Μελέτη, σχεδιασµός και κατασκευή

Transcript

1 ΘΕΜΑ: ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΩΝ ΚΟΡΜΟΠΛΑΤΕΙΑΣ ΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ MDF ΚΑΙ PELLETS ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η τεχνική εταιρεία ΦΙΛΙΠΠΟΠΟΥΛΟΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ Α.Τ.Ε. δραστηριοποιείται επί 35 χρόνια στο τοµέα της ενεργειακής αξιοποίησης της βιοµάζας και των στερεών αποβλήτων αρχικά ως ατοµική επιχείρηση και στη συνέχεια σαν νοµικό πρόσωπο. Σε αυτό το χρονικό διάστηµα η εταιρίας µας, έχει να επιδείξει πάνω από 100 εγκατεστηµένα συγκροτήµατα ενεργειακής αξιοποίησης βιοµάζας βιοµηχανικής κλίµακας στα οποία οι θερµικές ανάγκες καλύπτονται από τη χρήση βιοµάζας, µε τη συνεπακόλουθη αντικατάσταση των ορυκτών καυσίµων (µαζούτ, υγραερίου κλπ). Συνολικά εξοικονοµήθηκαν µέχρι σήµερα από την αγορά και το περιβάλλον τόνοι ισοδυνάµου πετρελαίου. Απότο 1974 ΦΙΛΙΠΠΟΠΟΥΛΟΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ Α.Τ.Ε ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ Μελέτη, σχεδιασµός και κατασκευή βιοµηχανικών µονάδων ενεργειακής αξιοποίησης βιοµάζας < 100εκτελεσθένταέργα Ενεργειακή αξιοποίηση: ΤΕΜΑΧΙΑ ΞΥΛΟΥ - ΤΣΙΠΣ - ΠΛΑΝΙ ΙΑ ΑΠΟΡΡΙΜMΑΤΑ ΕΚΚΟΚΚΙΣΤΗΡΙΩΝ ΟΡΥΖΟΦΛΟΙΟ ΑΠΟΡΡΙΜMΑΤΑ ΚΟΡΜΟΠΛΑΤΕΙΑΣ ΠΥΡΗΝΕΣ ΡΟ ΑΚΙΝΩΝ ΣΚΟΝΗ ΛΕΙΑΝΣΕΩΣ (ΞΥΛΟΥ) Ποιοι είµαστε ΣΤΕΡΕΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ (ΠΤΗΝΑΛΕΥΡΑ, ΛΑΣΠΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΥ) Τόνοι ισοδυνάµου πετρελαίου εξοικονόµηση κάθε χρόνο 1

