εξάλειψη των οσμών και την αποφυγή εκδήλωσης πυρκαγιών, μέσω της συλλογής και της καύσης του. Σύμφωνα δε και με τις αρμόδιες αρχές (ΥΠΕΧΩΔΕ, Περιφέρεια Αττικής, Νομαρχία Δυτ. Αττικής) υπάρχει πλήρης συμμόρφωση του έργου με τους εγκριθέντες περιβαλλοντικούς όρους και το συνολικό περιβαλλοντικό ισοζύγιο από το έργο είναι σαφώς θετικό. Τα κύρια συστατικά του βιοαερίου είναι το μεθάνιο και το διοξείδιο του άνθρακα (σε αναλογία αντίστοιχα κατά μέσο όρο). Και τα δύο είναι άχρωμα και άοσμα και δρουν επιβαρυντικά στο περιβάλλον, αφού συμβάλλουν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου, με το μεθάνιο να είναι 31 φορές δραστικότερο από το διοξείδιο του άνθρακα. Κατά συνέπεια, η καύση του μεθανίου και η μετατροπή του σε διοξείδιο του άνθρακα (ακόμη και σε εγκαταστάσεις πυρσών, χωρίς περαιτέρω αξιοποίησή του) συντελεί στην μείωση της δραστικότητας του βιοαερίου κατά 94%. Επιπρόσθετα, η αξιοποίησή του βιοαερίου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από το έργο αυτό συμβάλλει στην περαιτέρω αποφυγή εκπομπής τόνων διοξειδίου του άνθρακα ετησίως που θα προέρχονταν από την καύση λιγνίτη σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς και παράλληλα εξοικονομεί πρωτογενείς εθνικούς ενεργειακούς πόρους (λιγνίτη) σε ποσότητα που ανέρχεται σε περίπου τόνους ετησίως. Παράλληλα, η ενεργός άντληση του βιοαερίου συμβάλλει στην ταχύτερη ολοκλήρωση των διαδικασιών αποσύνθεσης και σταθεροποίησης των απορριμμάτων εντός του Χώρου Διάθεσης. Η σπουδαιότητα αυτού του έργου για την τόσο ευαίσθητη περιοχή της Δυτ. Αττικής είναι προφανής, και καταδεικνύει την αποτελεσματικότητα που μπορεί να υπάρξει από την άψογη συνεργασία ιδιωτικών και δημοσίων φορέων. 7

9 1.2. ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Ο σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας αποτελείται από 11 μονάδες, ηλεκτρικής ισχύος 1.255kWe και θερμικής ισχύος 1.650kWth έκαστη. Κάθε μονάδα τοποθετείται πάνω σε βάση από σκυρόδεμα και αποτελείται από 3 βασικά τμήματα: τον εξοπλισμό ισχύος, τον βοηθητικό εξοπλισμό και τα ψυγεία. Κάθε μονάδα είναι τοποθετημένη σε τυποποιημένα εμπορευματοκιβώτια 12m (container), πλήρως αυτόνομη και περιλαμβάνει όλα τα απαραίτητα υποσυστήματα για την λειτουργία της (προσαγωγή αέρα καύσης και αερισμό, ψυγεία για την απαγωγή της θερμότητας από τα κυκλώματα ψύξης των μηχανών, ανεμιστήρα προσαγωγής καυσίμου, μετασχηματιστή και σύστημα ελέγχου). Ο σταθμός ακόμη περιλαμβάνει τρεις πυρσούς καύσης βιοαερίου για την τήρηση των περιβαλλοντικών όρων που έχουν τεθεί. Οι τρεις αυτοί πυρσοί είναι δυναμικότητας 4.500, και 500m 3 /h και υπό κανονικές συνθήκες δεν θα βρίσκονται σε λειτουργία, παρά μόνο εάν δεν υπάρχει η δυνατότητα εξαγωγής ηλεκτρικής ενέργειας λόγω αστοχίας στον υποσταθμό της ΔΕΗ στον Ασπρόπυργο. Για την εξασφάλιση της λειτουργίας των πυρσών σε περίπτωση διακοπής της παραγωγής από τον σταθμό, υπάρχει βοηθητική ντιζελογεννήτρια 250kVA, η οποία αναλαμβάνει την εκκίνηση και την λειτουργία των πυρσών, καθώς και την ηλεκτροδότηση των εγκαταστάσεων και του κέντρου ελέγχου του σταθμού. Σημαντικό είναι επίσης το γεγονός ότι με την γεννήτρια αυτή μπορεί να εκκινήσει μια από τις μονάδες γεννήτριας του σταθμού (black start), η οποία κατόπιν αναλαμβάνει την εκκίνηση όλων των υπολοίπων. Ο σταθμός περιλαμβάνει ακόμη σύστημα επεξεργασίας του καυσίμου, κτίρια διοίκησης και ενδιαιτήσεων, αποθήκη, μηχανουργείο και κτίριο ΔΕΗ. Ο εξοπλισμός και τα κτίρια είναι εγκατεστημένα σε οικόπεδο εντός του ΧΔΑ επιφάνειας περίπου m 2. Εντός κάθε εμπορευματοκιβωτίου, τα οποίο είναι κατάλληλα ηχομονωμένο, βρίσκονται, εκτός από την μηχανή, τα παρελκόμενά της και ο ακόλουθος εξοπλισμός: Γεννήτρια Μετασχηματιστής Ηλεκτρολογικός και ηλεκτρονικός εξοπλισμός προστασίας και ελέγχου Σύστημα εξαερισμού εξαναγκασμένης κυκλοφορίας Δεξαμενές ελαίου λίπανσης Φυσητήρας, σωληνώσεις και ασφαλιστικές διατάξεις για την τροφοδοσία του βιοαερίου στην μηχανή. 8

10 Επί της οροφής του είναι τοποθετημένος ο υπόλοιπος βοηθητικός εξοπλισμός, ο οποίος περιλαμβάνει: Σύστημα σίγασης εξάτμισης και καμινάδα εξαγωγής καυσαερίων με υψηλή ταχύτητα. Ψυγείο για την απαγωγή της θερμότητας που μεταφέρει το ψυκτικό υγρό του κυκλώματος ψύξης της μηχανής, το οποίο αποτελείται από δύο ξεχωριστά ψυγεία, χαμηλής (για την ψύξη του μίγματος μετά τον υπερσυμπιεστή) και υψηλής θερμοκρασίας (για την ψύξη της ίδιας της μηχανής) και συστοιχία οκτώ ανεμιστήρων. Πίνακα που περιέχει συστήματα ελέγχου στροφών κινητήρων για τον φυσητήρα βιοαερίου, τους ανεμιστήρες εξαερισμού και τους ανεμιστήρες του ψυγείου. Σωληνώσεις προσαγωγής και επιστροφής του ψυκτικού υγρού από την μηχανή στο ψυγείο και αντίστροφα και σωληνώσεις βιοαερίου με τα απαραίτητα ασφαλιστικά εξαρτήματα. Σύστημα ανάκτησης θερμότητας από την απορριπτόμενη θερμότητα του νερού ψύξης της μηχανής. Η διάταξη του εξοπλισμού της οροφής είναι τέτοια που είναι δυνατή η αποσυναρμολόγησή του και η τοποθέτησή του σε δύο εμπορευματοκιβώτια θαλάσσιας μεταφοράς μήκους 6,1m (20ft) για να διευκολύνεται η μεταφορά του. Η εγκατεστημένη ισχύς του βοηθητικού εξοπλισμού κάθε μονάδας ανέρχεται σε 58kW. Η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται σε 400V / 50Hz και με την χρήση μετασχηματιστών ανύψωσης τάσης ανυψώνεται στα 20kV. Οι μονάδες δοκιμάζονται στο εργοστάσιο συναρμολόγησης ώστε να ελαχιστοποιηθούν κατά τι δοκιμές στον τόπο εγκατάστασης, τυχόν αστοχίες εξοπλισμού ή λανθασμένες συνδέσεις στο στάδιο της κατασκευής και επίσης να διευκολύνεται η επιτόπια συναρμολόγησή τους. 9

11 Περιγραφή τμήματος ισχύος Ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος Η βάση του τμήματος ισχύος είναι το ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος DEUTZ TBG 620 V16K, ηλεκτρικής ισχύος 1.255kW με βιοαέριο. Η έναυση του μίγματος γίνεται με σπινθηριστές (μπουζί) ενώ το μίγμα προ της εισόδου του στον κύλινδρο συμπιέζεται σε υπερσυμπιεστή δύο βαθμίδων. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά της μηχανής έχουν ως εξής: Αριθμός κυλίνδρων 16 Αριθμός βαλβίδων ανά 4 ( 2 τροφοδοσίας, 2 κύλινδρο εξαγωγής) Διάταξη κυλίνδρων V, 90 Λόγος συμπίεσης 11,7:1 Χωρητικότητα 70,82 L κυλίνδρων Ταχύτητα περιστροφής 1500rpm Θερμοκρασία νερού ψύξης Θερμοκρασία νερού ψύξης εισόδου εξόδου 7 8 C 9 2 C Θερμοκρασία εισόδου νερού ψύξης εναλλάκτη χαμηλής θερμοκρασίας 4 0 C Πίεση καυσίμου Μέση λιπαντικού τροφοδοσίας κατανάλωση mbar 0,3 g/ kwh σε πλήρη λειτουργία λιπαντικού Πιν.1.1 Τεχνικά χαρακτηριστικά της μηχανής ΕΚΠΟΜΠΕΣ : Θορύβου Αερομεταφερόμενος θόρυβος σε απόσταση 1m από την μηχανή Εξάτμιση μηχανής χωρίς σιγαστήρα db(a) db(a) Πιν.1.2 Εκπομπές θορύβου 10

12 Αέριων ρύπων (συμβατές με κανονισμούς ΤΑ - Luft) Όριο ΝΟΧ mg /Nm 5 % O 2 Όριο CO mg /Nm 5 % O 2 Πιν.1.3 Εκπομπή αέριων ρύπων ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΚΑΥΣΙΜΟΥ: Κατανάλωση καυσίμου (σε πλήρες φορτίο) Ανοχές (κατά ISO 3046) 700Nm 3 /h βιοαερίου (περιεκτικότητας σε μεθάνιο 52%) +5% στην τιμή κατανάλωσης Πιν.1.4 Κατανάλωση καυσίμου Εικ.1.4 Λεπτομέρεια εσωτερικού μηχανής αξιοποίησης βιοαερίου Εικ.1.5 Συναρμολόγηση μηχανών αξιοποίησης βιοαερίου Το ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος περιλαμβάνει ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου («TEM Evolution»), το οποίο ρυθμίζει τις παραμέτρους λειτουργίας της μηχανής στην βέλτιστη τιμή τους, ενώ μέσω ειδικών εντολών διακόπτει την λειτουργία σε περίπτωση βλάβης ή υπέρβασης κάποιων λειτουργικών παραμέτρων για την αποφυγή βλάβης. 11

13 Το σύστημα ελέγχου, εκτός από την επιτήρηση και έλεγχο της λειτουργίας του ζεύγους, παρέχει και τα ακόλουθα: Ένδειξη λειτουργικών παραμέτρων της μηχανής σε πραγματικό χρόνο. Προειδοποίηση των χειριστών μέσω κατάλληλων ενδείξεων συναγερμού. Παροχή διασυνδέσεων για την μεταφορά των σημάτων στο κεντρικό σύστημα ελέγχου της εγκατάστασης. Τήρηση ημερολογίου συναγερμών, μηνυμάτων ή άλλων συμβάντων. Τήρηση αρχείου ιστορικού λειτουργίας. Η μηχανή είναι συνδεδεμένη με γεννήτρια κατασκευής STAMFORD, τύπου CGI734G Μετασχηματιστής Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας γίνεται στα 400V και η τάση ανυψώνεται στα 20 kv μέσω μετασχηματιστή ελαίου κατασκευής ΑΒΒ. Ο μετασχηματιστής ανύψωσης τάσης έχει ονομαστική ισχύ / kva ONAN / ONAF, Dyn 11. Η ψύξη του γίνεται μέσω του κυκλώματος αερισμού του τμήματος ισχύος. Ο μετασχηματιστής είναι τοποθετημένος εγκάρσια εντός του container, πάνω σε βάση με ειδικούς αποσβεστήρες ταλαντώσεων Τροφοδοσία καυσίμου Η τροφοδοσία καυσίμου γίνεται μέσω ανεμιστήρα θετικής μετατόπισης με σιγαστήρες, τόσο στην είσοδο όσο και στην έξοδό του. Ο ανεμιστήρας προστατεύεται από υπερπίεση μέσω συστήματος ανακυκλοφορίας του καυσίμου Αερισμός Ο αέρας καύσης και ο αέρας που χρησιμοποιείται για την ψύξη του εξοπλισμού εντός του τμήματος ισχύος προσάγεται μέσω συστήματος εξαναγκασμένης κυκλοφορίας. Το σύστημα αερισμού επίσης εξασφαλίζει την διάλυση των συγκεντρώσεων βιοαερίου που σχηματίζονται μέσα στο container. Ο ατμοσφαιρικός αέρας εισάγεται στο container μέσω χοανών εφοδιασμένων με εσχάρες και φίλτρα Οι ανεμιστήρες ελέγχονται μέσω ηλεκτροκινητήρων που τροφοδοτούνται μέσω inverter μεταβλητής συχνότητας. Καθώς οι μηχανές DEUTZ απαιτούν την εξασφάλιση παροχής αέρα καύσης σε θερμοκρασία μεγαλύτερη των 15 C, υπάρχει σύστημα θέρμανσης του προσαγόμενου αέρα το οποίο έχει τοποθετηθεί μετά την χοάνη εισόδου και χρησιμοποιεί θερμότητα από αυτήν που απορρίπτεται μέσω του κυκλώματος ψύξης των μηχανών. 12

14 Τροφοδοσία και ανίχνευση αερίου Η παροχή αερίου σε κάθε ηλεκτρογεννήτρια εξασφαλίζεται μέσω διάταξης βαλβίδων που περιλαμβάνει τόσο ηλεκτροπνευματικές όσο και χειροκίνητες. Ανίχνευση τυχόν διαρροών αερίου γίνεται μέσω κατάλληλα τοποθετημένων ανιχνευτών αερίου οι οποίοι διακόπτουν την λειτουργία του σταθμού εφόσον η συγκέντρωση του αερίου που ανιχνεύεται ξεπεράσει συγκεκριμένα όρια. Προηγουμένως, οι ανιχνευτές έχουν διακόψει την λειτουργία κάθε μονάδας εφόσον η συγκέντρωση του αερίου ξεπεράσει κάποιο όριο συναγερμού, ενώ οι ανεμιστήρες προσαγωγής αέρα λειτουργούν σε πλήρη ταχύτητα προκειμένου να απομακρύνουν το βιοαέριο από το τμήμα ισχύος. Επίσης η διακοπή της λειτουργίας όλου του σταθμού γίνεται αυτόματα και στην περίπτωση που η περιεκτικότητα του βιοαερίου σε μεθάνιο στον κεντρικό σωλήνα τροφοδοσίας γίνει μικρότερη του 30% για την αποφυγή σχηματισμού εκρηκτικού μίγματος. Ο κεντρικός ανιχνευτής αερίου είναι του ιδίου τύπου με αυτούς που βρίσκονται μέσα σε κάθε μονάδα. Η πυρανίχνευση γίνεται μέσα σε κάθε τμήμα ισχύος μέσω τριών ανιχνευτών υπεριωδών ακτινών. Οι δύο από αυτούς βρίσκονται πάνω από την μηχανή και καλύπτουν το μεγαλύτερο μέρος του τμήματος ισχύος. Ο τρίτος ανιχνευτής είναι τοποθετημένος πάνω από το τμήμα που περιέχει τον μετασχηματιστή και τις υπόλοιπες ηλεκτρολογικές διατάξεις. Οι ανιχνευτές λειτουργούν στα 24 V και έχουν γωνία ανίχνευσης 120. Οι ανιχνευτές συνδέονται με το κεντρικό σύστημα πυρανίχνευσης που βρίσκεται στο κέντρο ελέγχου. Εικ.1.6 Ανάλυση ποιότητας βιοαερίου Εικ.1.7 Δοκιμαστικές αντλήσεις βιοαερίου 13

15 Βοηθητικός εξοπλισμός Ο βοηθητικός εξοπλισμός είναι τοποθετημένος στην οροφή του container καιπεριλαμβάνει: τους σιγαστήρες εξάτμισης, τον πίνακα ελέγχου του βοηθητικού εξοπλισμού και τα κυκλώματα οδήγησης του νερού στα ψυγεία Πίνακας ελέγχου βοηθητικών συστημάτων Ο εν λόγω πίνακας περιέχει τους ελεγκτές στροφών μεταβλητής συχνότητας για: τον ανεμιστήρα αναρρόφησης καυσίμου, το σύστημα αερισμού, τους ανεμιστήρες απαγωγής θερμότητας των ψυγείων, καθώς και διατάξεις ασφαλειοδιακοπτών για τον εξοπλισμό που είναι τοποθετημένος πάνω στο πλαίσιο του βοηθητικού εξοπλισμού Κύκλωμα ψύξης Το κύκλωμα ψύξης που βρίσκεται τοποθετημένο πάνω στο πλαίσιο του βοηθητικούεξοπλισμού αποτελείται από σωληνώσεις, θερμοστάτες, δοχεία διαστολής και τρίοδεςβάνες ελέγχου της θερμοκρασίας του νερού ψύξης που επιστρέφει στην μηχανή. Τα ανωτέρω ισχύουν για κάθε ένα από τα δύο ανεξάρτητα κυκλώματα ψύξης, τόσο του νερού των χιτωνίων όσο και του νερού ψύξης χαμηλής ενθαλπίας του μίγματοςαέρα καυσίμου μετά τον υπερσυμπιεστή Μονάδα ψυγείων Τα ψυγεία βρίσκονται και αυτά τοποθετημένα πάνω στην οροφή κάθε αυτόνομης μονάδας. Ουσιαστικά πρόκειται για εναλλάκτες νερού αέρα, οι οποίοι αποτελούνται από δύο ανεξάρτητους πυρήνες. Ο πρώτος αφορά το κύκλωμα ψύξης των χιτωνίων της μηχανής και ο δεύτερος αφορά το κύκλωμα ψύξης του μίγματος αέρα καυσίμου μετά τον υπερσυμπιεστή. Κάθε ανεξάρτητος πυρήνας είναι εφοδιασμένος με το δικό του δοχείο εξαέρωσης για να απομακρύνει τον αέρα που είναι παγιδευμένος εντός των σωληνώσεων 14

16 Η απαγωγή της θερμότητας γίνεται μέσω 8 ανεμιστήρων, οι οποίοι ελέγχονται μέσω ρυθμιστή στροφών. Οι ανεμιστήρες προωθούν τον αέρα περιβάλλοντος κάθετα προς τις σωληνώσεις του νερού απάγοντας την θερμότητα. Η ταχύτητα των ανεμιστήρων εξαρτάται τόσο από το φορτίο της μηχανής όσο και από την εξωτερική θερμοκρασία περιβάλλοντος. Η μέγιστη θερμοκρασία περιβάλλοντος, για την οποία είναι σχεδιασμένο το σύστημα ψυγείων είναι 43 C. Η συνολική θερμική ισχύς που απάγεται από το σύστημα ψυγείων κάθε μονάδας γεννήτριας είναι 900kW για το κύκλωμα ψύξης της μηχανής. Επίσης υπάρχει και η απορριπτόμενη θερμότητα από το νερό ψύξης του μίγματος αέρα - καυσίμου, το οποίο όμως είναι κύκλωμα χαμηλής ενθαλπίας και κατά συνέπεια ασύμφορο να αξιοποιηθεί Σύστημα ανάκτησης θερμότητας Ανάκτηση θερμότητας από το κύκλωμα ψύξης των μηχανών Ο σκοπός του συστήματος ανάκτησης θερμότητας από το κύκλωμα ψύξης των 10 από των 11 μηχανών είναι η παραγωγή ζεστού νερού, θερμοκρασίας 85 C, και η μεταφορά του έως το όριο του οικοπέδου του σταθμού. Ο εξοπλισμός είναι κατάλλη-λος για λειτουργία σε διάλυμα αιθυλικής γλυκόλης σε νερό, περιεκτικότητας 35% κ.ό. σε θερμοκρασία σχεδιασμού 95 C και πίεση σχεδιασμού 400 κρa.το σύστημα ανάκτησης θερμότητας κάθε μονάδας γεννήτριας είναι τοποθετημένο πάνω σε ένα αυτόνομο πλαίσιο, και περιλαμβάνει: Ανοξείδωτο εναλλάκτη (ΑΙSΙ 316) θερμότητας νερού /νερού. Τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού του εν λόγω εναλλάκτη είναι τα ακόλουθα: Πρωτεύον κύκλωμα: 84,7 m 3 /h γλυκολούχου υδατοδιαλύματος (35%) από 92 C σε 81 C, πτώση πίεσης 39,6κΡa. Δευτερεύον κύκλωμα: 61,7 m 3 /h γλυκολούχου υδατοδιαλύματος (35%) από 70 C σε 85 C,πτώση πίεσης 24κΡa. Συγκρότημα αντλίας. Δοχείο διαστολής μεμβράνης συνολικού όγκου 1501, μέγιστης πίεσης λειτουργίας 6bar. Τρίοδες βάνες, DN80, ΡΝ6 εξοπλισμένες με αισθητήριο θερμοκρασίας. 15