2 Τόνοι ισοδυνάµου πετρελαίου ετήσια εθνική κατανάλωση ΦΙΛΙΠΠΟΠΟΥΛΟΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ Α.Τ.Ε ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ τόνοι ισοδυνάµου πετρελαίου εξοικονοµήθησαν από το σύνολο των εκτελεσθέντων έργων µας µέχρι σήµερα 0,8%ανά έτος της ετησίαςεθνικής κατανάλωσης υνατότητα κάλυψης 20% των ενεργειακών αναγκών µόνο από την αξιοποίηση της βιοµάζας Η συνεισφορά µας 0,8% Αντικείµενο της εργασίας αυτής είναι η παρουσίαση δύο µονάδων ενεργειακής αξιοποίησης στερεών υπολειµµάτων κορµοπλατείας εκ των οποίων η µία λειτουργεί από το 2006 και η δεύτερη είναι υπό κατασκευή, µε εκτιµώµενο χρόνο έναρξης λειτουργίας τον προσεχή Ιούνιο. Η πρώτη µονάδα εγκαταστάθηκε σε εργοστάσιο επεξεργασίας ξυλείας και παραγωγής MDF (ινοσανίδες µέσης πυκνότητας) και αφορά την ενεργειακή αξιοποίηση υπολειµµάτων κορµοπλατείας (φλούδες κορµών ξύλου). Για τη λειτουργία της αξιοποιείται ένα βιοµηχανικό υποπροϊόν βιοµάζας άνευ εµπορικής αξίας, αντικαθιστώντας σηµαντικές ποσότητες ορυκτών καυσίµων (µαζούτ). Η δεύτερη µονάδα είναι υπό κατασκευή σε εργοστάσιο παραγωγής pellets στο Νευροκόπι ράµας και αφορά την ενεργειακή αξιοποίηση των υπολειµµάτων που δεν επιδέχονται περαιτέρω επεξεργασία. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι δραστηριότητες των ανεπτυγµένων και αναπτυσσόµενων χωρών για ενεργειακή αυτοδυναµία, προστασία του περιβάλλοντος και µείωση των εκποµπών διοξειδίου του άνθρακα από ορυκτές πηγές ενέργειας, έχουν ενταθεί σηµαντικά τα τελευταία χρόνια. Το γεγονός αυτό σε πολιτικό και νοµοθετικό επίπεδο γίνεται αντιληπτό από: α) την επιβολή ολοένα αυστηρότερης περιβαλλοντικής νοµοθεσίας σχετικά µε τη λειτουργία µονάδων παραγωγής ενέργειας, β) τη θέσπιση του διοξειδίου το άνθρακα ως εµπορικού προϊόντος και τη δηµιουργία χρηµατιστηρίου ρύπων παρέχοντας δυνατότητες διεθνούς οικονοµικής συναλλαγής µεταξύ παραγωγών και γ) από τη διαµόρφωση οικονοµικών κινήτρων σε επενδύσεις αξιοποίησης ανανεώσιµων πηγών ενέργειας και παραγωγής εναλλακτικών καυσίµων. Σε βιοµηχανικό επίπεδο, η υιοθέτηση παραγωγικών διαδικασιών χαµηλού κόστους και φιλικών περιβαλλοντικά, φαίνεται ότι είναι µονόδροµος για την παραγωγή ανταγωνιστικών προϊόντων. Η δυνατότητα αντικατάστασης των καταναλισκόµενων ορυκτών καυσίµων µε ισοδύναµες ποσότητες στερεών αποβλήτων σε βιοµηχανίες στις οποίες παράγονται 2

3 υποπροϊόντα κατάλληλα για ενεργειακή εκµετάλλευση, µπορεί να αποτελέσει ανταγωνιστικό πλεονέκτηµα. Απαραίτητη προϋπόθεση είναι η εφαρµογή της κατάλληλης τεχνολογίας ενεργειακής αξιοποίησης και ο κατάλληλος σχεδιασµός των διατάξεων για την επίτευξη αποδοτικής, ενεργειακά και περιβαλλοντικά, λειτουργίας. Από τις εφαρµοζόµενες µεθόδους θερµικής επεξεργασίας και ενεργειακής αξιοποίησης αποβλήτων, η πιο διαδεδοµένη και τεχνολογικά ώριµη είναι η καύση. Παρόλα αυτά, η κατασκευή εγκαταστάσεων καύσης µη τυποποιηµένων καυσίµων, όπως είναι τα κάθε λογής φυτικής και ζωικής προέλευσης βιοµηχανικά παραπροϊόντα, αποτελεί αντικείµενο υψηλού επενδυτικού κινδύνου, λόγω της σηµαντικής διακύµανσης των φυσικών και χηµικών ιδιοτήτων των καυσίµων αυτών. Η ελαχιστοποίηση του επενδυτικού ρίσκου και της πιθανότητας κατασκευαστικής αστοχίας απαιτεί γνώση, εµπειρία και ιδιαίτερη αντιµετώπιση της κάθε περίπτωσης. Η ανάλυση λειτουργίας των εγκαταστάσεων και η εκτίµηση της ενεργειακής και περιβαλλοντικής επίδοσης τους, είναι απαραίτητες για την αξιολόγηση υφιστάµενων µονάδων και για τη βελτιστοποίηση του σχεδιασµού των µελλοντικών. 2. ΜΟΝΑ Α ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΩΝ ΚΟΡΜΟΠΛΑΤΕΙΑΣ ΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ MDF Σε βιοµηχανίες επεξεργασίας προϊόντων φυτικής, αγροτικής και δασικής προέλευσης, η ύπαρξη ενεργειακού δυναµικού βιοµάζας επαρκούς για την κάλυψη των θερµικών αναγκών της παραγωγικής διαδικασίας, αποτελεί σηµαντικό κίνητρο για την υλοποίηση έργων ενεργειακής αξιοποίησης βιοµάζας. Τέτοιου είδους επενδύσεις παρουσιάζουν εξαιρετικά µικρό χρόνο απόσβεσης, καθώς τα οικονοµικά οφέλη είναι άµεσα και προκύπτουν από την αντικατάσταση των ισοδυνάµων καταναλισκόµενων ποσοτήτων ορυκτών καυσίµων. Η µονάδα επεξεργασίας ξυλείας της ALFA WOOD ΠΙΝ ΟΣ Α.Ε.B.E. στους Μαυραναίους Γρεβενών, επεξεργάζεται ετησίως τόνους ξυλείας για την παραγωγή ινοσανίδας µέσης πυκνότητας (MDF). Οι ποσότητες απορριµµάτων ξυλείας οι οποίες προκύπτουν κατά τη στοίβαξη και εν συνεχεία τη µεταφορά της ξυλείας προς επεξεργασία, αποτελεί σηµαντική πηγή ενέργειας για την πλήρη κάλυψη των θερµικών φορτίων της βιοµηχανίας. Προκύπτουν τόνοι απορρίµµατα ήτοι τόνοι ισοδυνάµου πετρελαίου. Μονάδα περιβαλλοντικής διαχείρισης & ενεργειακής αξιοποίησης υπολειµµάτων ξυλείας 3

4 Κορµοπλατεία Απορρίµµατα κορµοπλατείας 4

5 Η σηµαντική ανοµοιοµορφία σε µέγεθος και σχήµα της καύσιµης ύλης, καθώς και η ύπαρξη αδρανών υλικών (πέτρες, σίδερα κλπ.) προϋποθέτει καταρχήν την ανάπτυξη κατάλληλου συστήµατος διαχωρισµού και αυτόµατης και συνεχούς τροφοδοσίας καυσίµου. Τα φυσικοχηµικά χαρακτηριστικά της καύσιµης ύλης δίνονται στον Πίνακα 1. Πίνακας 1: Φυσικοχηµικά χαρακτηριστικά απορριµµάτων κορµοπλατείας Ανώτερη θερµογόνος δύναµη [kj/kg] (σε ξηρή βάση) Υγρασία [% κ.β.] (σε υγρή βάση) 50 % Τέφρα [% κ.β.] (σε υγρή βάση) 10 % Καύσιµη ύλη [% κ.β.] (σε υγρή βάση) 40 % Εικόνα 1: ιάγραµµα Tanner απορριµµάτων κορµοπλατείας Από την απεικόνιση των φυσικών χαρακτηριστικών (υγρασία, τέφρα και καύσιµη ύλη) στο διάγραµµα Tanner αυτοδιατηρούµενης καύσης (Εικόνα 1), γίνεται φανερό ότι η επίτευξη συνεχούς καύσης χωρίς εµπλοτισµό του καυσίµου είναι οριακά εφικτή. Τα υψηλά ποσοστά υγρασίας και τέφρας, καθιστούν αναγκαία την εφαρµογή της ανάλογης γεωµετρίας και τεχνολογίας εσχάρας και θαλάµου καύσης, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται ξήρανση του καυσίµου πριν την καύση, καθώς και αυτόµατη, συνεχής αποµάκρυνση της παραγόµενης τέφρας. Η τροφοδοσία του απαιτούµενου αέρα καύσης και η επαρκής ανάµιξη του µε το στερεό καύσιµο, είναι επίσης κρίσιµοι παράγοντες για την επίτευξη αποτελεσµατικής ενεργειακής και περιβαλλοντικής λειτουργίας. Για την κάλυψη των θερµικών αναγκών της παραγωγικής διαδικασίας της βιοµηχανίας, εγκαταστάθηκε µονάδα καύσης απορριµµάτων ξυλείας κορµοπλατείας µε δύο λέβητες διαθερµικού ελαίου, θερµικής ισχύος 7,5 MW th και 10 MW th αντίστοιχα και για την παραγωγή ατµού εναλλάκτης ελαίου-ατµού ατµοπαραγωγής 12 τόνων/ώρα σε πίεση λειτουργίας 18 bar. Ως εφεδρεία εγκαταστάθηκε µονάδα καύσης µαζούτ µε λέβητα διαθερµικού ελαίου, θερµικής ισχύος 4,6 MW th. Για την ανάκτηση µέρους του θερµικού περιεχοµένου των καυσαερίων των λεβήτων βιοµάζας, εγκαταστάθηκε οικονοµητήρας καυσαερίων νερού, θερµικής ισχύος 1,0 MW th για τη θέρµανση των γραφείων και διαφόρων χώρων (εργαστήρια κ.λ.π.) Όγκος m 3 /h καυσαερίων σε θερµοκρασία C οδηγείται στον ξηραντήρα της ίνας του MDF από τον οποίο εξέρχονται σε θερµοκρασία 45 0 C µαζί µε την περιεχόµενη υγρασία. Πριν τη χρήση των καυσαερίων για ξήρανση της ίνας διέρχονται από συστοιχία σακόφιλτρων για τη συγκράτηση της ιπτάµενης τέφρας. Τοιουτοτρόπως ο συνολικός βαθµός απόδοσης της εγκατάστασης προσεγγίζει το 95%. Οι µετρήσεις που πραγµατοποιήθηκαν από ανεξάρτητο πιστοποιηµένο φορέα στα στερεά αιωρούµενα σωµατίδια των καυσαερίων στην είσοδο των φίλτρων ήταν 235,84 mg/nm 3 dry 5