17 Οι σωληνώσεις που προσάγουν το υγρό του κυκλώματος ψύξης στον εναλλάκτη και αυτές που οδηγούν το παραγόμενο ζεστό νερό στα όρια του οικοπέδου είναι εξοπλισμένες με χειροκίνητες βάνες τύπου πεταλούδας κατασκευής, διαμέτρου DN100 και DN125, κλάσης PN16, με ανοξείδωτο δίσκο και άξονα και έδρα με επίστρωση EPDM. Επίσης για την προστασία του εναλλάκτη έχει τοποθετηθεί φίλτρο τύπου Υ, φλαντζωτό DN125, 150μm με ανοξείδωτο εσωτερικό, ενώ για την προστασία της αντλίας έχει τοποθετηθεί βαλβίδα αντεπιστροφής, διαμέτρου DN125. Τα όργανα του σύστηματος ανάκτησης θερμότητας από το νερό ψύξης περιλαμβάνουν μεταδότες θερμοκρασίας και πίεσης, μανόμετρα και θερμόμετρα. Το νερό του δευτερεύοντος κυκλώματος από κάθε μηχανή οδηγείται σε κεντρικό αγωγό μεταβαλλόμενης διαμέτρου και πάχους: Για τις μονάδες γεννήτριας 1-3 Για τις μονάδες γεννήτριας 4-7 Για τις μονάδες γεννήτριας ,1 x 8,18mm 273,1 x 9,27mm 323,9 x 9,53mm Όλοι οι αγωγοί είναι μονωμένοι, ούτως ώστε να μην υπάρχουν απώλειες μεγαλύτερες των 300kW με όλες τις μονάδες γεννήτριας να λειτουργούν σε πλήρες φορτίο. Το δευτερεύον κύκλωμα κάθε εναλλάκτη και ο κεντρικός αγωγός θα αποτελούν ένα κλειστό κύκλωμα νερού το οποίο θα διατηρείται υπό πίεση μέσω κατάλληλης διάταξης συμπλήρωσης τυχόν απωλειών ψυκτικού διαλύματος. Για τον λόγο αυτό θα υπάρχει επί τόπου ένα δοχείο χωρητικότητας 1.000l, το οποίο με κατάλληλες αντλίες θα συμπληρώνει τις απώλειες και θα διατηρεί το κύκλωμα υπό πίεση Ανάκτηση θερμότητας από τα καυσαέρια Κάθε μονάδα γεννήτριας είναι ικανή να παρέχει 6.695Κg/h καυσαερίων σε θερμοκρασία 495 C τα οποία ψυχόμενα έως τους 120 C μπορούν να δώσουν 755κW θερμικής ενέργειας. Μέχρι στιγμής επειδή δεν υπάρχει κάποιος καταναλωτής θερμότητας πλησίον του σταθμού με γνωστές θερμικές απαιτήσεις (ποσότητα και συνθήκες - θερμό ή υπέρθερμο νερό ή ατμός) δεν έχει γίνει καμία πρόβλεψη για την εκμετάλλευση της θερμότητας αυτής, όμως το δυναμικό υπάρχει και είναι διαθέσιμο προς αξιοποίηση. 16

18 Ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις Μέσης Τάσης Η ηλεκτρική διασύνδεση των 11 μονάδων ηλεκτρογεννητριών με το δίκτυο μεταφοράς γίνεται μέσω δύο μονάδων Εξαγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΕΗΕ), οι οποίες αποτελούν ουσιαστικά τα κυκλώματα προστασίας του σταθμού από το δίκτυο μεταφοράς. Οι αυτόνομες μονάδες ηλεκτρογεννητριών συνδέονται ανά πέντε και έξι αντίστοιχα σε μια μονάδα ΕΗΕ. Συγκεκριμένα οι μετασχηματιστές 400V / 20kV που βρίσκονται στο τμήμα ισχύος των αυτόνομων μονάδων συνδέονται με τρία μονόκλωνα μονωμένα καλώδια 95mm² 20kV XLPE με τους αντίστοιχους ασφαλειοδιακόπτες των 20kV. Οι ασφαλειοδιακόπτες με τον αντίστοιχο εξοπλισμό προστασίας είναι δύο και καθένας τους βρίσκεται σε ξεχωριστό διαμέρισμα μέσα σε κάθε μονάδα ΕΗΕ Περιγραφή μονάδας ΕΗΕ Κάθε μονάδα ΕΗΕ αποτελείται από ένα container θαλάσσιων μεταφορών ειδικά τροποποιημένο για την εγκατάσταση του απαραίτητου εξοπλισμού. Οι διαστάσεις του είναι 6,4Χ2,4Χ2,9 m (MΧΠΧΥ). Κάθε μονάδα είναι θερμομονωμένη και εξοπλισμένη με κλιματιστικό ώστε η εσωτερική θερμοκρασία να διατηρείται στους 25 C για τον εγκατεστημένο ηλεκτρολογικό και ηλεκτρονικό εξοπλισμό Πίνακες προστασίας και ελέγχου Οι πίνακες αυτοί περιέχουν τους Προγραμματιζόμενους Λογικούς Ελεγκτές (PLC) και άλλον εξοπλισμό ελέγχου που απαιτείται για το σύστημα ελέγχου του σταθμού και για τον εξοπλισμό προστασίας ΜΤ. Το σύστημα ελέγχου σταθμού είναι εξοπλισμένο με συσκευές και ελεγκτές για την επίτευξη των ακόλουθων χαρακτηριστικών: Παράλληλη λειτουργία πολλαπλών αυτόνομων μονάδων, με ταυτόχρονη μετάδοση δεδομένων εξαγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας σε A, V, W και VAr και ένδειξη κατάστασης ασφαλειοδιακόπτη για την παροχή εξωτερικών σημάτων στο σύστημα SCADA της ΔΕΗ. 17

19 Ένδειξη αστοχίας σταθμού Δυνατότητα απομακρυσμένης σύνδεσης με τον σταθμό (dial - in) για την ανάγνωση στοιχείων λειτουργίας των αυτόνομων μονάδων και έλεγχό τους. Υπολογιστικό πρόγραμμα επιτήρησης και ελέγχου. Ο πίνακας ελέγχου του σταθμού είναι το κεντρικό σημείο ελέγχου της όλης εγκατάστασης και αποτελείται από ένα PLC και άλλον ηλεκτρονικό εξοπλισμό. Ο πίνακας αυτός επιτηρεί επίσης την λειτουργία κάθε αυτόνομης μονάδας και επίσης αποτελεί κεντρικό κόμβο ενός δικτύου σειριακής επικοινωνίας Άλλα συστήματα προστασίας και ελέγχου Σύστημα SCADA Εικ.1.7Δοκιμές παραλαβής μηχανών αξιοποίησης βιοαερίου Εντός της μίας μονάδας ΕΗΕ υπάρχει υπολογιστής με πρόγραμμα το οποίο επιτρέπει στους χειριστές να έχουν πρόσβαση συνεχούς ροής (on - line) στις λειτουργικές παραμέτρους του σταθμού και να τις τροποποιούν ενδεχομένως για την καλύτερη λειτουργία της εγκατάστασης. Το πρόγραμμα δίνει την δυνατότητα τόσο της επιτήρησης (monitoring) με συνεχή ροή δεδομένων, συναγερμών και προειδοποιητικών ενδείξεων, όσο και της επέμβασης στο σύστημα ελέγχου κάθε αυτόνομης μονάδας. 18

20 Κεντρικό σύστημα πυρανίχνευσης Μέσα σε κάθε μονάδα ΕΗΕ υπάρχει σύστημα ένδειξης πυρκαγιάς το οποίο λαμβάνει συναγερμούς από τους ανιχνευτές πυρκαγιάς υπεριωδών ακτινών που υπάρχουν μέσα τόσο στις αυτόνομες μονάδες, οι οποίες είναι συνδεδεμένες με την συγκεκριμένη μονάδα ΕΗΕ, όσο και εντός της συγκεκριμένης μονάδας ΕΗΕ. Ο τελευταίος είναι του ιδίου τύπου με αυτούς που είναι τοποθετημένοι εντός των ηλεκτρογεννητριών ΣΥΝΔΕΣΗ ΜΕ ΔΙΚΤΥΟ Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τον σταθμό τροφοδοτείται στον Υ/Σ Ασπροπύργου (150 / 20kV) της ΔΕΗ στους ζυγούς των 20kV. Η διασύνδεση του σταθμού με τον Υ/Σ Ασπροπύργου γίνεται μέσω δύο όμοιων γραμμών μεταφοράς Μέσης Τάση (ΜΤ) 20kV, δυναμικότητας μεταφοράς 9MW εκάστη. Το μήκος κάθε γραμμής διασύνδεσης από τον οικίσκο της ΔΕΗ στον σταθμό έως τον Υ/Σ Ασπροπύργου ανέρχεται σε 10km. Κάθε μία γραμμή διασύνδεσης αποτελείται από: Υπόγειο συνεστραμμένο καλώδιο ΜΤ 12 / 20 kv, διατομής 3 x mm 2 (XLPE) κατά Τεχνική Περιγραφή ΔΕΗ - ΔΜΚΛΔ 182/94. Τηλεφωνικό καλώδιο - πιλότο 50 ζευγών τύπου A2YF(L)2Y 50 x 2 x 0,8 κατάvde Κατάλληλα συστήματα μετρήσεων (εισερχόμενης - εξερχόμενης ενέργειας και ισχύος) στην αρχή και στο πέρας κάθε γραμμής. Συγκρότημα πινάκων (παροχή ΜΤ) στον οικίσκο της ΔΕΗ στον χώρο του σταθμού. Σύνδεση με το Κέντρο Κατανομής Φορτίου (ΚΚΦ) της ΔΕΗ. 19

21 Εικ.1.8 Τοποθέτηση αγωγών διασύνδεσης με δίκτυο ΔΕΗ Εικ.1.9 Λεπτομέρεια σύνδεσης αγωγών διασύνδεσης με ΔΕΗ Η τοποθέτηση των καλωδίων έγινε από την ΤΟΜΗ ΑΤΕ σύμφωνα με μελέτη και επίβλεψη της ΔΕΗ. Η γραμμή διασύνδεσης εκτείνεται κατά μήκος της Λεωφόρου ΝΑΤΟ και εισέρχεται στον Ασπρόπυργο έως ότου συναντήσει την Ν.Ε.Ο. Αθηνών - Κορίνθου, οπότε συνεχίζει κατά μήκος της έως τον Υ/Σ Ασπροπύργου ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΤΑΘΜΟΥ Η τοποθέτηση των φρεατίων αναρρόφησης είναι δυνατόν να γίνει τόσο σε ΧΔΑ των οποίων η λειτουργία έχει διακοπεί όσο και σε ΧΔΑ των οποίων η λειτουργία συνεχίζεται. Στην παρούσα περίπτωση η τοποθέτηση των φρεατίων έχει γίνει σε τμήμα του ΧΔΑ, η λειτουργία του οποίου έχει διακοπεί, ενώ ταυτόχρονα με την τοποθέτηση των φρεατίων γίνεται και αποκατάσταση της επιφάνειας του χώρου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αξιόπιστη λειτουργία του δικτύου συλλογής βιοαερίου, καθώς δεν αναμένονται επεμβάσεις από τρίτους για άλλες εργασίες κατά τις οποίες είναι δυνατόν να προκληθούν ζημιές στο δίκτυο. Με τον τρόπο αυτό εξασφαλίζεται η ελαχιστοποίηση των πιθανοτήτων αστοχίας τμήματος του δικτύου που μπορεί να προκαλέσει μείωση της διαθέσιμης ποσότητας βιοαερίου στον σταθμό, καθώς και η ανεξέλεγκτη διαφυγή βιοαερίο στην ατμόσφαιρα, που θα είχε ως αποτέλεσμα την μείωση της ανακτώμενης ποσότητας καυσίμου. Τέλος, εξασφαλίζεται ο μέγιστος δυνατός έλεγχος του δικτύου μέσω κατάλληλων διατάξεων δειγματοληψίας και μέτρησης παροχής και πίεσης. Η εκτιμώμενη ετήσια παραγωγή του σταθμού αναμένεται να φτάνει τις 130GWh ετησίως σε ηλεκτρισμό και τις 137,7GWh σε θερμότητα, εφόσον χρησιμοποιηθεί σύστημα ανάκτησης και της θερμότητας των καυσαερίων. Όπως αναφέρθηκε, το 20

22 τελευταίο θα είναι δυνατόν να εγκατασταθεί και εκ των υστέρων εφόσον υπάρξει δυνατότητα χρήσης της θερμικής ενέργειας από καταναλωτές στην περιοχή. Η ηλεκτρική ενέργεια θα πωλείται στον Διαχειριστή του Συστήματος ο οποίος θα υποκαταστήσει την ΔΕΗ που έχει υπογράψει την σχετική σύμβαση αγοράς. Σε γενικές γραμμές μπορεί να επιτευχθεί διαθεσιμότητα παρόμοιων σταθμών άνω του 95%, συμπεριλαμβανομένων και των διαστημάτων τακτικής συντήρησης του εξοπλισμού. Το υπόλοιπο 5% οφείλεται κυρίως σε εξωγενείς παράγοντες και κυρίως σε προβλήματα των ηλεκτρικών δικτύων μέσω των οποίων γίνεται η τροφοδοσία της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας. Οι χειριστές του σταθμού ανέρχονται σε 6 άτομα, ενώ η λειτουργία του σταθμού είναι πλήρως αυτοματοποιημένη και ελέγχεται μέσω κατάλληλων συνδέσεων από απόσταση για την διάγνωση σφαλμάτων και αστοχιών του εξοπλισμού ΚΑΥΣΙΜΟ Στη μάζα των απορριμμάτων μέσα σε ένα χώρο διάθεσης συμβαίνουν πλήθος φυσικών και χημικών φαινομένων τα οποία αφορούν στην αποσύνθεση των απορριμμάτων και την μετατροπή τους σε σταθερές χημικές ενώσεις. Μεταξύ άλλων, παρατηρείται και το φαινόμενο της μεθανογένεσης, δηλ. της δημιουργίας και εκπομπής βιοαερίου. Η διαδικασία παραγωγής καθώς και η σύσταση του βιοαερίου εξαρτάται από πολλές παραμέτρους όπως: ποσότητα και σύσταση των στερεών αποβλήτων, ρυθμός αποδόμησης των οργανικών ενώσεων, πυκνότητα των στερεών αποβλήτων, κλιματολογικές συνθήκες, είδος επικαλύψεων των αποβλήτων, υγρασία, ph και θερμοκρασία του χώρου, λειτουργικά χαρακτηριστικά του χώρου, αρχική συμπίεση των αποβλήτων, βάθος στρώσεων, συνολικό βάθος του χώρου διάθεσης, μέση θερμοκρασία αέρος κ.λπ. Αποτέλεσμα του γεγονότος αυτού είναι να καθίσταται δύσκολη η πρόβλεψη του ρυθμού παραγωγής του, της ποσότητας (όγκου) του καθώς και της σύστασής του. Το μόνο στοιχείο που είναι δεδομένο είναι ότι η ποσότητα και ο ρυθμός παραγωγής του βιοαερίου αυξάνονται όσο προχωράει η ενηλικίωση του χώρου διάθεσης και κορυφώνονται κατά την περίοδο λήξης της απόθεσης των απορριμμάτων (20 έτη, ανάλογα με τον προβλεπόμενο χρόνο ζωής του χώρου διάθεσης). Η δε παραγωγή του βιοαερίου συνεχίζεται, με μειωμένο ρυθμό για μεγάλο χρονικό διάστημα μετά την ολοκλήρωση του χρόνου ζωής του χώρου απόθεσης. Με βάση την εμπειρία και τα βιβλιογραφικά δεδομένα, η παραγωγή βιοαερίου κυμαίνεται μεταξύ m 3 /τον απορριμμάτων, σε μια χρονική περίοδο ετών. 21

23 Το παραγόμενο βιοαέριο χρειάζεται αρκετό καιρό μέχρι να φτάσει να έχει μια σταθερή σύσταση. Τις πρώτες εβδομάδες και μήνες μετά την ταφή των απορριμμάτων, ο χώρος διάθεσης λειτουργεί κάτω από αερόβιες συνθήκες και παράγεται κυρίως διοξείδιο του άνθρακα. Το αέριο που προκύπτει από το αερόβιο αυτό στάδιο περιέχει επίσης οξυγόνο και άζωτο. Όταν ο χώρος περάσει στην αναερόβια φάση αποδόμησης των απορριμμάτων, η ποσότητα του οξυγόνου πλησιάζει σχεδόν το μηδέν ενώ το άζωτο τείνει σε πολύ χαμηλό επίπεδο (λιγότερο από 1%). Τα βασικά αέρια, που είναι τα τελικά προϊόντα του αναερόβιου σταδίου, είναι διοξείδιο του άνθρακα και κυρίως μεθάνιο. Η διαδικασία παραγωγής του μεθανίου αυξάνεται όσο τα μεθανογενή βακτήρια αντικαθίστανται. Το μεθάνιο δεν είναι τοξικό αλλά παράγεται σε μεγάλες ποσότητες και δημιουργεί ασφυκτικές συνθήκες για φυτά και ζώα. Το υδρόθειο και οι μερκαπτάνες σχηματίζονται σε μικρές ποσότητες αλλά είναι υπεύθυνα για την δυσοσμία που αναπτύσσεται. Συστατικό Περιεκτικότητα (% κ.ο., επί ξηρού) Μεθάνιο Διοξείδιο του άνθρακα Άζωτο 2-5 Οξυγόνο 0,1-1,0 Σουλφίδια, μερκαπτάνες, κλπ 0,0-1,0 Αμμωνία 0,1-1,0 Υδρογόνο 0,0-0,2 Μονοξείδιο του άνθρακα 0,0-0,2 Ιχνοστοιχεία 0,01-0,6 Χαρακτηριστικά Τιμή Θερμοκρασία ( ο C) 37,7-48,9 Ειδικό βάρος 1,02-1,06 Υγρασία Κορεσμένο Μέγιστη θερμογόνος δύναμη (kwh/nm 3 ) 4,14-5,17 Πιν.1.5 Σύνθεση και βασικά χαρακτηριστικά βιοαερίου 22

24 Κατά τη σταθεροποίηση του χώρου ταφής, το βιοαέριο αποτελείται κυρίως από μεθάνιο (σε ποσοστό από 55-65%) και διοξείδιο του άνθρακα (σε ποσοστό από 35-45%). Τα ποσοστά και η παρουσία άλλων συστατικών εξαρτάται άμεσα από το είδος των προς διάθεση αποβλήτων και τις συνθήκες ταφής. Η δε θερμογόνος δύναμη του παραγόμενου βιοαερίου κυμαίνεται από 5000Kcal/m3 (κατώτερη) έως 9300Kcal/m 3 (ανώτερη). Ο ρυθμός παραγωγής και η σύσταση του βιοαερίου εκτιμάται ότι σταθεροποιούνται με την πάροδο 2-3 ετών από την έναρξη λειτουργίας του χώρου. Στο μεταβατικό στάδιο, κατά το οποίο η δράση στο χώρο από αερόβια γίνεται αναερόβια, υπάρχει αυξημένη παρουσία υδρογονοπαραγώγων, ενώ όταν η μεθανογένεση σταθεροποιείται, το υδρογόνο περιορίζεται σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις Συλλογή και απαγωγή του βιοαερίου Συστήματα συλλογής και απαγωγής Για τη συλλογή και απαγωγή του βιοαερίου χρησιμοποιούνται ανά περίπτωση τα εξής συστήματα: Παθητικός εξαερισμός μέσω επιφάνειας Σύστημα απαγωγής με οριζόντιους αγωγούς Άντληση βιοαερίου με κατακόρυφα φρεάτια Το βιοαέριο εξέρχεται από το εσωτερικό του ΧΥΤΑ μέσα από τμήματα (παράθυρα) της επιφανειακής κάλυψης τα οποία έχουν διαστρωθεί με οργανικό εδαφικό υλικό (βιόφιλτρα). Πρέπει να σημειωθεί, ότι το εδαφικό υλικό κάλυψης πρέπει να είναι πλούσιο σε βακτήρια, έτσι ώστε να μπορούν να αναπτυχθούν οι κατάλληλες βιοχημικές δράσεις αποδόμησης των οργανικών ενώσεων (εκτιμώμενος ρυθμός αποδόμησης: 50 m 3 CH4/m 2 επιφάνειας /έτος) και επιπλέον, να πραγματοποιείται δέσμευση αερίων. Στην περίπτωση ύπαρξης περιμετρικών τάφρων εξαέρωσης πρέπει να δίδεται ιδιαίτερη προσοχή στην στεγανοποίηση της απόληξης της τάφρου έτσι ώστε να μην επιτρέπει την είσοδο όμβριων υδάτων στο χώρο διάθεσης. 23

25 Εικ.1.10 Εξαερίωση με βιόφιλτρα Άντληση βιοαερίου με κατακόρυφα φρεάτια. Τα κατακόρυφα φρεάτια συλλογής αερίων τοποθετούνται εντός του σώματος του ΧΥΤΑ, σε βάθος ίσο προς το 80-90% του συνολικού ύψους των αποβλήτων που έχουν αποτεθεί και απέχουν από τη μόνωση του πυθμένα τουλάχιστον 2 m. Οι κάθετοι αγωγοί τοποθετούνται εντός «φίλτρου» από αμμοχαλικώδες υλικό (μέγεθος κόκκων> 32 mm, ποσοστό ανθρακικού ασβεστίου <10%) και η διάμετρος τους πρέπει να είναι >200 mm. Οι αποστάσεις μεταξύ των κατακόρυφων αγωγών δεν πρέπει να είναι σε καμία περίπτωση μεγαλύτερη των πενήντα (50) μέτρων. Επίσης, η ακτίνα επιρροής κάθε αγωγού να είναι μικρότερη ή ίση των εικοσιπέντε (25) μέτρων. 24

26 Εικ.1.11 Εγκαταστάσεις απαερίωσης Απαγωγή με οριζόντιους αγωγούς. Η τοποθέτηση των οριζόντιων αγωγών συλλογής γίνεται σε οριζόντιες τάφρους υψηλής διαπερατότητας (μέγεθος κόκκων αμμοχάλικου >32 mm, ποσοστό ανθρακικού ασβεστίου <10 % κ.β.) και πλάτους τουλάχιστον 0,5 m. Οι οριζόντιες τάφροι συλλογής των αερίων τοποθετούνται κάτω από τη μόνωση του ΧΥΤΑ και σε απόσταση μεταξύ τους περίπου 60 m. Η κλίση των αγωγών στα σημεία εξόδου πρέπει να είναι >7%. Στα σημεία αυτά εγκαθίσταται μονάδα συλλογής συμπυκνωμάτων (αφύγρανσης). Η διάμετρος των αγωγών συλλογής πρέπει να είναι > 250mm.Τα φρεάτια συνδέονται μεταξύ τους με οριζόντιο δίκτυο σωληνώσεων από HDPE, που καταλήγει στον σταθμό ηλεκτροπαραγωγής. Το βάθος των φρεατίων ποικίλλει ανάλογα με το βάθος του όγκου των απορριμμάτων, το οποίο κυμαίνεται από 40-50m. Το οριζόντιο δίκτυο φέρει κατάλληλες διατάξεις για την απομάκρυνση του κύριου όγκου των συμπυκνωμάτων από το βιοαέριο και την επανεισαγωγή τους στον ΧΔΑ. Οι σωληνώσεις που ξεκινούν από τα φρεάτια αυτά καταλήγουν ανά ομάδες σε συλλέκτες μέσω των οποίων το βιοαέριο οδηγείται στο πρωτεύον δίκτυο αγωγών και εν συνεχεία στο σταθμό. Κατά την διάνοιξη των φρεατίων του βιοαερίου έχει γίνει καταγραφή του εξαγόμενου από τον ΧΔΑ υλικού, ούτως ώστε να υπάρχει αυτή την στιγμή μια πολύ καλή γνώση της κατανομής και της διαστρωμάτωσης των διαφόρων υλικών εντός του ΧΔΑ η οποία μπορεί να αποδειχθεί χρήσιμη κατά την φάση της λειτουργίας του σταθμού και την απόκτηση περαιτέρω εμπειρίας στο συγκεκριμένο ζήτημα. 25

27 Εικ.1.12 Κατασκευή δικτύου συλλογής βιοαερίου Εικ.1.13 Σύνδεση αγωγού βιοαερίου από HDPE Φ Απαιτήσεις εφαρμογής συστημάτων συλλογής και απαγωγής βιοαερίου Η κατασκευή και λειτουργία του συστήματος συλλογής και απαγωγής των αερίων πρέπει να γίνεται με τρόπο που να εξασφαλίζει πλήρη ασφάλεια στο προσωπικό και στη λειτουργία του ΧΥΤΑ. Πριν την έναρξη λειτουργίας του συστήματος συλλογής, απαγωγής και γενικότερα διαχείρισης των αερίων, συντάσσεται πρόγραμμα παρακολούθησης και ελέγχου του συστήματος. Η εγκατάσταση της γενικής διαχείρισης των αερίων πρέπει να είναι έτοιμη για λειτουργία το αργότερο έξι μήνες μετά την έναρξη λειτουργίας του ΧΥΤΑ. Η ενδεικνυόμενη τεχνική συλλογής και απαγωγής των αερίων περιλαμβάνει τη χρήση οριζόντιων αγωγών και κατακόρυφων φρεατίων. Ο παθητικός εξαερισμός μέσω επιφάνειας «φίλτρου», επιτρέπεται μόνο όταν παράγονται πολύ μικρές ποσότητες αερίων τα οποία αποδεδειγμένα δεν επιβαρύνουν το περιβάλλον και τη δημόσια υγεία. Ο σχεδιασμός διαχείρισης των αερίων γίνεται με βάση υπολογισμούς για την αναμενόμενη μέγιστη ποσότητα παραγωγής τους. Στο σχεδιασμό περιλαμβάνεται και μελέτη πιθανής δυναμικής μετανάστευσης αερίων εκτός του ΧΥΤΑ καθώς και τα τεχνικά μέτρα για την αποτροπή της μετανάστευσης. Εκτός του ΧΥΤΑ διανοίγεται γεώτρηση ανίχνευσης αερίων. Η επιλογή της κατάλληλης θέσης γίνεται με βάση ειδική έρευνα του χώρου. Πρέπει να εξασφαλίζεται η δυνατότητα: α) απομάκρυνσης υδάτων από τα συστήματα συλλογής και απαγωγής των αερίων β) καθαρισμού των αγωγών από τα συμπυκνώματα 26

28 γ) αποφυγή εισόδου αέρα στο σύστημα και δ) ευχερούς και ασφαλούς πρόσβασης για διενέργεια ελέγχων και δειγματοληψιών Το υλικό των αγωγών πρέπει να είναι από ανθεκτικό στις αναμενόμενες φυσικές, χημικές και βιολογικές καταπονήσεις - επιβαρύνσεις. Η διάταξη των συστημάτων συλλογής και απαγωγής των αερίων γίνεται με τρόπο ώστε: α) να μην παρεμποδίζεται η ενεργητική απαγωγή των αερίων και β) να μην επιδρούν αρνητικά στα συστήματα μόνωσης του ΧΥΤΑ. Ο συνδυασμός οριζόντιων και κάθετων συστημάτων συλλογής των αερίων είναι επιθυμητός. Σε όλες τις φάσεις λειτουργίας του ΧΥΤΑ η πίεση που εφαρμόζεται κατά την άντληση των αερίων πρέπει να είναι χαμηλή (υποπίεση). Η ταχύτητα των αερίων εντός των αγωγών να είναι μικρότερη των 10 m/sec Οι αγωγοί πρέπει να έχουν μεταξύ τους όσο το δυνατόν λιγότερα σημεία σύνδεσης και οι συνδέσεις των αγωγών πρέπει να είναι ελαστικές. Στις περιπτώσεις που κατά την απαγωγή διαπιστώνεται υπέρβαση ορίων απαιτείται η άμεση διακοπή της άντλησης 27

29 2. ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ Διάγραμμα ροής τη διεργασίας Kompogas 2.1. Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗΣ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ Η συνεχής αύξηση του όγκου των απορριμμάτων, σε συνδυασμό με τη δυσχέρεια ανεύρεσης χώρων υγειονομικής ταφής, καθιστά αναγκαία την ανέρευση νέων και πιο ορθολογικών λύσεων στο πρόβλημα της διάθεσης των απορριμμάτων. Μια από τις πλέον ορθολογικές μεθόδους διαχείρισης απορριμμάτων είναι η ανακύκλωση. Ως ανακύκλωση μπορεί να οριστεί η διαδικασία της συστηματικής συλλογής, επεξεργασίας και επαναφοράς των υλικών από τα απορρίμματα στο φυσικό και οικονομικό κύκλο. Είναι μια σειρά ενεργειών που επιφέρουν σημαντικά κυρίως, αλλά και οικονομικά οφέλη. Η ανακύκλωση, σε συνδυασμό με άλλες μεθόδους αξιοποίησης αποσκοπεί στο να μειώσει το συνολικό όγκο των προς τελική διάθεση κατά συνέπεια και το κόστος διάθεσης τους, να περιορίσει σε χωματερές αλλά και παράλληλα να οδηγήσει σε πρώτων υλών και ενέργειας, ένας εξίσου σημαντικός λόγος τη στιγμή μάλιστα που καταναλίσκονται αλόγιστα οι φυσικοί πόροι του πλανήτη. 28

30 2.2. ΩΦΕΛΕΙΕΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ Η μείωση της ποσότητας των απορριμμάτων που οδηγούνται προς διάθεση, είτε για ταφή πρόκειται, είτε για καύση, συνεπάγεται και ταυτόχρονη μείωση της ρύπανσης του περιβάλλοντος, ενώ παράλληλα αυξάνει η διάρκεια ζωής των χωματερών, γεγονός ιδιαίτερα σημαντικό τα τελευταία χρόνια δεδομένης της δυσκολίας ανεύρεσης χώρων για τέτοια χρήση. Ακόμη η εφαρμογή προγραμμάτων ανακύκλωσης δίνει τη δυνατότητα να απομακρύνονται σε μεγαλύτερο ποσοστό επικίνδυνα και τοξικά υλικά από τα απορρίμματα πριν την τελική διάθεση τους. Η χρήση ανακυκλωμένων (δευτερογενών) υλικών σε αντικατάσταση πρωτογενών έχει σαν αποτέλεσμα την εξοικονόμηση πρώτων υλών και ενέργειας, αλλά και μείωση της ρύπανσης κατά την παραγωγική διαδικασία των νέων προϊόντων. Στον παρακάτω πίνακα δίνονται οι ωφέλειες που προκύπτουν αν αντικατασταθούν οι πρώτες ύλες με δευτερογενή υλικά που προέρχονται από ανακύκλωση. Χαρτί Γυαλί Χαλκός Αλουμίνιο Ενέργεια (%) Αέρια ρύπανση (%) Ρύπανση νερών (%) Χρήση νερού (%) Πιν.2.1 Ωφέλειες από αντικατάσταση πρώτων υλών από υλικά ανακύκλωσης 2.3. ΜΟΝΑΔΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗΣ ΕΣΔΚΝΑ Γενικές πληροφορίες Η παραγωγική κατεύθυνση της πρώτης πιλοτικής μονάδας μηχανικής ανακύκλωσης αστικών απορριμμάτων, στο χώρο διάθεσης Άνω Λιοσίων, έχει καθοριστεί ως αποτέλεσμα του συνδυασμού της οικολογικής αντίληψης για ανακύκλωση των οργανικών υλικών στο έδαφος και της τεχνοοικονομικής αξιοποίησης των προϊόντων του, είτε προς την κατεύθυνση της θερμικής αξιοποίησης προϊόντων του, που δεν επιβαρύνουν το περιβάλλον, είτε προς τη διοχέτευση στην αγορά προϊόντων, που είναι δυνατόν να εισέλθουν εκ νέου στην παραγωγική διαδικασία. 29

31 Η ημερήσια δυναμικότητα του Εργοστασίου σε επεξεργασία απορριμμάτων ανέρχεται στους 1200 τόνους, γεγονός που το καθιστά ένα από τα μεγαλύτερα εργοστάσια επεξεργασίας απορριμμάτων σε παγκόσμια κλίμακα. Το Εργοστάσιο προβλέπεται να παράγει ημερησίως 361 τόννους compost, 353 τόννους RDF, 40 τόννους σιδηρούχα μέταλλα και αλουμίνιο ενώ 333 τόννοι θα οδηγούνται ως άχρηστα προς ταφή στο παρακείμενο χώρο υγειονομικής ταφής υπολειμμάτων. Συγκεκριμένα, το παραγόμενο compost είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθεί στην ανάπτυξη του περιαστικού πρασίνου της Αττικής ή άλλων περιοχών, ως εδαφοβελτιωτικό στους δημοτικούς κήπους, στην ανάπλαση λατομείων και σε άλλες παρεμφερείς χρήσεις. Το RDF αποτελεί την πλέον εξευγενισμένη μορφή καυσίμου, η οποία είναι δυνατόν να προκύψει από τα σύμμικτα αστικά απορρίμματα. Το καύσιμο αυτό είναι σε θέση να καταστήσει τεχνικοοικονομικά σκόπιμη την επένδυση του εργοστασίου μηχανικής ανακύκλωσης και να προσδώσει σε αυτήν όλα τα οικονομικά οφέλη της καύσεως του συνόλου των απορριμμάτων ως έχουν. Τέλος οι συμπιεσμένοι κύβοι σιδηρούχων και αλουμινούχων υλικών εισέρχονται εκ νέου στην παραγωγική διαδικασία ως πρώτες ύλες στα χυτήρια των αντίστοιχων βιομηχανιών Περιγραφή του έργου Μονάδα υποδοχής απορριμμάτων Η Μονάδα Υποδοχής των Απορριμμάτων εξυπηρετεί την παραλαβή των σύμμεικτων απορριμμάτων και την εκκένωση των απορριμματοφόρων. Επιπλέον, παρέχει αποθηκευτική ικανότητα για την παραλαβή της μέγιστης ποσότητας απορριμμάτων τη Δευτέρα και τη σταδιακή επεξεργασία τους κατά τη διάρκεια της εβδομάδας. Τα απορρίμματα που συλλέγονται στη Δεξαμενή Υποδοχής -Αποθήκευσης, παραλαμβάνονται στη συνέχεια από σύστημα Γερανογέφυρας - Αρπάγης και απορρίπτονται σε Χοάνη Παραλαβής - Τροφοδοσίας του Εργοστασίου. Η λειτουργία της Γερανογέφυρας είναι αυτοματοποιημένη, ώστε ο χειριστής να εκτελεί με τον ευχερέστερο τρόπο την παραλαβή και εκφόρτωση των απορριμμάτων προς τη Χοάνη Παραλαβής και τις λοιπές εργασίες (διάστρωση απορριμμάτων στη δεξαμενή, απομάκρυνση ογκωδών, κ.λ.π.). Η Χοάνη Παραλαβής περιλαμβάνει ενσωματωμένη πλακοταινία για την παραλαβή των απορριμμάτων και δοσομέτρηση των απορριμμάτων προς τις κατάντη μονάδες. Η πλακοταινία είναι ρυθμιζόμενης παροχής που μεταβάλλεται αυτόματα μέσω ρυθμιστή συχνότητας. Επιπλέον, πριν την τροφοδοσία των απορριμμάτων προς τη Μηχανική Διαλογή γίνεται διάσχιση των σάκκων απορριμμάτων. Ο σχίστης έχει μορφή πλακοταινίας και φέρει μικρές αιχμηρές κοπτικές λάμες αναρτάται δε σε κατάλληλη θέση πλησίον της θέσης απόρριψης της κυρίως πλακοταινίας και τοποθετείται υπό μικρότερη κλίση ως προς αυτή. 30

32 Ταυτόχρονα με την τροφοδοσία των απορριμμάτων πραγματοποιείται η τροφοδοσία της λάσπης και των κλαδιών - χόρτων ή άλλων υλικών, ρυθμιστικών του πορώδους του υγρού κλάσματος δηλαδή του οργανικού υλικού από το οποίο μετά την σχετική επεξεργασία παράγεται το compost Το μέτωπο τροφοδοσίας της λάσπης και των ρυθμιστικών του πορώδους υλικών είναι το ίδιο με αυτό των απορριμμάτων. Η γραμμή τροφοδοσίας της λάσπης αναπτύσσεται σε παράλληλες γραμμές δοσομέτρησης Μονάδα μηχανικής διαλογής Στόχος της Μονάδας Μηχανικής Διαλογής είναι ο διαχωρισμός των εισερχόμενων σύμμεικτων απορριμμάτων προς παραγωγή εσσάρων κλασμάτων, από τα οποία παράγονται προϊόντα τελικώς εμπορεύσιμα από πλευράς προσμίξεων και λοιπών προδιαγραφών: 1) Του κλάσματος προς κομποστοποίηση, για την παραγωγή εμπορεύσιμου compost κατόπιν ελεγχόμενης βιοαποδόμησης των οργανικών. Το προϊόν compost δύναται να διατεθεί σε αναπλάσεις τοπίων, ανάπτυξη περιαστικού πρασίνου ή και ως υλικό ημερήσιας κάλυψης ΧΥΤΑ. 2) Του κλάσματος προς παραγωγή καύσιμης ύλης RDF (Refuse Derived Fuel), από μίγμα χαρτιού, πλαστικού και άλλων ελαφρών καύσιμων υλικών, σε τελική μορφή δεμάτων. Το εν λόγω καύσιμο υλικό μπορεί να διατεθεί προς θερμική αξιοποίηση και παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. 3) Σιδηρούχα (μαγνητιζόμενα) μέταλλα προς ανακύκλωση 4) Αλουμίνιο προς ανακύκλωση Πέραν της παραγωγής των ως άνω κλασμάτων, ο όλος σχεδιασμός στοχεύει επίσης στο διαχωρισμό υλικών, που η παρουσία τους είναι ανεπιθύμητη είτε κατά την περαιτέρω επεξεργασία των παραπάνω κλασμάτων, είτε στα τελικά προϊόντα Η Μονάδα Μηχανικής Διαλογής, περιλαμβάνει τα παρακάτω κύρια στάδια Επεξεργασίας: Πρωτοβάθμια Κοσκίνιση των απορριμμάτων Στη μονάδα αυτή πραγματοποιείται διαχωρισμός των απορριμμάτων με στόχο την απομάκρυνση ευμεγεθών στερεών αλλά και λεπτόκοκκων, για την παραγωγή ομοιόμορφου κλάσματος και τη διευκόλυνση των παραπέρα διαδικασιών. Συγκεκριμένα απομακρύνονται: 31