6 και στην έξοδο των φίλτρων 6,14 mg/nm 3 dry. Στην εγκατάσταση υπάρχει διάταξη µόνιµης καταγραφής των εκπεµπόµενων σωµατιδίων. Γενική άποψη λεβητοστασίου Σακόφιλτρα 6

7 Τα πλεονεκτήµατα που επιτεύχθηκαν: Λύση του περιβαλλοντικού προβλήµατος (κίνδυνος πυρκαγιάς, ρύπανση, δυσοσµία, σήψη κ.α.) Ανεξαρτησία στην προµήθεια της ενέργειας Οικονοµικά και κοινωνικά οφέλη Συµβολή στην διατήρηση της ισορροπίας του οικοσυστήµατος 3. ΜΟΝΑ Α ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ PELLETS Η µονάδα επεξεργασίας ξυλείας για παραγωγή pellets ανήκει στην ALFA WOOD ΝΕΥΡΟΚΟΠΙ Α.Ε.Β.Ε., είναι υπό κατασκευή και στις αρχές του Ιουνίου του τρέχοντος έτους εκτιµάται η έναρξη λειτουργίας της. Η συνολική επιφάνεια στην οποία κατασκευάζεται η νέα µονάδα είναι έκτασης 100 στρεµµάτων, ενώ η καλυµµένη επιφάνεια ανέρχεται σε 12,5 στρέµµατα. Μέσω της επένδυσης η Alfa Wood Νευροκόπι θα διαχειρίζεται στη νέα µονάδα υπολείµµατα ξύλου αλλά και πρωτογενή ξυλεία του νοµού ράµας και της Βουλγαρίας για την παραγωγή καυσίµου µε την επωνυµία pellet, το οποίο χρησιµοποιείται ευρέως σε χώρες όπως η Ιταλία και η Αυστρία. Το εν λόγω καύσιµο προορίζεται τόσο για οικιακή όσο και για βιοµηχανική χρήση και θεωρείται οικονοµικότερο από το πετρέλαιο. Το δεύτερο προϊόν της νέας µονάδας θα είναι βαµµένα ξυλοτεµαχίδια (coloured wood chips), που χρησιµοποιούνται για την επίστρωση κήπων και την αποφυγή ανάπτυξης αγριόχορτων. Η δυναµικότητα της ανωτέρω µονάδας είναι 8,5 τόνοι/ώρα. Για την ξήρανση της πρώτης ύλης απαιτείται θερµική ισχύς 7,5 MWth η οποία θα προέρχεται από τα απορρίµµατα της κορµοπλατείας (φλούδες). Η διάταξη του µηχανολογικού εξοπλισµού και ο τρόπος λειτουργίας εµφανίζονται στο σχεδιάγραµµα. Η εκτιµώµενη αντικατάσταση των ορυκτών καυσίµων θα είναι τόνοι ισοδυνάµου πετρελαίου ανά έτος. 7

8 8

9 Θάλαµος καύσης 9

10 Γενική άποψη εγκαταστάσεων 10