33 I. Eυμεγέθη υλικά (> 250 mm) Με την απομάκρυνση των ευμεγεθών στερεών, εξασφαλίζεται η σωστή λειτουργία των κατάντη μονάδων, καθότι αποφεύγονται προβλήματα κατά τη διακίνηση των απορριμμάτων (π.χ. εμπλοκή επί της οροφής των μεταφορικών ταινιών κ.λ.π.) και επιπλέον αυξάνει η απόδοση των κατάντη μηχανικών διαχωρισμών. Τα ευμεγέθη απορρίμματα αφορούν ποικιλία υλικών, όπως ξύλα, χαρτόνι, πλαστικά συσκευασίας, δέρματα, υφάσματα, ευμεγέθη σιδηρά (δοχεία κ.λ.π.) και γενικά υλικά που μπορούν να ανακτηθούν κατόπιν κατάλληλης επεξεργασίας και να αποδοθούν στη γραμμή παραγωγής RDF. Ο κύριος όγκος των απορριμμάτων μεγέθους μικρότερου των 250mm, διέρχεται από το κόσκινο και παραλαμβάνεται κάτωθεν αυτού σε κατάλληλα διαμορφωμένη χοάνη, απ' όπου τροφοδοτείται στο επόμενο στάδιο Μηχανικής Διαλογής (Δευτεροβάθμιο Κόσκινο). II. Λεπτόκοκκα υλικά (<15mm) Tα στερεά αυτά, κατά τεκμήριο αφορούν σκόνη και αδρανή. Επιπλέον, απομακρύνονται θρυμματισμένα γυαλιά και άλλα μικρού μεγέθους αντικείμενα (μεταλλικά ή πλαστικά) των οποίων η ανάκτηση είναι ιδιαίτερα δυσχερής και δαπανηρή και ως εκ τούτου απορρίπτονται ως άχρηστα για τελική διάθεση στο χώρο Υγειονομικής Ταφής (παρακείμενο ΧΥΤΑ) Δευτεροβάθμια Κοσκίνιση των Απορριμμάτων Το δευτεροβάθμιο κόσκινο, που αποτελεί θέση κλειδί της Μονάδας Μηχανικής Διαλογής, επιτυγχάνει το διαχωρισμό των απορριμμάτων για την παραγωγή τριών βασικών κλασμάτων: -ενός κλάσματος μεγέθους 40 έως 80mm, που εν συνεχεία υπόκειται περαιτέρω επεξεργασία προτού τροφοδοτηθεί στη γραμμή κομποστοποίησης, -ενός κλάσματος μεγάλου μεγέθους (80 έως 250mm) για την τροφοδοσία της γραμμής παραγωγής καύσιμου RDF. 32

34 -υλικά μεγέθους <40mm που εν συνεχεία οδηγούνται απευθείας προς ανάμιξη -ομογενοποίηση με τα υπόλοιπα, προς κομποστοποίηση, οργανικά κλάσματα. Στο πρώτο κλάσμα γίνεται ανάκτηση κυρίως των οργανικών υλικών. Παραλαμβάνονται επίσης μικρές ποσότητες μετάλλων, που διαχωρίζονται στη συνέχεια μαγνητικά, καθώς επίσης και μικρές ποσότητες χαρτιού, μεγάλων τεμαχίων γυαλιών (καθότι δεν προηγείται τεμαχισμός) και λοιπών ευμεγεθών αδρανών. Τα τελευταία, είναι ανεπιθύμητα για την παραγωγή του compost, καθότι ελαττώνουν την εμπορευσιμότητα και αξία του προϊόντος. Στο δεύτερο κλάσμα, ήτοι στα υλικά που δεν διέρχονται του κόσκινου, παραλαμβάνεται το χαρτί και τα πλαστικά, που αποτελούν τη βάση για την παραγωγή του καύσιμου υλικού RDF. Επιπλέον, παραλαμβάνονται ορισμένα υλικά απ' ευθείας ανακυκλούμενα (π.χ. μέταλλα και κουτιά αλουμινίου). Τέλος, σημαντικό ποσοστό αποτελούν ορισμένα απορρίμματα που στόχος είναι να διαχωριστούν το συντομότερο, προ της τροφοδοσίας του κλάσματος στη μονάδα παραγωγής RDF: -πλαστικές φιάλες (νερού ή αναψυκτικών),πλαστικά κύπελλα (γιαουρτιών, κ.λ.π.), γυάλινα αντικείμενα (μπουκάλια ολόκληρα ή σπασμένα). Στο τρίτο κλάσμα, ήτοι υλικά που διέρχονται των οπών 40mm του εν λόγω κοσκίνου, γίνεται ανάκτηση οργανικών μικρού σχετικά μεγέθους (<40mm), κατάλληλου για κομποστοποίηση (<40mm), χωρίς περαιτέρω επεξεργασία Επεξεργασία Υλικών προς Κομποστοποίηση-Βιοαντιδραστήρας- Τριτοβάθμιο κόσκινο Ο βιοαντιδραστήρας συνίσταται σε έναν χαλύβδινο κύλινδρο, που περιστρέφεται συνεχώς με διαφορετικές ταχύτητες κατά την διάρκεια της μέρας και της νύκτας και διαθέτει επαρκή χωρητικότητα για την παραμονή των απορριμμάτων εντός αυτού επί 24 ώρες. Κατ' αντιρροή με την όδευση των υλικών εμφυσάται από φυσητήρες αέρας. Ο βιοαντιδραστήρας έχει πολλαπλή χρησιμότητα και στόχους: -επιτυγχάνει την ελάττωση του μεγέθους των οργανικών λόγω ανάπτυξης τριβών κατά την περιστροφή του και λόγω κοπής επί των εσωτερικών λαμών που φέρει. -επιτυγχάνει την έναρξη των βιολογικών διεργασιών κομποστοποίησης, που λόγω του ότι συντελούνται σε κλειστό χώρο, υπό πλήρη ανάδευση και ελεγχόμενες συνθήκες αερισμού και υγρασίας, προάγονται ταχύτατα, ώστε να ελαττώνεται ο χρόνος που απαιτείται στην κυρίως μονάδα. 33

35 -τα μη ζυμώσιμα υλικά διέρχονται άθικτα στην έξοδο και δύνανται να διαχωριστούν με κοσκίνιση. Με τη χρήση του βιοαντιδραστήρα, ελαττώνεται η υγρασία του κλάσματος μέσω εξατμισοδιαπνοής (λόγω του αερισμού, της υψηλής θερμοκρασίας και της ταυτόχρονης ανακίνησης της μάζας των υλικών). Το γεγονός αυτό, υποβοηθά σημαντικά τη διαδικασία της κοσκίνισης και αυξάνει το βαθμό ανάκτησης του οργανικού κλάσματος, με υψηλή καθαρότητα. Μετά τον βιοαντιδραστήρα εγκαθίσταται τριτοβάθμιο κόσκινο, με οπές διέλευσης 40mm. Από τη λειτουργία του βιοαντιδραστήρα παράγονται δύο κλάσματα: -Οργανικό κλάσμα προς κομποστοποίηση (μεγέθους < 40mm) -Ετερογενή υλικά προς απόρριψη (μεγέθους από 40 έως 80 mm) Το οργανικό κλάσμα, πριν την τροφοδοσία του προς τη Μονάδα Ταχείας Κομποστοποίησης, οδηγείται προς αναμίκτη για την προσθήκη ιλύος, κλαδιών, ανακυκλούμενου μη πλήρως κομποστοποιημένου υλικού από το ραφινάρισμα του ρεύματος λεπτόκοκκων από τον βαλλιστικό διαχωριστή και του κλάσματος <40mm από τη δευτεροβάθμια κοσκίνηση και του κλάσματος οργανικών μεγέθους <50mm προερχόμενα εκ του βαλλιστικού διαχωρισμού. Τα ετερογενή υλικά μεγέθους από 40 έως 80mm αποτελούνται κατά κύριο λόγο από αδρανή, πλαστικά, γυαλιά και άλλα μη ανακτήσιμα υλικά και για το λόγο αυτό απορρίπτονται προς τον ταινιόδρομο συλλογής των άχρηστων Επεξεργασία Ρεύματος προς Παραγωγή RDF Η δευτεροβάθμια κοσκίνιση αποτελεί θέση κλειδί της Μονάδας Μηχανικής Διαλογής, καθότι επιτυγχάνει το διαχωρισμό των απορριμμάτων προς δύο κύρια ρεύματα: το ρεύμα προς κομποστοποίηση (40 έως 80 mm) και το ρεύμα προς παραγωγή καύσιμου RDF (80 έως 250 mm). Το ρεύμα στερεών, μεγέθους από 80 έως 250mm, πέραν των υλικών πουπροορίζονται για την παραγωγή RDF, περιέχει επίσης διάφορα υλικά που σκόπιμοείναι να ανακτηθούν πριν το λειοτεμαχισμό του (π.χ. φιάλες πλαστικού, γυαλί,αλουμίνιο, κ.λ.π.) Σαν βέλτιστη επιλογή για τον διαχωρισμό των υλικών, τόσο διαφορετικού ειδικού βάρους, όσο και μεγέθους (δεδομένου ότι δεν έχει προηγηθεί λειοτεμαχισμός), επελέγη ο βαλλιστικός διαχωριστής - κόσκινο. 34

36 Βαλλιστικός Διαχωρισμός - Κοσκίνιση Στη διάταξη αυτή, τα απορρίμματα διαστρώνονται ομοιόμορφα στην επιφάνεια μίας διάτρητης τράπεζας, τοποθετημένης με κλίση ως προς την οριζόντια. Η επιφάνεια της τράπεζας δονείται συνεχώς εκτελώντας κυκλική κατακόρυφη κίνηση, που έχει σαν αποτέλεσμα τη διαφορετική συμπεριφορά μετακίνηση των υλικών ανάλογα με το σχήμα τους και τις ιδιότητές τους (slenderner/rigidity): I. Βαρέα υλικά Τα σκληρά, άκαμπτα στερεά (π.χ. φιάλες πλαστικού, σκληρό πλαστικό ευγενές, γυαλί, αλουμίνιο, μέταλλα, κ.λ.π.), μετά την πρόσπτωσή τους στη δονούμενη επιφάνεια αναπηδούν εκ νέου, τείνοντας να οδηγηθούν στην χαμηλότερη πλευρά όπου και συλλέγονται στην κατηγορία των βαρέων. Τα βαριά υλικά, μεταφέρονται μέσω ταινιοδρόμου προς διάταξη μαγνητικού διαχωρισμού σιδηρών και διάταξη διαχωρισμού μη μαγνητιζόμενων μεταλλικών υλικών (αλουμινίου). Μετά την ανάκτηση των ανακυκλούμενων μετάλλων τα υπολειπόμενα απορρίμματα απορρίπτονται ως άχρηστα (για τελική διάθεση στο Χώρο Υγειονομικής Ταφής), ενώ επιπλέον είναι δυνατή η ανάκτηση μέρους αυτών μελλοντικά και εφόσον απαιτηθεί (πλαστικές φιάλες). II. Ελαφρά υλικά Τα ελαφρά, επίπεδα και εύκαμπτα υλικά αντίθετα μεταφέρονται σταδιακά προς τα πάνω (αντίθετα προς την κλίση της τράπεζας), όπου εξέρχονται. Τα ελαφρά υλικά, αποτελούμενα κυρίως από χαρτί και πλαστικά, είναι κατάλληλα για την τροφοδοσία της γραμμής παραγωγής RDF. Για το σκοπό αυτό, διέρχονται από Λειοτεμαχιστή, που περιγράφεται στη συνέχεια, πριν την μεταφορά τους στο Κτίριο Παραγωγής Καύσιμου RDF. III. Λεπτόκοκκα υλικά Τα επεξεργαζόμενα απορρίμματα θα πρέπει να θεωρηθεί ότι έχουν μέγεθος 80 έως 250mm, λόγω προηγούμενης διέλευσής τους από τα αντίστοιχα κόσκινα. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της παραμονής τους επί του βαλλιστικού διαχωριστή και λόγω της συνεχούς ανατάραξης - εκτόξευσής τους, τυχόν εγκλωβισμένα ή προσκολλημένα οργανικά υλικά διαχωρίζονται, ενώ επιπλέον παρατηρείται μικρή ελάττωση του μεγέθους των οργανικών, με αποτέλεσμα ένα σημαντικό μέρος αυτών να διέρχεται από τις οπές της επιφάνειας του κόσκινου, μεγέθους 50 mm. 35

37 Λειοτεμαχιστής Υλικών προς Παραγωγή RDF Προ της τροφοδοσίας των ελαφρών υλικών που διαχωρίζονται στο βαλλιστικό κόσκινο προς τη μονάδα RDF απαιτείται η ελάττωση του μεγέθους τους με τη διέλευσή τους μέσω καταλλήλων λειοτεμαχιστών (δύο ανά γραμμή επεξεργασίας) Διαχωρισμός Σιδηρών - Μη Μαγνητιζόμενων Μετάλλων (Αλουμινίου) Η απομάκρυνση των σιδηρών (μαγνητιζόμενων) υλικών, λαμβάνει χώρα σε πολλές θέσεις/γραμμές επεξεργασίας εντός της Μονάδας Μηχανικής Διαλογής, με χρήση κατάλληλων μαγνητικών διαχωριστήρων. Ειδικότερα, τα σιδηρά (μαγνητιζόμενα) υλικά διαχωρίζονται στις εξής θέσεις: -στο οργανικό κλάσμα (>40mm και <80mm), αμέσως μετά το Δευτεροβάθμιο Κόσκινο. Κατ' αυτό τον τρόπο πραγματοποιείται αύξηση της ανάκτησης του μετάλλου.στη θέση αυτή ο μαγνητικός διαχωρισμός επιβάλλεται και για λειτουργικούς λόγους, διότι σε αντίθετη περίπτωση τα μέταλλα στις συνθήκες παραγωγής του compost διαβρώνονται, με αποτέλεσμα την αύξηση της περιεκτικότητας τους στο compost -στο κλάσμα RDF (80 έως 250 mm), μετά το βαλλιστικό διαχωριστή. -στο κλάσμα ευμεγεθών (> 250 mm), προς ανάκτηση και επιπλέον προστασία του κόφτη/τεμαχιστή. Τελικά, το σύνολο των ανακυκλούμενων σιδηρών οδηγείται προς τη Μονάδα Συμπίεσης αυτών. Το ρεύμα βαρέων υλικών που διαχωρίζονται στο βαλλιστικό κόσκινο (μεγέθους 50 έως 250 mm) περιέχει τη μεγαλύτερη ποσότητα μη μαγνητιζόμενων μετάλλων και κυρίως αλουμινίου. Για το λόγο αυτό αρχικά διέρχεται από μαγνήτη, για το διαχωρισμό των σιδηρών και στη συνέχεια μέσω κατάλληλης διάταξης επαγωγικού μαγνητικού πεδίου (Eddy current), για το διαχωρισμό του αλουμινίου προς ανακύκλωση και παραγωγή εμπορεύσιμου υλικού. 36

38 Κομποστοποίηση - Μονάδα υποδοχής - τροφοδοσίας - ομογενοποίησης υλύος / κλαδιών Τα οργανικά απόβλητα αποτελούν το 40-60% των οικιακών αποβλήτων, και εκτός από του σημαντικό χώρο που καταλαμβάνουν στις χωματερές και στους ΧΥΤΑ δημιουργούν σημαντικό περιβαλλοντικό προβλήματα, κυρίως εξαιτίας του βιοαερίου που παράγουν. Η λύση της κομποστοποίησης υιοθετείται δυναμικά στην Ευρώπη, ενώ στη χώρα μας βρίσκεται ακόμα στο στάδιο της... εκκόλαψης. Η κομποστοποiησn είναι μια μέθοδοs που μιμείται και επιταχύνει τις διεργασίες αποδόμησης που συμβαίνουν στn φύση. Ουσιαστικά αναφέρεται στους μικροοργανισμούs που βρίσκονται στα οργανικά απόβλητα (φύλα, κλαδιά, λαχανικά, λουλούδια κ.ά.) οι οποίοι έχουν τnν ιδιότητα να μετατρέπουν τα σκουπίδια σ' ένα σταθεροποιημένο υλικό το οποίο μοιάζει με χώμα και ονομάζεται compost. Καθώς οι μικροοργανισμοί «τρώνε» τα απόβλητα, αναπτύσσονται και πολλαπλασιάζονται, το ΡΗ αλλάζει, η θερμοκρασία του σωρού των αποβλήτων αυξάνει, και τα απόβλητα μετασχηματίζονται σε πιο πολύπλοκες και σταθερές οργανικές ενώσεις. Πρόκειται για έναν φυσικό τρόπο ανακύκλωσης των οργανικών υλικών. Αυτό που με φυσικέs διαδικασίες θα χρειαζόταν πολύ χρόνο μπορεί να γίνει με τεχνητό τρόπο, σε διάστημα περίπου 4 μηνών, με κατάλληλες μεθόδουs ελέγχου τns θερμοκρασίας, τns υγρασίας και του αερισμού. Επιστημονικά, μπορούμε να πούμε πως n κομποστοποιηση είναι μια εξώθερμη διαδικασία βιολογικής αποσύνθεσης βιοδιασπώμενων υλικών, n οποία πραγματοποιείται είτε αερόβια με παρουσία οξυγόνου, είτε αναερόβια χωρίς την παρουσία οξυγόνου. Ο πιο απλός τρόπος παραγωγής compost ο οποίος χρησιμοποιείται στα πιλοτικά προγράμματα είναι η τοποθέτηση οργανικών απορριμμάτων σε ειδικούς κάδους κομποστοποίησης, με πάτο ή χωρίς, ανάλογα με το εάν προορίζονται για τον κήπο ή το μπαλκόνι. Οι κάδοι είναι ανοιχτοί στο πάνω μέρος, για να προστίθενται εύκολα τα οργανικά απορρίμματα και για να υπάρχει ευκολία στο ανακάτωμα του κάδου. Τα απορρίμματα πρέπει να ανακατεύονται, να βρίσκονται σε κατάλληλη θερμοκρασία και να αερίζονται. Οφέλη Κομποστοποίησης Η διαδικασία τns κομποστοστοποίησης μειώνει τον όγκο των οργανικών αποβλήτων. Το τελικό προϊόν είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί είτε ως φυτίχομα ή λίπασμα σε γεωργικές και αγροτικές δραστηριότητες, είτε ως εδαφοβελτιωτικό σε εδάφη που χρήζουν αποκατάσταση. Λόγω της μη παραγωγής οσμών κατά την πραγμάτωση η κομποστοποίηση δεν προκαλεί κοινωνικές αντιδράσεις. Μειώνεται η παραγωγή αερίων του θερμοκηπίου στις χωματερές από την αποσύνθεση των οργανικών απορριμμάτων. 37

39 Τεχνολογίες και μέθοδοι Οι μέθοδοι που xχρησιμοποιούνται για τη βιολογική σταθεροποίηση των οργανικών στερεών υπολειμμάτων είναι δυο τύπων: των ανοικτών δοχείων (the windrow process, the static pile process ) και των κλειστών δοχείων (in vessel). Η διεργασία εξελίσσεται κυρίως σε τέσσερις φάσεις. Λανθάνουσα φάση (20 0 C): εμφάνιση βακτηρίων και μικροοργανισμών στην πρώτη ύλη. Φάση ανάπτυξηs (22 0 C C): αύξηση μικροοργανισμών - αύξηση θερμοκρασία μετάβαση υλικού σε μεσόφιλη κατάσταση. Θερμόφιλη φάση (40 0 C-70 C): μεγίστηn θερμοκρασία - αδρανοποίηση παθογόνων μικροοργανισμών, καθώς και των σπόρων των ζιζανίων. Φάση ωρίμανσης ή χρησιμοποίησης (40 0 C, ατμοσφαιρική): τελική βιολογική σταθερότατα - παραγωγή χουμικών οξέων. Στις περισσότερες ευρωπαϊκές πόλεις χρησιμοποιούνται οι ανοιχτές μονάδες (για τοπράσινο των δήμων, όχι για τα οικιακά ή γεωργικά απόβλητα), όπου το μείγμα της πρώτης ύλης τοποθετείτε σε σειρές και αναμιγνύεται περιοδικά, συνήθωςs μηχανικά. Μια επίσης διαδεδομένη τεχνική είναι οι αεριζόμενοι διάτρητοι σάκοι από πλαστικό (LDPE). Το υλικό τοποθετείται σε αυτούs τους σάκουs (Pods).Και αερίζεται με ειδικό φυσητήρα, ο oποίος τους τροφοδοτεί με οξυγόνο. Η διαδικασία διαρκεί περίπου 8-12 εβδομάδες. Το οργανικό κλάσμα που διαχωρίζεται από τα σύμμεικτα αστικά απορρίμματα στη Μονάδα Μηχανικής Διαλογής, πριν την κομποστοποίηση του αναμιγνύεται με ποσότητα πρωτοβάθμιας βιολογικής ιλύος μέχρι 300 τόννους ανά ημέρα από τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων της Ψυτάλλειας υπό ταυτόχρονο τροφοδοσία ποσότητας 130 τόννων ανά ημέρα κλαδιών και χόρτων που συλλέγονται από τους Δήμους Αττικής. Η κομποστοποίηση των υλικών αυτών από κοινού με το οργανικό κλάσμα, προσδίδει στη διεργασία τα ακόλουθα πλεονεκτήματα : επιταχύνονται οι διεργασίες κομποστοποίησης, λόγω ρύθμισης του λόγου C/N προς επιθυμητές τιμές που πλησιάζουν εκείνες του μικροβιακού κυττάρου (περίπου 10/1). Τα απορρίμματα έχουν υψηλό λόγο C/N που βρίσκεται μεταξύ 20/1 και 25/1 ή και υψηλότερο, ενώ η βιολογική ιλύς χαρακτηρίζεται από χαμηλό λόγο C/N που κυμαίνεται μεταξύ 6/1 και 8/1. Τα κλαδιά χαρακτηρίζονται από πολύ υψηλό λόγο συνήθως 200/1. αυξάνεται η παραγωγή των ποσοτήτων compost του εργοστασίου τα κλαδιά είναι επιθυμητά διότι λόγω του υψηλού κυτταρινικού και λιγνινικού περιεχομένου τους αυξάνουν σημαντικά το χουμικό περιεχόμενο του τελικού προϊόντος είναι δε και απαραίτητα με παροχή 130 τόννων την ημέρα για την ρύθμιση του πορώδους του προς κομποστοποίηση μείγματος που περιέχει μέχρι 300 τόννους βιολογική λάσπη την ημέρα. 38

40 Δίδεται μία περιβαλλοντικά επωφελής λύση στη τελική διάθεση των εν λόγω υλικών που άλλως θα οδηγούνταν προς ταφή στο παρακείμενο ΧΥΤΑ Η ιλύς μεταφέρεται μέσω μεταφορικών κοχλιών προς ανάμειξη με το ρεύμα κλαδιών - χόρτων, του ατελώς κομποστοποιημένου υλικού, του οργανικού κλάσματος από τον βαλλιστικό διαχωριστή,του οργανικού κλάσματος που εξέρχεται από το τριτοβάθμιο κόσκινο και του κλάσματος μεγέθους <40 mm από τη δευτεροβάθμια κοσκίνηση. Τα κλαδιά - χόρτα τροφοδοτούνται προς την μονάδα τεμαχισμού τους. Τα τεμαχισμένα κλαδιά και χόρτα δοσομετρούνται μέσω κοχλιών προς ταινιόδρομο, ο οποίος τα μεταφέρει στον ταινιοδρόμο μεταφοράς των κλαδιών-χόρτων, του μη πλήρως κομποστοποιημένου υλικού και του οργανικού κλάσματος από τον βαλλιστικό διαχωριστή προς την διάταξη ανάμειξης με το οργανικό κλάσμα που εξέρχεται από το τριτοβάθμιο κόσκινο, το οργανικό κλάσμα <40mm από τη δευτεροβάθμια κοσκίνηση και με τη βιολογική ιλύ Μονάδα ταχείας κομποστοποίησης - Δυναμικής ωρίμανσης Η τεχνολογία Ταχείας Κομποστοποίησης του οργανικού κλάσματος είναι αυτή των καναλιών κομποστοποίησης (bay composting). Η μονάδα ταχείας κομποστοποίησης - δυναμικής ωρίμανσης σχεδιάζεται για την συνεπεξεργασία με το οργανικό κλάσμα των απορριμμάτων 300tn πρωτοβάθμιας λάσπης από τον σταθμό επεξεργασίας αστικών λυμάτων της Ψυττάλλειας υπό ταυτόχρονη τροφοδοσία 130tn τεμαχισμένων ξύλων την ημέρα. Στη Μονάδα Κομποστοποίησης θα εισέρχονται καθημερινά περί τους 1000 τόννους οργανικό κλάσμα προς κομποστοποίηση ενώ θα εξέρχονται προς Ραφνιαρία ημερησίως περί τους 500 τόννους compost. Η μονάδα ταχείας κομποστοποίησης - δυναμικής ωρίμανσης περιλαμβάνει 48 αεριζόμενα κανάλια. Ο χρόνος παραμονής στο τμήμα κομποστοποίησης είναι 40 ημέρες ενώ στο τμήμα ωρίμανσης 6 ημέρες. Τα 48 κανάλια της μονάδας κομποστοποίησης - ωρίμανσης κατανέμονται σε τρεις γραμμές οι οποίες αντιστοιχούν στις τρεις γραμμές του τμήματος μηχανικής διαλογής. Κάθε γραμμή αποτελείται από τέσσερις τετράδες καναλιών οι οποίες τροφοδοτούνται από την αντίστοιχη γραμμή Μηχανικής Διαλογής με ανεξάρτητο σύστημα ταινιοδρόμων. Κάθε τετράδα καναλιών διαθέτει αυτόνομο σύστημα διανομής υλικού. Καθημερινά τροφοδοτούνται συνολικά 24 κανάλια δηλαδή 8 κανάλια ανά γραμμή ή δύο από τις τέσσερις τετράδες κάθε γραμμής. Καθημερινά σε ισάριθμα κανάλια εκτελείται ανάδευση και προώθηση του υλικού. Για την ανάδευση και την προώθηση του υλικού χρησιμοποιούνται έξι μηχανές ανάδευσης. Αντιστοιχούν δύο μηχανές ανά γραμμή, κάθε μία από τις οποίες εξυπηρετεί δύο τετράδες καναλιών. Κάθε μηχανή αναδεύει και προωθεί το υλικό σε τέσσερα κανάλια ανά ημέρα τα οποία τροφοδοτούνται με υλικό την επόμενη μέρα. Ο χρόνος που μεσολαβεί μεταξύ δύο διαδοχικών αναδεύσεων του ίδιου καναλιού, όπως προαναφέρθηκε, είναι 2 εργάσιμες ημέρες. 39

41 Για τον αερισμό του υλικού που βρίσκεται στο τμήμα κομποστοποίησης κάθε κανάλι διαθέτει ψευδοδάπεδο το οποίο επιτρέπει την διέλευση του αέρα. Το ψευτοδάπεδο επτιτρέπει επίσης την διέλευση στραγγιδίων, που οδηγούνται στον βιολογικό καθαρισμό του Εργοστασίου. Το μήκος του καναλιού που αντιστοιχεί στο τμήμα κομποστοποίησης διαιρείται σε τέσσερις ζώνες αερισμού Μονάδα ραφιναρίσματος - Compost Το παραγόμενο compost μετά την ωρίμανσή του οδηγείται προς ραφινάρισμα, που συνίσταται στο διαχωρισμό του compost από ξένες προσμίξεις (κυρίως γυαλί, σκληρά πλαστικά, χαλικάκι, film πλαστικών), καθώς και από τα μη πλήρως κομποστοποιημένα οργανικά στερεά. Ο διαχωρισμός των υλικών με κριτήριο το μέγεθος γίνεται με διέλευση του compost από διάταξη κοσκίνισης αρχικά με χρήση περιστροφικού κόσκινου δύο βαθμίδων,έκαστη με διαφορετική διάμετρο οπών. Στη συνέχεια μέσω συστήματος που συνδυάζει αεροδιαχωρισμό με βαλλιστικό διαχωρισμό (βαρυμετρική τράπεζα) παραλαμβάνεται το τελικό, εξεγευνισμένο, compost. Το σύστημα επιτυγχάνει τον πλήρη καθαρισμό του compost από τις ξένες προσμίξεις, με βάση το ειδικό βάρος (διαχωρισμός ελαφρών και βαρέων). Η λειτουργία της μονάδας ραφιναρίσματος εξασφαλίζει την παραγωγή compost υψηλής αθαρότητας, βέλτιστης εμφάνισης (άνευ διακριτών προσμίξεων) και επομένως μέγιστης εμπορευσιμότητας τελικού προϊόντος. Κατά το ραφινάρισμα του compost, πέραν των αχρήστων, διαχωρίζεται επίσης μία ποσότητα μη πλήρως κομποστοποιημένων οργανικών στερεών, που διαχωρίζεται αρχικά από το πρώτο, περιστροφικό, κόσκινο. Για το διαχωρισμό και την ανάκτησή της (προς επανακυκλοφορία στη μονάδα κομποστοποίησης) εγκαθίσταται μία επιπλέον βαρυμετρική τράπεζα, όπως αυτή της κύριας επεξεργασίας. Η ποσότητα των μη πλήρως κομποστοποιημένων οργανικών, τελικά παραλαμβάνεται από δονητικό κόσκινο από το οποίο ανακτάται και compost αφού προηγουμένως το σύνολο του υλικού διέλθει από μαγνητικό διαχωρισμό. Το compost μετά το ραφινάρισμα παραλαμβάνεται από άλλο ταινιόδρομο για τη μεταφορά του στο Χώρο Αποθήκευσης. Ένα ποσοστό του παραγόμενου compost συσκευάζεται σε πλαστικούς σάκκους ενώ το υπόλοιπο διατίθεται χύδην. Από τα διαχωριζόμενα υλικά,τα άχρηστα συλλέγονται σε container για απ' ευθείας διάθεσή τους στον παρακείμενο ΧΥΤΑ, καθότι λόγω της φύσης τους δεν ενδείκνυται η δεματοποίηση τους από κοινού με τα υπόλοιπα άχρηστα του εργοστασίου (προβλήματα διασποράς υλικού κατά τη μεταφορά των δεματιών). 40

42 3. RDF 3.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ανάκτηση χρήσιμων υλικών από τα απορρίμματα έχει μεγάλη εξέλιξη τα τελευταία χρόνια σ' όλο τον κόσμο. Επιτυγχάνεται είτε με διαλογή στη πηγή είτε με μηχανική επεξεργασία. Σήμερα λειτουργούν και στην Ευρώπη πολλές μονάδες μηχανικής διαλογής. Ένα από τα βασικά προϊόντα ανάκτησης είναι και το RDF (Refused derived fuel). Για την ανάπτυξη ενός συστήματος παραγωγής RDF απαιτούνται τα εξής: Ανάλυση της σύνθεσης των απορριμμάτων και της αγοράς για την ενεργειακή αξιοποίηση του RDF. Ανάλυση της δυνατότητας συλλογής και μεταφοράς Επιλογή μεθοδολογίας παραγωγής Λεπτομερή χαρακτηρισμό των ομάδων (χαρτί, πλαστικό κ.λ.π.) Προσδιορισμό μηχανήματος για κάθε διαδικασία (π.χ τεμαχισμός) Ανάπτυξη πλήρους διαδικασίας με τα λεπτομερή στοιχεία (π.χ μέγεθος τεμαχίων, κλπ.) 3.2. ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ RDF Η Αmerican Society of testing and materials (ΑSΤΜ) έχει κατηγοριοποιήσει το καύσιμο υλικό από τα απορρίμματα. Η κατηγοριοποίηση αυτή στηρίζεται στην επεξεργασία της καύσιμης ύλης. 1. Όλα τα απορρίμματα χωρίς επεξεργασία 2. Τεμαχισμένα απορρίμματα 3. Τεμαχισμένα απορρίμματα μετά την απομάκρυνση των σιδηρούχων μετάλλων, του γυαλιού και άλλων ανόργανων υλικών 4. Σε μορφή σκόνης 95% μέγεθος 2mm 5. Σε μπρικέττες ή ρellets 6. Επεξεργασία των οικιακών απορριμμάτων σε υγρό καύσιμο 7. Επεξεργασία των οικιακών απορριμμάτων σε αέρια καύσιμη ύλη Για την αποθήκευση και μεταφορά του RDF απαιτείται η συμπίεση του. Με την συμπίεση επιτυγχάνεται μείωση του όγκου για αποθήκευση λόγω της αύξησης του 41

43 ειδικού βάρους, καλύτερη δυνατότητα τροφοδοσίας, μείωση των κενών στους αποθηκευτικούς χώρους και τέλος αύξηση της ενεργειακής πυκνότητας. Συνήθως το RDF αποτελείται από 65-85% (ανά βάρος) από χαρτί και χαρτόνι, 10-13% από πλαστικό και 4-13% από διάφορα αδρανή υλικά. Βέβαια η ποιότητα του εξαρτάται από την περιεκτικότητα του χαρτιού και πλαστικού στα απορρίμματα. Η θερμογόνος τιμή είναι διπλάσια των οικιακών απορριμμάτων και κυμαίνεται από 12MJ/Kg - 20MJ/Kg.Στον πίνακα 3.1 παρουσιάζονται τα χημικά και φυσικά χαρακτηριστικά του της πειραματικής μονάδας των Αθηνών (πηγή ΕΜΠ: Εργαστήριο Ανόργανης και Αναλυτικής Χημείας). Στον πίνακα 3.2 παρουσιάζονται τα φυσικά χαρακτηριστικά του RDF χύμα και Pellets. Παράμετρος Τιμή S% 0.25 Τέφρα% (ξηρού) Κ (PPm) Ν ολικό % 1.67 Νa (PPm) Nhn (PPm) 50 Ca (PPm) C (Οργανικός %) Fe (PPm) Ρ (PPm) 2100 Μg (PPm) 3.10 CL (PPm) 1400 Gr (PPm) 55 F (PPm) 60 Νi (PPm) 40 ΡΗ 5.9 Μη (PPm) 100 Αγωγιμότητα (μς) 1030 Cη (PPm) 60 Αλατότητα CaCO Ζη (PPm) 240 Πτητικά% (ξηρού) Ρb (PPm) 15 Θερμογόνος τιμή ανώτερη Κcal/Kg Πιν.3.1 Χημικά και φυσικά χαρακτηριστικά RDF της μονάδας μηχανικής ανακύκλωσης του ΕΣΔΚΝΑ 42

44 43

45 Φυσικά Χύμα RDF Σκληρά Pellets χαρακτηριστικά Πυκνότητα Kg/m³ 75,5 485,7 630,0 Υγρασία Βάρος-% 22,0 18 3,0 Στάχτη Βάρος-% 12, ,3 Διάμετρος mm Μήκος mm - 35 Επιθυμητή Πιν.3.2 Φυσικά χαρακτηριστικά RDF χύμα και Pellets Εικ.3.1 Διάγραμμα ροής για την παραγωγή RDF μετά την προεπεξεργασία των απορριμμάτων 44

46 3.3. ΠΑΡΑΓΩΓΗ RDF Μετά την πρώτη επεξεργασία των απορριμμάτων υπάρχει δυνατότητα να παραχθεί RDF χύμα, σε σφαιρίδια (ρellets) και πλίνθους (Βrikettes).Το χύμα RDF μπορεί να διατεθεί είτε με την υπάρχουσα υγρασία του είτε αφού προηγουμένως ξηρανθεί. Και στις δυο περιπτώσεις προηγείται ο τεμαχισμός του.για την παραγωγή του RDF με την μορφή των Ρellets το επεξεργασμένο RDF ξηραίνεται, ακολούθως συμπιέζεται σε ειδικές πρέσες και τελικά ψύχεται έως ότου φθάσει στην θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Για την παραγωγή των πλίνθων συμπιέζεται σε ειδικές πρέσες και ακολούθως ξηραίνεται Παραγωγή Πλίνθων (Βrigetts) Οι πλίνθοι (Βriggets) έχουν το σχήμα κυλίνδρου ή κύβου.οι πρέσες για την παραγωγή πλίνθων λειτουργούν με την αρχή του εμβόλου, με στροφαλοφόρο κίνηση.το RDF από το δοσομετρικό σύστημα μέσω του στροφάλου πιέζεται σε ένα κώνο. Η αποκτούμενη πίεση του στροφάλου δημιουργείται από ένα πνευματικό ή υδραυλικό ρυθμιζόμενο σύστημα πίεσης. Αυτό το σύστημα λειτουργεί με θερμοστάτη. Η συμπίεση είναι περίπου 1200 Kg/cm. Η ταχύτητα εξόδου των πλίνθων από το μηχάνημα ρυθμίζει αυτόματα και την ταχύτητα εισόδου του υλικού ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΤΟΥ RDF Η αποθήκευση του RDF έχει μεγάλη σημασία. Για τον λόγο αυτό έγιναν ερευνητικά προγράμματα για να εξετασθούν οι δυνατότητες αποθήκευσης του. Οι βασικοί παράγοντες που εξετάσθηκαν είναι η θερμοκρασία και η παραγωγή CO 2, σε αποθήκευση RDF χύμα, RDF σε μπάλες και RDF σε ρellets.το χύμα RDF αποθηκεύθηκε σε δοχεία όγκου 27m3 και διαστάσεων 3m Χ 3m Χ 2,5m. Για την μείωση του όγκου έγιναν συσκευασίες πακέτων του χύμα RDF. Η αποθήκευση του RDF πρέπει να είναι σύντομη. Το χύμα ΡDF μπορεί να αποθηκεύεται σε σωρούς οι οποίοι καλό είναι να καλύπτονται με πριονίδι. Το χύμα RDF σε μπάλες δεν πρέπει να αποθηκεύεται πάνω από 2 μήνες. 45

47 3.5. ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ RDF Η ευρεία χρήση του RDF εξαρτάται από τις εξής περιπτώσεις Αρκετά υψηλή και ομοιόμορφη θερμογόνο τιμή. Χαμηλή περιεκτικότητα σε νερό. Χαμηλή περιεκτικότητα σε αδρανή υλικά, άρα χαμηλή περιεκτικότητα σε στάχτη. Όσο το δυνατόν χαμηλή περιεκτικότητα σε βλαβερές ουσίες. Ομογενοποιημένη σύνθεση, μεγέθη τεμαχίων και κατανομή τεμαχίων Ικανότητα αποθήκευσής του για αρκετούς μήνες χωρίς βιολογική αποδόμηση και αλλαγή της δομής του. Καλή ικανότητα μεταφοράς. Δυνατότητα καύσης του σε υπάρχοντα συστήματα καύσης. Η καύση του RDF μπορεί να γίνει είτε στις εσχάρες είτε σε περιστροφικούς κλιβάνους. Στις τυπικές μονάδες καύσης ανήκει και η ρευστοποιημένη κλίνη. Κατά την καύση του RDF στις εσχάρες τα μικρά τεμάχια αιωρούνται και καίγονται πάνω από τις εσχάρες, σε αντίθεση με τα μεγάλα τεμάχια τα οποία καίγονται έξω από τις εσχάρες.τα αέρια ψύχονται και καθαρίζονται από το σύστημα καθαρισμού των αερίων. Η λειτουργία αυτών των μονάδων είναι όμοια με την καύση των ξύλων ή του χαρτιού. Η περίσσεια αέρα για το RDF κυμαίνεται από 50-60% ή 6,0-8% Ο 2 επί των ξηρών αερίων. Η θερμοκρασία καύσης εξαρτάται τόσο από τη σύνθεση του RDF όσο και την περίσσεια αέρα. Η κατανομή του αέρα παίζει πολύ μεγάλη σημασία στην περίσσεια του αέρα καθώς και στον έλεγχο των αερίων. Ο πρωτογενής αέρας είναι περίπου το 60-70%, ενώ ο δευτερογενής το 30-40%. Η ελευθερούμενη θερμότητα στις εσχάρες κυμαίνεται από 8-9 Gj/m 2 -h και του φλογοθαλάμου Μj/m 3 -h. Η χρήση περίσσειας αέρα και η καλή κατανομή του βοηθά στην ελαχιστοποίηση των οργανικών ουσιών στα απαέρια. Μια άλλη εναλλακτική λύση για την καύση του RDF είναι η ρευστοποιημένη κλίνη. 46

48 3.6. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ RDF Η ποιότητα της καύσιμης ύλης εξαρτάται από τη σύνθεση των απορριμμάτων, την τεχνολογία επεξεργασίας (διαλογής από τα απορρίμματα) και τον τρόπο συμπίεσης της. Συνήθως η καύσιμη ύλη χρησιμοποιείται με την εξής μορφή: Ρellets, Πλίνθοι, χύμα και κύβοι.τις ιδιότητες της καύσιμης ύλης τις χωρίζουμε σε χημικές και φυσικές. Με τις χημικές ιδιότητες αξιολογούμε την περιεκτικότητα τους σε ενέργεια και βλαβερές ουσίες. Οι μηχανικές - φυσικές ιδιότητες περιλαμβάνουν το μέγεθος, την μορφή, το ειδικό βάρος, την σκληρότητα, την αντοχή, την δυνατότητα αποθήκευσης κ.α. Από τις πλέον σπουδαίες παραμέτρους είναι η υγρασία. Στα απορρίμματα υπάρχει η δυνατότητα να εμφανισθεί ως απόλυτη περιεκτικότητα σε νερό, ως υδροσκοπική υγρασία κλπ. Λέγοντας απόλυτη περιεκτικότητα στο νερό εννοούμε την συνολική συσσωρευμένη υγρασία στην καύσιμη ύλη. Αυτή μπορεί να είναι, το νερό το οποίο εξατμίζεται όταν η καύσιμη ύλη είναι εκτεθειμένη στον αέρα, η υγρασία η οποία απομακρύνεται κατά την ξήρανση. Άλλη σπουδαία παράμετρος είναι η πυκνότητα. Η πυκνότητα επηρεάζει τον χρόνο ξήρανσης καθώς και τη συμπεριφορά του υλικού κατά την αποθήκευση. Όσο περισσότερη συμπύκνωση έχει τόσο λιγότερη δυνατότητα λήψης υγρασίας από το περιβάλλον υπάρχει και καταναλωτικά ψηλότερη ενέργεια. Το μέγεθος και η μορφή της καύσιμης ύλης προσδιορίζει την δυνατότητα υποδοχής, δοσομέτρησης και γενικά της χρήσης της.η πυκνότητα και το ειδικό βάρος έχουν μεγάλη σημασία για τον σχεδιασμό των χώρων υποδοχής και μεταφοράς του υλικού. Η αντοχή του RDF αποτελεί δείκτη αντίστασης της καύσιμης ύλης έναντι μηχανικών εντάσεων. Η αξιολόγηση της καύσιμης ύλης γίνεται σύμφωνα με τους στόχους και την χρήση της. Βασικοί παράμετροι είναι: Ικανότητα αποθήκευσης και μεταφοράς. Δυνατότητα χρήσης της καύσιμης ύλης σε διάφορες εστίες καύσης. Σταθερή ποιότητα. Καλή θερμική χρήση. Ελάχιστη περιεκτικότητα σε βλαβερές ουσίες. 47

49 4. ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ 4.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στην θερμική επεξεργασία των απορριμμάτων ανήκουν ως επί το πλείστον η Καύση και η Πυρόλυση. Στη σύγχρονη διαχείριση των απορριμμάτων η καύση ή η πυρόλυση επεξεργάζεται τα μη δυνάμενα να χρησιμοποιηθούν απορρίμματα κατά τέτοιο τρόπο ώστε να αδρανοποιηθούν με παράλληλη μείωση του όγκου τους και χρήση της θερμογόνου τιμής τους. Είναι φανερό ότι τα απορρίμματα δεν αποτελούν μια εύκολη καύσιμη ύλη αν λάβει κανείς υπόψιν του την ανομοιογενή και όχι σταθερή σύνθεση τους από οργανική και ανόργανη ύλη. Είναι, μια δοκιμασμένη μέθοδος διάθεσης των απορριμμάτων και εφαρμόζεται ως επί το πλείστον σε χώρες οι οποίες αντιμετωπίζουν πρόβλημα χώρου (γης). Σκοπός της θερμικής επεξεργασίας είναι η ελάττωση του όγκου των απορριμμάτων, η μετατροπή τους σε υλικά μη επιβλαβή για την υγεία και η κατά το δυνατόν εκμετάλλευση της ευρισκόμενης στα απορρίμματα ενέργειας ως θέρμανση, ατμό, ηλεκτρικό ρεύμα, ή καύσιμο υλικό. Οι πρώτες εγκαταστάσεις καύσης απορριμμάτων κατασκευάσθηκαν στο τέλος του 18ου Αιώνα, στο Νότιγχαμ της Αγγλίας, στο Αμβούργο της Γερμανίας και στο λιμάνι της Νέας Υόρκης. Κατά την περίοδο υπήρξε μεγάλη ανάπτυξη στο σχεδιασμό συστημάτων καύσης στην Ευρώπη και ΗΠΑ. Σήμερα η καύση κατέχει παγκοσμίως την δεύτερη θέση στην διάθεση των απορριμμάτων. Η θερμική επεξεργασία των απορριμμάτων διαθέτει, τρία βασικά πλεονεκτήματα. Πρώτον ελαττώνει κατά πολύ τον όγκο των απορριμμάτων 90% και την μάζα κατά 70%, δεύτερον μπορεί να σχεδιασθεί και, για μικρές καιγια μεγάλες ποσότητες και τρίτον επιτυγχάνεται ανάκτηση και αξιοποίησης της παραγόμενης ενέργειας. Τα μειονεκτήματα της είναι : Τα υψηλά κόστη κατασκευής και λειτουργίας, η απασχόληση εξειδικευμένου προσωπικού, η μη χρησιμοποίηση (αξιοποίηση) υλικών από τα απορρίμματα, η δυσκολία χρήσης της παραγόμενης θερμότητας, ιδίως σε μικρές εγκαταστάσεις καθώς επίσης και η χρήση των δαπανηρών συστημάτων ελέγχου και παρακολούθησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Σήμερα οι εγκαταστάσεις δυναμικότητας μικρότερης των 250 t/d είναι εξαιρετικά δαπανηρές έως και απαγορευτικές. Η εφαρμογή μιας ολοκληρωμένης διαχείρισης βασισμένη στη διαλογή χρήσιμων υλικών, επιφέρει αλλαγές στο σχεδιασμό και λειτουργία των μονάδων θερμικής επεξεργασίας. Οι επεμβάσεις στις μονάδες θερμικής επεξεργασίας με τα νέα δεδομένα (εφαρμογή προγραμμάτων διαλογής 48

50 χρήσιμων υλικών στη πηγή) θα τελειοποιηθούν μετά από έρευνα και ανάπτυξη και θα αφορούν τα συστήματα εισαγωγής και τροφοδοσίας των απορριμμάτων, ρύθμισης των εστιών καύσης, λεβήτων, των μονάδων καθαρισμού των αερίων και γενικά των παραμέτρων θερμοκρασίας, πίεσης χρόνου και παραμονής των παραγόμενων αερίων στην εστία καύσης. Σήμερα καίγονται στην Ευρώπη 33 εκατ. τόνοι οικιακών απορριμμάτων με ενεργειακή αξιοποίηση (γραφ.4.1) Γραφ.4.1 Ποσότητες απορριμμάτων που καίγονται στην Ευρώπη Βασικά χαρακτηριστικά και έννοιες της καύσης Τα βασικά χαρακτηριστικά της καύσης είναι: η φλόγα, (το μέτωπο της, η ταχύτητα της, η σταθερότητα της, η θερμοκρασία της), η θερμοκρασία του φλογοθαλάμου, ο έλεγχος της, η δύνη των αερίων στο φλογοθάλαμο και ο χρόνος παραμονής της καύσιμης ύλης και των αερίων. Η φλόγα είναι η ζώνη όπου λαμβάνουν χώρα οι αντιδράσεις της καύσης και παράγεται ορατή ακτινοβολία. Το μέτωπο της φλόγας ορίζεται ως η περιοχή μεταξύ του μίγματος των απορριμμάτων - αέρα και των προϊόντων της καύσης. 49

51 Η πραγματική θερμοκρασία της φλόγας διαφέρει από την θεωρητική, γιατί η ενθαλπία των προϊόντων της καύσης δεν είναι ισοδύναμη με την ενθαλπία των αντιδρώντων. Αυτό συμβαίνει γιατί υπάρχουν απώλειες. Η θερμοκρασία του φλογοθαλάμου εξαρτάται από την θερμογόνο τιμή των απορριμμάτων, τον σχεδιασμό του φλογοθαλάμου, την παροχή του αέρα και τον έλεγχο της καύσης. Λέγοντας έλεγχο θερμοκρασίας του φλογοθαλάμου εννοούμε τον έλεγχο του μίγματος αέρα-καύσιμης ύλης και τη μεταφορά της θερμότητας. Η δύνη εκφράζει τη σχέση της καύσιμης ύλης και του αέρα για καύση στο φλογοθάλαμο. Όλες οι μονάδες καύσης χρησιμοποιούν για την καταστροφή του κλάσματος το οποίο καίγεται στα απορρίμματα,αέρα και θερμότητα. Γι αυτό τον λόγο οι υπολογισμοί για την καύση είναι βασικά οι ίδιοι για κάθε σύστημα. Συμπερασματικά βασικοί παράγοντες στις μονάδες θερμικής επεξεργασίας είναι η θερμοκρασία στον φλογοθάλαμο, ο χρόνος παραμονής των προϊόντων καύσης και η δύνη μέσα στον φλογοθάλαμο. Η φλόγα δεν προέρχεται απ' ευθείας από τα απορρίμματα αλλά από την παραγόμενη από αυτά αέρια φάση μετά την ανάμειξη με τον απαιτούμενο αέρα καύσης. Όλες οι αντιδράσεις στην καύση είναι εξώθερμες και σε μια πλήρη καύση από τους υδρογονάνθρακες σχηματίζεται διοξείδιο του άνθρακα και ατμός ενώ στην μη πλήρη καύση μονοξείδιο του άνθρακα,κάπνα(άνθρακας) και ελεύθερο υδρογόνο. Κατά την πλήρη καύση λαμβάνουν χώρα οι εξής αντιδράσεις: C +O 2 -> CO 2 H2 + ½ O 2 -> H 2 O S + O 2 -> SO KJ/Kg KJ/Kg KJ/Kg Στη μη πλήρη καύση: C + ½ O 2 -> CO CO + ½ O 2 -> CO KJ/Kg KJ/Kg Μηχανισμός της καύσης Καύση είναι η οξείδωση δηλαδή η ένωση των χημικών στοιχείων με οξυγόνο και αποτελεί μια πολύπλοκη διαδικασία. 50

52 Προϋποθέσεις για μια πλήρη καύση 1. Αρκετό καύσιμο υλικό και οξειδωτικό μέσο (Ο 2 ) στην εστία καύσης. 2. Εφικτή θερμοκρασία ανάφλεξης. 3. Σωστή αναλογία μίγματος (καύσιμης ύλης-οξυγόνου ). 4. Συνεχής απομάκρυνση των αερίων, τα οποία παράγονται από την καύση. 5. Συνεχής απομάκρυνση των υπολειμμάτων της καύσης. Η ταχύτητα της θερμικής διαδικασίας επηρεάζεται από την ειδική επιφάνεια και την αγωγιμότητα των απορριμμάτων κάτι που ήταν αδύνατον μέχρι σήμερα να προσδιορισθεί λόγω της ετερογενούς σύνθεσης των απορριμμάτων. Μια βασική παράμετρος στην καύση είναι η θερμοκρασία ανάφλεξης η οποία συνήθως είναι 400 C Δομή μιας μονάδας καύσης Κατά την καύση λαμβάνουν χώρα οι εξής φυσικές και χημικές διεργασίες: 1. Ξήρανση 2. Απαερίωση 3. Εξαερίωση 4. Καύση Η ξήρανση των απορριμμάτων επιτυγχάνεται από την ακτινοβολία περίπου στους 100 C.Η απαιτούμενη για την ξήρανση θερμότητα εξαρτάται από την σύνθεση των απορριμμάτων και την περιεκτικότητα τους σε υγρασία. Η απαερίωση συντελείται στους C,κατά την οποία απομακρύνονται οι πτητικές ουσίες. Η εξαερίωση περιλαμβάνει την μετατροπή των ανθρακούχων υλικών με υψηλές θερμοκρασίες, σε αέριο καύσιμο υλικό. Η θερμοκρασία σ' αυτή τη ζώνη είναι 800 C C και σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να ξεπεράσει τους 1150 C. Εάν ξεπεράσει αυτή τη θερμοκρασία θα δημιουργηθεί πρόβλημα διάβρωσης από τη τήξη της στάχτης. Μια μονάδα καύσης αποτελείται από τα τμήματα: 51

53 Παραλαβής των απορριμμάτων (Χώρος Υποδοχής) Προεπεξεργασίας Τροφοδοσίας Εστίας Καύσης Λέβητα - αξιοποίησης θερμότητας Απομάκρυνσης υπολειμμάτων (Σκωρίας) Καθαρισμού αερίων - Καπνοδόχου Εικ.4.1 Σχήμα παραγωγικών διαδικασιών μιας εγκατάστασης καύσης των απορριμμάτων. Στις εικόνες 4.2 και 4.3 παρουσιάζονται αντίστοιχα: α) Τα συστήματα μιας μονάδας καύσης και β) Η τομή μιας μονάδας καύσης. 52

54 Ο βαθμός απόδοσης μπορεί να προσδιορισθεί, ως η διαφορά της ανακτούμενης θερμότητας ατμού ή θερμού νερού από την ποσότητα θερμότητας ως καύσιμη ύλη. Ο βαθμός απόδοσης των μονάδων καύσης κυμαίνεται από 68,5% έως 93% και εξαρτάται από το είδος της εστίας καύσης, την κατασκευή του λέβητα καθώς και την ποιότητα των παραγόμενων αερίων. Εικ.4.2 Συστήματα μιας μονάδας καύσης Εικ.4.3 Τομή μιας μονάδας καύσης απορριμμάτων 53

55 Έλεγχος της διαδικασίας της καύσης Ο έλεγχος της καύσης εντοπίζεται στη θερμοκρασία, τον χρόνο και την δύνη. υθμίζοντας αυτές τις τρεις βασικές παραμέτρους μπορεί κανείς να αυξήσει την απόδοση και να ελαττώσει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Οι συνθήκες της καύσης εξαρτώνται από τον αέρα καύσης (ποσότητα, κατανομή και θερμοκρασία ) και από την ελευθερούμενη θερμότητα στις εσχάρες και τον φλογοθάλαμο Ισοζύγια μάζας και ενέργειας Το ισοζύγιο μάζας σε μια μονάδα καύσης μπορούμε να το χωρίσουμε σε τρεις κατηγορίες. Απορρίμματα, υπολείμματα καύσης, σκόνη Αέρας - Απαέρια (Καπναέρια) Νερό - Ατμός Ότι εισέρχεται στην μονάδα καύσης είναι ισοδύναμο με τα προϊόντα τα οποία εξέρχονται. Στα εισερχόμενα περιλαμβάνονται τα απορρίμματα, ο αέρας και πρόσθετη καύσιμη ύλη ΤΑ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΑ ΩΣ ΚΑΥΣΙΜΗ ΥΛΗ Η σύνθεση των απορριμμάτων, δεν μπορεί να προσδιορισθεί επακριβώς λόγω της ανομοιογένειας και των διακυμάνσεων που παρουσιάζουν. Η γνώση όμως της σύνθεσης αποτελεί προϋπόθεση τόσο για τον σχεδιασμό όσο και για την λειτουργία μιας εγκατάστασης θερμικής επεξεργασίας καθώς επίσης για τον υπολογισμό του Ισοζυγίου μάζας - ενέργειας και των εκπομπών της μονάδας. Οι πιο σπουδαίες ιδιότητες των απορριμμάτων είναι: 1. Η ανώτερη θερμογόνος τιμή Ηο (Κj/Κg ) 2. Η κατώτερη θερμογόνος τιμή Ηυ (Κj/Κg) 3. Η περιεκτικότητα σε υγρασία \Λ/ (% ανά βάρος) 4. περιεκτικότητα σε στάχτη (% ανά βάρος) 5. Οι πτητικές ύλες (% ανά βάρος) Υπάρχουν γενικά δυο κατηγορίες υλικών, αυτά που μπορούν να καούν όπως τα Ζυμώσιμα υλικά, Πλαστικό, Χαρτί, Ξύλο, Ελαστικά, Δέρμα, Υφάσματα κ.α. και αυτά που δεν καίγονται όπως: το Γυαλί, τα Μέταλλα, τα Αδρανή κ.α. Στον πίνακα 4.1 παρουσιάζεται η σύνθεση των οικιακών απορριμμάτων σε πόλεις της Ελλάδας, ενώ στο γραφ.4.2 εκτιμάται η σύνθεση των Ελληνικών απορριμμάτων. 54

56 Βασικά χαρακτηριστικά της σύνθεσης είναι το υψηλό ποσοστό σε ζυμώσιμα υλικά και πλαστικά. Οι διακυμάνσεις για τις κατηγορίες των υλικών χαρτί, πλαστικά, μέταλλα, γυαλί, ύφασμα - ξύλο - δέρμα, αδρανή και υπόλοιπα δεν είναι ιδιαίτερα σημαντικές. Αντιθέτως τα ζυμώσιμα υλικά, παρουσιάζουν αυξήσεις κατά τη θερινή περίοδο. Κατά την ταξινόμηση ανά μέγεθος η κατηγορία II (40-120mm) δεν παρουσιάζει μεγάλη διαφορά από την κατηγορία III (Ο - 40mm) ενώ η κατηγορία Ι (120mm) έχει το χαμηλότερο ποσοστό.στον πίνακα 4.2 παρουσιάζονται η χημική ανάλυση και η θερμογόνος τιμή των οικιακών απορριμμάτων. Η συμμετοχή του χαρτιού -χαρτονιού σε βαρέα μέταλλα είναι σχετικά χαμηλή. Οι τοξικές ουσίες προέρχονται από τα πρόσθετα, τα βοηθητικά υλικά και τα πιγμέντα. Τα πρόσθετα υλικά είναι ορυκτά (Καολίνες - πηλός κλπ) ή συνθετικά (διοξείδιο του Τιτανίου, υδροξείδιο του Αλουμινίου κλπ). Επίσης χαμηλή είναι και η τιμή του Υδραργύρου ο οποίος προέρχεται από βοηθητικά υλικά. Το χαρτί - χαρτόνι αποτελεί την κύρια πηγή για το φθόριο, και το θείο. Υπολογίζεται ότι το 50% του φθορίου και το 24% του θείου προέρχεται απ' αυτή την ομάδα υλικών. Περιοχή ή Αθήνα Θεσσαλονίκη Ρόδος Χανιά Κώς Καλαμάτα Νάξος Παράμετρος Ζυμώσιμα Χαρτί Υ-Ξ-Δ Μέταλλα ,5 3 Πλαστικά ,5 9 Γυαλί 2, Αδρανή + Υπολ. 7, Πιν.4.1 Σύνθεση των οικιακών απορριμμάτων 55

57 Γραφ.4.2 Μέση τιμή της σύνθεσης των οικιακών απορριμμάτων Υλικά C % H% O% N% CL% S% H 2 O% Στάχτη Εφημερίδες 36,62 4,66 31,76 0,11 0,11 0, ,55 Βιβλίαπεριοδικά 32,93 4,64 32,85 0,11 0,13 0, ,13 Υπολ.χαρτιά 32,41 4,51 29,91 0,31 0,61 0, ,06 Πλαστικά 56,43 7,79 8,05 0,85 3,00 0, ,59 Ελαστικά- Δέρμα 43,09 5,37 11,57 1,34 4,97 1, ,49 Ξύλο 41,20 5,03 34,55 0,24 0,09 0, ,82 Υφάσματα 37,23 5,02 27,11 3,11 0,27 0, ,98 Υπολείμματα κήπων Υπολείμματα κουζίνας 23,29 2,93 17,54 0,89 0,13 0, ,07 17,93 2,55 12,85 1,13 0,38 0, ,10 Μέταλλα 4,31 0,60 3,94 0,05 0,07 0, ,97 Γυαλίκεραμικά 0,50 0,07 0,35 0,03 0,01 0, ,04 Πιν.4.2 Χημική ανάλυση υλικών στα απορρίμματα 56

58 Τα πλαστικά αποτελούν τη βασική πηγή για το χλώριο, το κάδμιο, το θείο, το μόλυβδο, το φθόριο και τον υδράργυρο, τα οποία βρίσκονται στους σταθεροποιητές και τα πιγμέντα. Ως προς το Cd όταν χρησιμοποιείται ως μέθοδος διάθεσης η Υγειονομική Ταφή δεν υπάρχει μεγάλο πρόβλημα στα στραγγίσματα, σε αντίθεση με την καύση όπου π.χ. τα πιγμέντα διασπώνται σε θερμοκρασία 600 C. Στην κατηγορία των ζυμώσιμων (λαχανικά - φρούτα - τροφές κλπ) υπάρχουν ως επί το πλείστον βαρέα μέταλλα (Ου, Ρb, Ζη, Cd, Ηg). Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί όταν αναμειγνύονται τα οικιακά απορρίμματα με τα κλαδιά και τα φύλλα που προέρχονται από κήπους. Οι μεγαλύτερες ποσότητες ψευδαργύρου (25%) φθορίου (30%) και θείου (19%) βρίσκονται στα απορρίμματα αυτής της κατηγορίας. Την διαδικασία της θερμικής επεξεργασίας των απορριμμάτων επηρεάζουν οι εξής παράμετροι : 1. Η ομοιογένεια 2. Το μέγεθος των κόκκων ή τεμαχίων καθώς και η κατανομή τους 3. Η ειδική επιφάνειά τους 4. Η θερμική αγωγιμότητά τους 5. Η θερμοκρασία ανάφλεξης 6. Η δυνατότητα αποθήκευσης 7. Το ειδικό βάρος 8. Η θερμογόνος τιμή της καύσιμης ύλης 9. Η ποσοτική σύνθεση της υπό καύση ύλης, Στάχτη και Νερό 10. Η περιεκτικότητα σε πτητικά 4.3. ΖΥΓΙΣΗ - ΠΑΡΑΛΑΒΗ - ΤΕΜΑΧΙΣΜΟΣ Ζυγιστήριο Η ζύγιση των απορριμμάτων στοχεύει στη μέτρηση της ποσότητας των απορριμμάτων και προσδιορίζει το κόστος διάθεσης τους. Η ζύγιση μπορεί να γίνει μηχανικώς ή ηλεκτρομηχανικώς. Το ηλεκτρομαγνητικό σύστημα είναι πιο πρακτικό και ελαχιστοποιείται η καθυστέρηση τόσο κατά την είσοδο όσο και κατά την έξοδο του απορριμματοφόρου. Κάθε απορριμματοφόρο είναι εφοδιασμένο με την δική του κάρτα. 57

59 Χώρος Υποδοχής Η προσκόμιση και προσωρινή αποθήκευση των απορριμμάτων αντιμετωπίζονται από κοινού. Επειδή η προσκόμιση των απορριμμάτων δεν είναι συνεχής, σε αντίθεση με την τροφοδοσία της εγκατάστασης, είναι απαραίτητη η αποθήκευση. Η ομογενοποίηση των απορριμμάτων μπορεί να γίνει στον χώρο υποδοχής, ο οποίος είναι υπέργειος ή υπόγειος. Ο χρόνος ξεφόρτωσης κυμαίνεται συνήθως από 0,5-5 λεπτά της ώρας. Κάθε χώρος υποδοχής πρέπει να πληρεί τις εξής προϋποθέσεις: να παραλαμβάνει όλα τα προσκομιζόμενα απορρίμματα, να επιτυγχάνει εξισορρόπηση των προσκομιζόμενων προς τροφοδοσία απορριμμάτων, να τροφοδοτεί χωρίς πρόβλημα την μονάδα και να μη δημιουργεί πρόβλημα σκόνης και οσμών στην περιοχή. Από την εβδομαδιαία ποσότητα των απορριμμάτων ή τη μέγιστη δυνατή επεξεργασία προσδιορίζεται το μέγεθος, ο αριθμός και γενικά η ισχύς των μεσών μεταφοράς (γερανοί ή ταινίες) Κύκλωμα καύσης Τάφρος υποδοχής απορριμμάτων Ο γεωμετρικός όγκος της τάφρου υποδοχής απορριμμάτων, προκύπτει από το γινόμενο του μήκους, του πλάτους και του βάθους της. Το βάθος μετριέται από την αποβάθρα εκφόρτωσης, μέχρι τον πυθμένα της τάφρου. Με την χρήση κινητής γέφυρας, μπορεί να αυξηθεί το ωφέλιμο ύψος αποθήκευσης, πάνω από τη στάθμη της αποβάθρας εκφόρτωσης. Μπορούν δε να χρησιμοποιηθούν και παραπετάσματα, που όμως εμποδίζουν την εκφόρτωση των απορριμματοφόρων. 58

60 Δομικά Χαρακτηριστικά Ο πυθμένας του υποδοχέα πρέπει να κατασκευασθεί έτσι ώστε να μην υφίσταται αλλοιώσεις από τα τυχόν χτυπήματα του γερανού καθώς επίσης να μην προξενούνται σπινθήρες από τη κρούση των βραχιόνων του γερανού. Αυτό μπορεί να γίνει με ειδική κατασκευή από μπετόν. Επίσης ο πυθμένας να έχει κλίση για την απομάκρυνση των στραγγισμάτων και των νερών έκπλυσης. Λόγω της δημιουργίας σκόνης πρέπει να προβλέπει σύστημα απομάκρυνσης και ανανέωσης. Επειδή συνήθως ο απαιτούμενος αέρας για την εστία καύσης λαμβάνεται από τον υποδοχέα, δημιουργείται στο χώρο μια μικρή υπό πίεση. Αυτό βοηθά στο να εξέλθουν οι οσμές και η σκόνη από τον χώρο υποδοχής ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑ Τα τρία βασικά χαρακτηριστικά των απορριμμάτων δηλ. το ειδικό βάρος, η σύνθεση (στάχτη, νερό, καύσιμο κλάσμα) και η θερμογόνος τιμή συνεχώς μεταβάλλονται. Γι αυτό παίζει πρωταρχικό ρόλο η καλή ανάμειξη των απορριμμάτων. Ως ένα βαθμό μπορεί να επιτευχθεί από το σύστημα τροφοδοσίας με σωστή προσαρμογή στο χρόνο λήψης, την ταχύτητα καθώς και τη δυνατότητα άρσης του μέσου τροφοδοσίας. Εικ. 4.4 Γερανός 59

61 Γερανοί Η μεταφορά των απορριμμάτων από τον χώρο υποδοχής στην εγκατάσταση γίνεται συνήθως με γερανό. Ο αριθμός των απαιτούμενων γερανών εξαρτάται από τις γραμμές καύσης και την ωριαία δυνατότητα καύσης της μονάδας. Η αντιστοιχία είναι ένας γερανός ανά δυο λέβητες. Σε κάθε εγκατάσταση υπάρχει και ένας γερανός σε εφεδρεία. Ο γερανός κινείται πάνω σε μια γερανογέφυρα. Ο χειρισμός του γερανού γίνεται από μια καμπίνα μονωμένη από τον υπόλοιπο χώρο. Ο συνηθισμένος τύπος γερανού είναι αυτός του πολύποδα και αποτελείται από 4-6 τεμάχια (βραχίονες. Οι βραχίονες πρέπει να κλείνουν καλά έτσι ώστε κατά την μεταφορά των απορριμμάτων να μη πέφτει υλικό, με αποτέλεσμα να δημιουργείται επί πλέον σκόνη στον υποδοχέα. Το άνοιγμα και κλείσιμο των βραχιόνων επιτυγχάνεται με ειδικό κινητήρα. Η ταχύτητα των γερανών κατά μήκος της γέφυρας κυμαίνεται από m/min, του κυλιόμενου μηχανισμού της γερανογέφυρας από 30-60m/min, και της άρσης από m/min. Για να υπάρχει πλήρης έλεγχος της τροφοδότησης, κάθε γερανός είναι εφοδιασμένος με αυτόματο σύστημα ζύγισης Εκφόρτωση των απορριμματοφόρων Η εκφόρτωση των απορριμμάτων γίνεται με άδειασμα κατευθείαν μέσα στην τάφρο, από τη μία ή και τις δύο πλευρές, ανάλογα με τη λύση που εκλέγεται. Για να μην γίνουν συγκρούσεις με την αρπάγη της κινητής γέφυρας, δίνεται μια κλίση από τη μεριά της αποβάθρας προς την τάφρο, σχ.. Για την αποφυγή της ανύψωσης της σκόνης, έχουν εφαρμοστεί διάφορα συστήματα (κλειστή αίθουσα κλπ.), με πιο αποτελεσματική την δημιουργία ελαττωμένης πίεσης στο χώρο. Η πιο συνηθισμένη μέθοδος είναι, η αναρρόφηση του αέρα με αεριστήρες και η διοχέτευση των αερίων στο φούρνο Καυστήρας ανάφλεξης και στήριξης Η ανάφλεξη των απορριμμάτων στις μονάδες καύσης επιτυγχάνεται με ειδικό καυστήρα ο οποίος λειτουργεί με πετρέλαιο. Επίσης ο ίδιος καυστήρας χρησιμοποιείται για να διατηρηθεί η θερμοκρασία στα επιθυμητά όρια. Ο καυστήρας ανάφλεξης βρίσκεται στο φλογοθάλαμο, ενώ ο καυστήρας στήριξης στη είσοδο του λέβητα.ο απαιτούμενος αέρας για την καύση στους καυστήρες ανάφλεξης και στήριξης προέρχεται από εξωτερικούς φυσητήρες,ανεξάρτητα από τον αέρα για την καύση της μονάδας. 60

62 4.5. ΕΣΤΙΑ ΚΑΥΣΗΣ Εστίες καύσης είναι οι χώροι στους οποίους πραγματοποιείται η καύση των απορριμμάτων. Η διαδικασία της καύσης στον κλίβανο γίνεται σε δύο στάδια, την πρωτογενή και την δευτερογενή καύση. Η πρωτογενής καύση αφορά τις φυσικές και χημικές αλλαγές: την ξήρανση, την πτητικότητα και την ανάφλεξη. Η δευτερογενής καύση αφορά την οξείδωση των αερίων και υλικών τα οποία προέρχονται από την πρωτογενή καύση. Η εστία καύσης χαρακτηρίζεται και ως εστία ανάμιξης. Η μορφή της επηρεάζει την έκταση και την πληρότητα της διαδικασίας καύσης. Ο χρόνος, η θερμοκρασία και ο στροβιλισμός είναι οι πλέον βασικοί παράγοντες για την καύση των απορριμμάτων. Η κύρια εστία καύσης οριοθετείται από τις εσχάρες, τα τοιχώματα και την οροφή ή την επιφάνεια των θερμαντικών στοιχείων του λέβητα Εικ.4.5. Επειδή τα απορρίμματα είναι καύσιμη ύλη με υψηλή περιεκτικότητα σε πτητικά μέρη η καύση λαμβάνει χώρα μόνο εν μέρει επί των εσχάρων. Ως επί το πλείστον η όλη διαδικασία καύσης γίνεται στην εστία καύσης. Ένα άλλο αξιοπρόσεκτο σημείο αναφορικά με την καύση των απορριμμάτων είναι η μεγάλη σε ύψος φλόγα στην εστία καύσης. Η ξήρανση των απορριμμάτων επιτυγχάνεται από την ακτινοβολία της φλόγας στο τέλος του συστήματος τροφοδοσίας πριν καν εισέλθουν τα απορρίμματα στις εσχάρες. Η γεωμετρία της εστίας καύσης εξαρτάται από: το σχήμα και μέγεθος των εσχάρων καύσης, την διαδικασία καύσης επί των εσχάρων (ξήρανση, απαερίωση, καύση, μετάκαυση), τον στροβιλισμό και την ομογενοποίηση του ρεύματος των αερίων, τον αρκετό χρόνο παραμονής των αερίων στην περιοχή καύσης, την ψύξη των αερίων. 61

63 Εικ.4.5 Σχηματική παράσταση εστίας καύσης Σήμερα κυριαρχεί η άποψη, ότι για την εξασφάλιση μιας καλής καύσης απαιτούνται: 1. καλή κατασκευή εσχάρων και 2. βέλτιστη γεωμετρία του φλογοθάλαμο. 62

64 4.6. ΦΛΟΓΟΘΑΛΑΜΟΣ Σχηματίζεται με τοιχώματα επενδεδυμένα εσωτερικά με ανθιστάμενα υλικά, ευρισκόμενα πάνω από την εσχάρα. Ένα άνοιγμα επιτρέπει την εκκένωση των αερίων. Ο θάλαμος έχει δύο σκοπούς: Να επιτρέπει μια εσωτερική ανάμιξη του δευτερεύοντος αέρα που εισάγεται πάνω από την εσχάρα και των ατελώς καιγομένων αερίων, για να πραγματοποιείται μια καύση όσο το δυνατό πιο τέλεια και να ζεσταίνει με ακτινοβολία τα νωπά απορρίμματα, να τα ξηραίνει και να επιτρέπει με τη μεγάλη του θερμική αδράνεια, την συγκράτηση μιας ικανοποιητικής θερμοκρασίας, για μια καλή καύση των αερίων ΕΣΧΑΡΕΣ Το σύστημα των εσχάρων είναι ένα από τα πλέον βασικά μέρη μιας εγκατάστασης καύσης. Οι εσχάρες είναι στερεωμένες στα τοιχώματα της εστίας καύσης πάνω σε ένα φέροντα μηχανισμό. Οι κύριες λειτουργίες των εσχάρων είναι η μεταφορά των απορριμμάτων από το δοσομετρικό σύστημα στο σύστημα απομάκρυνσης της σκωρίας, η ομοιογενής παροχή πρωτογενούς αέρα, η αναμόχλευση της φωτιάς στη ζώνη καύσιμης ύλης και η μεταφορά της στάχτης. Ο πρωτογενής αέρας ο οποίος εισέρχεται από τις εσχάρες αποτελεί το 40-60% του ολικού απαιτούμενου σε μια μονάδα αέρα. Παράλληλα αυτός ο αέρας ψύχει και τις εσχάρες. Η ομοιογενής παροχή του αέρα επιτυγχάνεται με τις απώλειες της πίεσης των διαφόρων συστημάτων. Η απόδοση των εσχάρων εξαρτάται από τις κατασκευαστικές ιδιότητες των εσχάρων, τα χαρακτηριστικά των απορριμμάτων, τη θερμοκρασία και την ποσότητα του αέρα ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗΣ ΤΩΝ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΩΝ Κατά την καύση των απορριμμάτων παραμένουν στερεά υπολείμματα, τα οποία αντιστοιχούν στο 25-40% του βάρους των απορριμμάτων. Η ποσότητα των υπολειμμάτων εξαρτάται από την σύνθεση των απορριμμάτων όσο και από τα τεχνικά χαρακτηριστικά της εγκατάστασης. Τα υπολείμματα χωρίζονται σε αυτά που διαπερνούν τις εσχάρες και αυτά που εξέρχονται από τις εσχάρες. Στο κάτω μέρος του λέβητα συγκεντρώνονται τα αιωρούμενα στερεά, τα οποία ακολούθως μεταφέρονται στον χώρο συγκέντρωσης της σκωρίας. Επίσης κατά την αποκονίωση των φίλτρων η σκόνη συγκεντρώνεται στο χώρο συλλογής της σκωρίας ή σε ειδικά σιλό. 63

65 Οι βασικές παράμετροι του συστήματος απομάκρυνσης των υπολειμμάτων είναι: 1. η ψύξη και 2. η αφύγρανση. Οι ποσοστιαίες ποσότητες υπολειμμάτων ανά βάρος απορριμμάτων είναι οι εξής: Υπολείμματα τα οποία εξέρχονται από τις εσχάρες 20-35% Υπολείμματα τα οποία διαπερνούν τις εσχάρες 1-2% Αιωρούμενα στερεά και σκόνη των φίλτρων 3-6% Τα υπολείμματα συγκεντρώνονται σε χοάνες στο τέλος των εσχάρων και από εκεί με ιμάντες μεταφέρονται σε ειδικά μπάνια για ψύξη. Το μεγαλύτερο πρόβλημα είναι οι υψηλές θερμοκρασίες της σκωρίας C. Τα κυριότερα συστήματα απομάκρυνσης των υπολειμμάτων είναι: το πνευματικό σύστημα το σύστημα των κοχλιών και το σύστημα με τις πλάκες παρεκκλίσεως Στο τέλος της εσχάρας βρίσκεται το φρεάτιο των υπολειμμάτων μέσω του οποίου πέφτουν τα υπολείμματα στο μπάνιο νερού για να σβήσουν. Η θερμότητα της προς σβέση σκωρίας εξαρτάται από την σύνθεση και θερμοκρασία που κυμαίνεται από Mj/t. Οι απαιτούμενες ποσότητες νερού για το σβήσιμο της σκωρίας είναι 3,5-6,0 m3 ανά τόννο. Κατά την ψύξη με εξάτμιση μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει την θερμότητα εξάτμισης. Αυτή εκτιμάται στο νερό σε 2500 Kj/t.Μ' αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνει κανείς εξοικονόμηση νερού. Το πλάτος του συστήματος απομάκρυνσης των υπολειμμάτων είναι συνήθως 80% του πλάτους των εσχάρων. Ως υλικό κατασκευής του μπάνιου χρησιμοποιείται η ατσάλινη λαμαρίνα. Τα πλέον συνηθισμένα είδη είναι το σύστημα του ιγδιόχειρου, των δίσκων και των αλυσίδων. Ο όγκος του νερού ελέγχεται αυτόματα με μαγνητική βαλβίδα ΛΕΒΗΤΕΣ Ο Λέβητας είναι το σύστημα με το οποίο μεταδίδεται η ενεργειακή θερμότητα μιας καύσιμης ύλης σε ένα ενεργειακό φορέα. Σήμερα χρησιμοποιείται και η λέξη "ατμοπαραγωγός". 64

66 Στον ατμοπαραγωγό το νερό με προσαγωγή θερμότητας μετατρέπεται σε ατμό. Όταν το νερό στον λέβητα έχει την ίδια θερμοκρασία με τον ατμό τότε έχουμε τη θερμοκρασία κορεσμού. Έτσι κατά την διάρκεια της διαδικασίας η θερμοκρασία παραμένει σταθερή. Η αύξηση της θερμοκρασίας του ατμού επιτυγχάνεται με υπερθέρμανσή του. Στην περίπτωση που αυξάνεται η ενθαλπία του ατμού, λόγω της πρόσθετης θερμότητας τότε αυξάνεται και η θερμοκρασία του. Οι διατάξεις για την παραγωγή ατμού ή θερμού νερού είναι ίδιες ανεξάρτητα από το μέγεθος, τη δομή και τη χρησιμοποιούμενη καύσιμη ύλη. Τα μεγέθη που χαρακτηρίζουν τους λέβητες είναι: η πίεση, η θερμοκρασία και η παραγωγή του ατμού, δηλαδή αυτό που εξέρχεται από τον λέβητα. Ο ατμός ή το νερό περιγράφεται από την ποιότητα και ποσότητα. Άλλα χαρακτηριστικά του λέβητα είναι η ειδική ατμοποίηση, η φόρτωση της εσχάρας, φόρτιση διατομής του φλογοθαλάμου, η ροή των αερίων στους αυλούς, η διάταξη των αυλών και τύμπανων, η εσωτερική κυκλοφορία του νερού κ.λ.π. Στην εικόνα 4.6 παρουσιάζεται ένας μοντέρνος ατμοπαραγωγός. Στον ατμοπαραγωγό πρέπει να υπάρχει ταυτότητα μεταξύ των εσχάρων και του φλογοθαλάμου. Τα καπναέρια πρέπει να καίγονται σε θερμοκρασία τουλάχιστον 850 C με χρόνο παραμονής 25sec και καλή μίξη με το οξυγόνο. Ταυτόχρονα όμως δεν πρέπει να ξεπερασθεί η θερμοκρασία των 1100 C γιατί σε αυτή την περίπτωση θα υπάρχουν επικαθίσεις ιπτάμενης τέφρας στα τοιχώματα του φλογοθαλάμου. Οι αγωγοί φέρουν ακροφύσια και έτσι δημιουργούνται ακτίνες με αέρα με αποτέλεσμα όλες οι δέσμες των καπναερίων να διέρχονται απ αυτές τις ζώνες και να έρχονται σε επαφή με τον αέρα. Τα καπναέρια εμποδίζονται να φύγουν γρήγορα και αυξάνεται ο χρόνος παραμονής τους σε μια ζώνη που η θερμοκρασία κυμαίνεται μεταξύ C.Στη δεύτερη διαδρομή βρίσκονται οι αυλοί του υπερθερμαντή και στην τρίτη διαδρομή το σύστημα εξάτμισης. Ανάλογα με το είδος κατασκευής διακρίνονται σε λέβητες θερμού νερού, υπέρθερμου νερού, κορεσμένου ατμού και υπέρθερμου ατμού. 65

67 Εικ.4.6 Μοντέρνος ατμοπαραγωγός Διακρίνουμε τους ατμοπαραγωγούς στις εξής κατηγορίες: 1. Ως προς τον όγκο του νερού σε: - Ατμοπαραγωγούς με μεγάλο υδροθάλαμο - Ατμοπαραγωγούς με μέτριο υδροθάλαμο - Ατμοπαραγωγούς με μικρό υδροθάλαμο 2. Ως προς την ροή αερίων και του νερού: - Ατμοπαραγωγούς με φλογοσωλήνες - Ατμοπαραγωγούς με αεριαυλούς - Ατμοπαραγωγούς με υδραυλούς 3. Οι υδραυλωτοί ατμοπαραγωγοί διακρίνονται σε: - Ατμοπαραγωγούς με αυλούς υπό κλίση (οριζόντιοι) - Ατμοπαραγωγούς με όρθιους αυλούς (κάθετοι) 4. Οι ατμοπαραγωγοί με όρθιους αυλούς διακρίνονται σε: - Παλαιότερους τύπους - Νεώτερους τύπους 66

68 5. Οι νεώτεροι τύποι ατμοπαραγωγών διακρίνονται σε: - Ατμοπαραγωγούς φυσικής κυκλοφορίας - Ατμοπαραγωγούς εξαναγκασμένης κυκλοφορίας - Ατμοπαραγωγούς εξαναγκασμένης ροής Στους λέβητες θερμού νερού, το νερό από 50 C ανεβαίνει στη μέγιστη θερμοκρασία των 110 C και χρησιμοποιείται στη θέρμανση κτιρίων. Οι λέβητες υπέρθερμου νερού λειτουργούν με υπερπίεση και το νερό από 110 C ανέρχεται στους 200 C. Χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία και τη τηλεθέρμανση Ατμοπαραγωγοί για εγκαταστάσεις καύσης απορριμμάτων Στις εγκαταστάσεις θερμικής επεξεργασίας των απορριμμάτων μπορούν να χρησιμοποιηθούν ατμολέβητες και λέβητες υπέρθερμου νερού. Από τους ατμολέβητες, ευρεία χρήση έχουν οι ση του ατμού είναι δύσκολα να αξιοποιηθούν οικονομικά. Για καλύτερη αξιοποίηση της ενέργειας απαιτούνται υψηλές θερμοκρασίες και πίεσης. Οι ατμοπαραγωγοί των εγκαταστάσεων καύσης των απορριμμάτων με εσχάρες έχουν αναπτυχθεί κατά πολύ τα τελευταία χρόνια. Μπορεί να είναι σε οριζόντια ή κάθετη μορφή Υπερθερμαντήρας Με τον υπερθερμαντήρα υπερθερμαίνεται ο ατμός ο οποίος εξέρχεται από τον κυρίως λέβητα. Τους διακρίνουμε σε 3 κατηγορίες ως προς τη ροή των αερίων. Υπερθερμαντήρες με ομόρροπη ροή Υπερθερμαντήρες με αντίρροπη ροή Υπερθερμαντήρες με μικτή ροή Στην παρακάτω εικόνα παρουσιάζεται η ροή του ατμού στα διάφορα τμήματά του υπερθερμαντήρα. Ο ατμός από τον κύριο λέβητα πηγαίνει στη δεύτερη διαδρομή (2).Ακολούθως οδηγείται στη πρώτη διαδρομή (1) όπου θερμαίνεται με ακτινοβολία (3).Η θερμοκρασία ρυθμίζεται στο τμήμα (4) όπου και εξέρχεται ο υπέρθερμος ατμός (5).Έξοδος υπέρθερμου νερού 67

69 68

70 Εικ.4.7 Διάταξη υπερθερμαντήρα Ψύξη ατμού Ο ψύκτης ατμού έχει σκοπό να κρατά τη θερμοκρασία του υπέρθερμου ατμού στη έξοδο του υπερθερμαντή σταθερή. Η θερμοκρασία του ατμού του υπερθερμαντή ανέρχεται από 330 Cστους 430 C. Ως μέσα μεταφοράς ενέργειας στις εγκαταστάσεις θερμικής επεξεργασίας παρατηρούνται το υπέρθερμο νερό ή ατμός με υψηλή πίεση ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Οι μοντέρνες εγκαταστάσεις καύσης των οικιακών απορριμμάτων έχουν βασικό σκοπό αφενός μεν να ελαττώσουν τον όγκο των απορριμμάτων αφετέρου να αξιοποιήσουν την θερμότητα.μέσα μεταφοράς της ενέργειας είναι το υπέρθερμο νερό ή ο ατμός σε υψηλές πιέσεις. Στις εγκαταστάσεις θερμικής επεξεργασίας με ανάκτηση ενέργειας ως επί το πλείστον ανακτάται ατμός παρά υπέρθερμο νερό ή θερμός αέρας, γιατί ο ατμός είναι πιο εύχρηστος στις εφαρμογές. Στην Εικόνα 4.8 παρουσιάζεται η σχηματική παράσταση μιας εγκατάστασης με παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η καύση μετατρέπει το περιεχόμενο της ενέργειας των απορριμμάτων σε θερμότητα με την παραγωγή θερμών αερίων. Τα θερμά αέρια ψύχονται σε εναλλάκτες θερμότητας ( C) όπου η περιεκτικότητά τους σε 69

71 θερμότητα μεταφέρεται σε νερό και αυτό σε ατμό. Ο ατμός παράγει μηχανική ενέργεια σε ένα ατμοστρόβιλο την οποία μετατρέπει σε ηλεκτρική ενέργεια. Θεωρητικά ο βαθμός ανάκτησης φθάνει το 80% και εξαρτάται από το σύστημα ανάκτησης που χρησιμοποιείται. Η παραγωγή του ατμού κυμαίνεται μεταξύ 1-4 kg/kg απορρίμματα. Οι θερμοκρασίες καθώς και οι ταχύτητες των αερίων αποτελούν βασικές παραμέτρους στον σχεδιασμό. Εικ.4.8 Σχηματική παράσταση εγκατάστασης παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Εναλλακτικές μέθοδοι ανάκτησης ενέργειας είναι: θέρμανση Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (εικ.4.9 ) Ο συνδιασμός θέρμανσης και παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Ως μέσα μεταφοράς ενέργειας στις εγκαταστάσεις θερμικής επεξεργασίας παρατηρούνται το υπέρθερμο νερό ή ατμός με υψηλή πίεση. Οι πιέσεις και οι θερμοκρασίες επιλέγονται βάσει των οικονομικών δυνατοτήτων και απαιτήσεων. Η τηλεθέρμανση μπορεί να γίνει με δύο τρόπους: με υπέρθερμο νερό ή με ατμό (παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας). 70

72 Εικ.4.9 Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΟΝΑΔΑΣ ΚΑΥΣΗΣ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ Τα ηλεκτροτεχνικά στοιχεία, διακόπτες κλπ. αποτελούν σοβαρό παράγοντα λειτουργίας της μονάδας. Ένα παράδειγμα εφαρμογής του Digital συστήματος σε μια μονάδα καύσης, είναι αυτό που παρουσιάζεται στην εικ.4.10.μ αυτό το σύστημα χρησιμοποιούνται λιγότερες καλωδιώσεις, λιγότερες συσκευές, μεγαλύτερη ευελιξία κατά τον σχεδιασμό και καλύτερη δυνατότητα παρακολούθησης της μονάδας. Όλα τα σήματα είναι σε ψηφιακά μεγέθη. Το γενικό σύστημα ρύθμισης γίνεται με προγραμματισμό. Το σύστημα παρακολούθησης δίνει επίσης όλες τις δυνατές πληροφορίες των μετρήσεων. 71

73 Εικ.4.10 Δομή ενός ψηφιακού συστήματος στη μονάδα καύσης του Ludwigshafen ΠΥΡΟΛΥΣΗ Η πλέον συνηθισμένη μέθοδος θερμικής επεξεργασίας των αποβλήτων είναι η καύση. Παρότι αναπτύχθηκε μεγάλη πρόοδος στην τεχνολογία της καύσης εξακολουθούν και υπάρχουν μερικά κενά, ιδιαίτερα στο τομέα της προστασία του περιβάλλοντος. Με στόχο την καλυτέρευση της θερμικής επεξεργασίας οδηγήθηκαν οι ερευνητές στην θερμική διάσπαση των οργανικών χωρίς ή με ελάχιστη την παρουσία του ελεύθερου οξυγόνου δηλ. στην Πυρόλυση. Η μετατροπή των απορριμμάτων είναι ένα πολύπλοκο φαινόμενο και περιλαμβάνει πολλαπλές φυσικές και χημικές διαδικασίες. Στη πυρόλυση των απορριμμάτων κύριο λόγο έχουν τα οργανικά υλικά. Εκτιμάται ότι το ποσοστό των οργανικών στα οικιακά απορρίμματα κυμαίνεται μεταξύ 50%- 60%(χαρτί, υπολείμματα κουζίνας, δέρμα, υφάσματα, ξύλο).το μεγαλύτερο μέρος των υλικών τα οποία περιέχουν άνθρακα αποτελείται από κυτταρίνη. Ο εμπειρικός τύπος των απορριμμάτων είναι (C6H10O5). Άλλη μια επίσης σπουδαία παράμετρος είναι η υγρασία των απορριμμάτων η οποία στα ελληνικά απορρίμματα είναι μεγαλύτερη του 30%. Κατά την πυρόλυση των απορριμμάτων παράγονται τα προϊόντα κώκ, καύσιμη ύλη, αέριο και νερό. Η ποσότητα και ποιότητα αυτών των προϊόντων εξαρτώνται, από την πρώτη ύλη (απορρίμματα), τον αντιδραστήρα και τις συνθήκες λειτουργίας της εγκατάστασης. 72

74 Η πυρόλυση είναι μια ενδοθερμική αντίδραση. Ειδικά στις κυτταρίνες υπάρχει η ακόλουθη αντίδραση: C6H10O5 -> CH4 + 3H2O + 3C Δηλαδή παράγεται ένα μίγμα αερίου το οποίο περιέχει μεθάνιο, μονοξείδιο του άνθρακα και υγρασία. Τα δύο πρώτα αέρια καίγονται. Σ αυτή την ιδανική αντίδραση δεν προστίθεται οξυγόνο. Οι περισσότερες οργανικές ουσίες στα απορρίμματα πυρολύονται κατά 75-90%σε πτητικά και 10-25% σε κώκ. Λόγω όμως της παρουσίας υγρασίας και ανόργανων ουσιών, η ποσότητα των πτητικών κυμαίνεται από 60-70% και του κώκ από 30-40%.Επειδή πρόκειται για πολύπλοκη διαδικασία γίνεται προσπάθεια ανάλυσης αυτού του φαινομένου με θερμοδυναμικές παρατηρήσεις στην αρχή και στο τέλος των αντιδράσεων. Μέσω αυτών των θερμοδυναμικών παρατηρήσεων δίνεται η δυνατότητα να υπολογισθεί η ενέργεια που ελευθερώνεται ή απαιτείται μέσω των ισοζυγίων μάζας και ενθαλπίας. Τα φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα κατά την πυρόλυση είναι: Η ξήρανση ( C) Διάσπαση της οξείδωσης, αποθείωση, αρχή της διάσπασης του υδρόθειου και διοξειδίου του άνθρακα (250 C) Διάσπαση των συνδέσμων των αλιφατικών ενώσεων. Εμπλουτισμός του υλικού σε άνθρακα (380 C) Διάσπαση των δεσμών του άνθρακα-οξυγόνου και άνθρακα-αζώτου (400 C) Μετατροπή των πισσασφαλτούχων υλικών σε καύσιμη ύλη και πίσσα Σχάση των πισσασφαλτούχων υλικών σε υλικά ανθεκτικά στη θερμότητα. Θερμική δημιουργία σε βενζόλιο και άλλες αρωματικές ενώσεις. Τα παραγόμενα προϊόντα διαφέρουν στη σύνθεση τους και εξαρτώνται από τη θερμοκρασία της αντίδρασης, την πίεση στον αντιδραστήρα και την ποσότητα του αέρα η οποία εισέρχεται στον αντιδραστήρα. Στον πίνακα 4.3 παρουσιάζεται η σύνθεση του παραγόμενου αερίου σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Το αέριο αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμη ύλη γιατί δεν περιέχει σωματίδια και οργανικά οξέα. Το αέριο της πυρόλυσης χρησιμοποιείται αποκλειστικά στους θαλάμους μετάκαυσης. 73

75 Σύνθεση αερίου Θερμοκρασίες Πυρόλυση C Μονοξείδιο του άνθρακα Διοξείδιο του άνθρακα Υδρογόνο Μεθάνιο Αιθάνιο Αιθυλένιο Θερμογόνος τιμή btu/stlt Πιν.4.3 Σύνθεση αερίου πυρόλυσης Τα απορρίμματα όταν εισέλθουν στον αντιδραστήρα θερμαίνονται καιξηραίνονται στους 100 C, όπου και απομακρύνεται το νερό με την μορφή του ατμού. Αυξανομένης της θερμοκρασίας αρχίζει η πυρολυτική διαδικασία. Ελευθερώνονται οι υδρογονάνθρακες έως ότου μείνει ένα στερεό υπόλειμμα το κώκ. Τα παραγώμενα αέρια της πυρόλυσης λαμβάνουν την υψηλή θερμοκρασία και διασπώνται σε χαμηλομοριακούς υδρογονάνθρακες. Πλεονεκτήματα της πυρόλυσης ως προς το περιβάλλον είναι αφενός ο μικρός όγκος των αερίων σε σύγκριση με τα καπναέρια της καύσης, αφετέρου η μειωμένη συγκέντρωση των επιβλαβών ουσιών στα υπολείμματα. Ο συντελεστής μείωσης υπολογίζεται σε 5-20 φορές λιγότερο. Ως αντιδραστήρες για την πυρόλυση των απορριμμάτων ή RDF χρησιμοποιούνται οι λέβητες τήξης, οι κλασσικοί κλίβανοι, οι περιστροφικοί ή μη κλίβανοι, ή τύμπανα και οι αντιδραστήρες ρευστοποιημένης κλίνης. 74

76 Λέβητες για την καύση -ψύξη των αερίων πυρόλυσης Υπάρχουν διάφορα είδη λεβήτων για τα αέρια πυρόλυσης. Κυριότεροι απ' αυτούς είναι: α) Οι λέβητες με εξωτερικό θάλαμο καύσης και β) Οι λέβητες με ενσωματωμένο φλογοθάλαμο Ο λέβητας με εξωτερικό θάλαμο καύσης είναι σχεδιασμένος ως ατμοπαραγωγός φυσικής κυκλοφορίας. 75

77 5. Η ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΗ 5.1. ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΔΙΑΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΚΟΜΠΟΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ (ΕΜΔΚ) ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΣΕ ΧΩΡΕΣ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΕΥΡΩΠΗΣ Εισαγωγή Η Μηχανική Διαλογή και κομποστοποίηση αποτελεί μια σημαντική μέθοδο διαχείρισης των αστικών αποβλήτων, κυρίως σε χώρες της Κεντρικής Ευρώπης. Ειδικά στη Γερμανία και στην Αυστρία ο διαχωρισμός των σύμμεικτων αστικών αποβλήτων με μηχανικά μέσα και η κομποστοποίηση του βιοαποδομήσιμου κλάσματος εφαρμόζονται ήδη συστηματικά για περίπου τρεις δεκαετίες και οι διάφορες τεχνολογίες έχουν ήδη αξιολογηθεί στην πράξη. Το ποιοτικό επίπεδο των εφαρμοζόμενων τεχνικών διαφοροποιείται σε σημαντικό βαθμό, καθώς οι παλαιότερες εγκαταστάσεις διαθέτουν συνήθως μια σχετικά απλή τεχνική, που δεν περιλαμβάνει, για παράδειγμα, την επεξεργασία των αέριων εκπομπών. Παρά τη μακρόχρονη εμπειρία και το ολοκληρωμένο θεσμικό πλαίσιο οι χώρες αυτές συνεχίζουν εντατικά τις προσπάθειές τους προκειμένου οι Εγκαταστάσεις Μηχανικής Διαλογής και κομποστοποίησης να ανέλθουν σ ένα οικολογικά αποδεκτό επίπεδο. Παράλληλα όμως, στις εν λόγω χώρες έχει αναπτυχθεί ένα σημαντικό δίκτυο από εκατοντάδες εγκαταστάσεις Συγκεντρωτικής κομποστοποίησης με διαλογή στη πηγή και Κέντρων Διαλογής Ανακυκλώσιμων Υλικών με δυναμικότητα πολύ μεγαλύτερη αυτής των ΕΜΔΚ Χαρακτηριστικά των ΕΜΔΚ στη Γερμανία Σχετικά με τον εξοπλισμό των ΕΜΔΚ με αερόβια επεξεργασία στη Γερμανία διακρίνουμε τις παρακάτω γενικές κατηγορίες: ανοιχτό σύστημα κομποστοποίησης - με τεμαχισμό - εντός του ΧΥΤΑ ανοιχτό σύστημα κομποστοποίησης εντός του ΧΥΤΑ και - ενδεχομένως -κλειστή εγκατάσταση μηχανικής διαλογής εν μέρει κλειστή ΕΜΔΚ (κλειστά: μηχανική διαλογή και Ι φάση κομποστοποίησης, ανοιχτά: ΙΙ φάση κομποστοποίησης είτε εντός του ΧΥΤΑ είτε σε ξεχωριστή επιφάνεια ), κλειστή ΕΜΔΚ 76

78 Εγκαταστάσεις επεξεργασίας και αξιοποίησης αστικών αποβλήτων Γερμανία - Αυστρία Ο αριθμός και η συνολική χωρητικότητα των εν λειτουργία εγκαταστάσεων επεξεργασία και αξιοποίησης σε Γερμανία και Αυστρία παρουσιάζονται στον πίνακα 5.1. Ο αριθμός αλλά και η συνολική χωρητικότητα των ΚΔΑΥ και των Μονάδων Συγκεντρωτικής Κομποστοποίησης υπερτερούν κατά πολύ των ΕΜΔΚ. Μέθοδος ΑΥΣΤΡΙΑ ΓΕΡΜΑΝΙΑ Επεξεργασίας αριθμός εγκαταστάσεων Χωρητικότητα (εκατ.mg/a) αριθμός εγκαταστάσεων Χωρητικότητα (εκατ.mg/a) ΕΜΔΚ * Συγκεντρωτική κομποστοποίηση ΚΔΑΥ χ.σ Θερμική επεξεργασία Πιν Αριθμός και συνολική χωρητικότητα των εγκαταστάσεων,επεξεργασία και αξιοποίηση αστικών αποβλήτων σε Αυστρία και Γερμανία Η παραγωγή κομπόστ στη Γερμανία έφθασε το 1999 στα 4,2 εκατ.τόνους και το δίκτυο συλλογής κάλυπτε το 35% των νοικοκυριών της χώρας. Η διάθεση του κομπόστ έγινε κυρίως στη γεωργία (36%), στις αναπλάσεις τοπίου (21%) και στους ιδιωτικούς κήπους (14%). Σημειώνεται ότι στο διάστημα η μεγαλύτερη αύξηση σε νέες εγκαταστάσεις, με ποσοστό 375%, αφορούσε τις Μονάδες Συγκεντρωτικής Κομποστοποίησης. Το ποσοστό επεξεργασίας (ανά μέθοδο αξιοποίησης ) των περίπου 3,1εκατ.τόνων αστικών αποβλήτων που παρήχθησαν το 1999 στην Αυστρία,παρουσιάζεται στο γράφημα 5.1.1, όπου είναι επίσης εμφανή τα χαμηλά ποσοστά επεξεργασίας στις ΕΜΔΚ. 77

79 Γραφ Αξιοποίηση και επεξεργασία αστικών αποβλήτων στην Αυστρία (1999) Όπως φαίνεται στο διάγραμμα το ποσοστό επεξεργασίας σε Μονάδες Συγκεντρωτικής Κομποστοποίησης με διαλογή στη πηγή και η «ατομική κομποστοποίηση» σε επίπεδο νοικοκυριών κ.α είναι πολύ μεγαλύτερη από την επεξεργασία χωρίς διαλογή στη πηγή. Η τάση που παρατηρείται στην επεξεργασία του βιοαποδομήσιμου κλάσματος των αστικών αποβλήτων με διαλογή στη πηγή στην Αυστρία είναι αυξητική ( 34% στη τριετία ). 78

80 79

81 Γραφ Είδος επεξεργασίας βιοαποδομήσιμου κλάσματος αστικών αποβλήτων στην Αυστρία (1999) Επισημαίνεται ότι η χωρητικότητα των περισσότερων ΕΜΔΚ στη Γερμανία, όπως φαίνεται στον πίνακα 5.2, είναι μικρότερη των Mg/a. Χωρητικότητα <50000 (Mg/a) Αριθμός εγκατ/σεων (Mg/a) (Mg/a) Πιν Χωρητικότητα ΕΜΔΚ στη Γερμανία Σε άλλες χώρες της Κεντρικής Ευρώπης όπως στην Ολλανδία και την Ελβετία υπάρχουν ελάχιστες, μεμονωμένες εγκαταστάσεις, ενώ στην Ιταλία η ΕΜΔΚ του Μιλάνου έχει πιλοτικό χαρακτήρα. 80