Μελέτη Περιβάλλοντος για την τροποποίηση ΑΕΠΟ, POLISAN HELLAS ΑΕΒΕ ---- ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 ΤΕΧΝΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ ΚΑΥΣΗΣ
ΦΟΡΕΑΣ ΕΡΓΟΥ: POLISAN HELLAS ΑΕ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΡΗΤΙΝΗΣ PET Β ΒΙΠΕ ΒΟΛΟΥ ΕΡΓΟ: ΜΟΝΑ Α ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΡΗΤΙΝΗΣ PET ΦΑΣΗ ΕΡΓΟΥ: ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΗ ΑΕΠΟ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΤΕΧΝΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ ΚΑΥΣΗΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 2015 ΕΚ ΟΣΗ 02 ΣΦΡΑΓΙ Α-ΥΠΟΓΡΑΦΗ ΜΕΛΕΤΗΤΗ ΣΦΡΑΓΙ Α-ΥΠΟΓΡΑΦΗ ΦΟΡΕΑ ΕΡΓΟΥ
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ & ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΥΣΗΣ... 2 1.1 ΜΙΚΤΗ ΚΑΥΣΗ... 2 1.2 ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΑ ΚΑΥΣΙΜΑ... 3 1.3 ΠΕΡΙΓΡΑΦΉ ΣΥΣΤΗΜΆΤΩΝ & ΔΙΑΔΙΚΑΣΊΑΣ ΚΑΎΣΗΣ... 11 2. ΕΚΠΟΜΠΕΣ...21 3. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΤΙΡΡΥΠΑΝΣΗΣ...26 3.1 ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΠΑΓΩΓΗΣ ΣΚΟΝΗΣ... 26 3.2 ΠΟΛΥΚΥΚΛΩΝΑΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ... 27 3.3 ΣΑΚΚΟΦΙΛΤΡΟ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ... 28 3.4 ΠΛΥΝΤΡΙΔΑ ΕΚΠΛΥΣΗΣ (WET SCRUBBER) ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ... 29 3.5 ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ & ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ... 30 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 1 -
1. ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ & ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΥΣΗΣ ε θα υπάρξει καµία διαφοροποίηση στη διάταξη και τα συστήµατα καύσης φυσικού αερίου και πετρελαίου κίνησης για υποβοήθηση που υφίστανται σήµερα και ακολουθούν τους όρους της ισχύουσας ΑΕΠΟ. Η καύση του γαιάνθρακα και της βιοµάζας θα γίνεται από κοινού (µικτή καύση) σε καυστήρα ρευστοποιηµένης κλίνης (fluidized bed - FBC). Η συγκεκριµένη τεχνολογία διασφαλίζει: Υψηλή απόδοση Πλήρη αυτοµατοποίηση Το ελάχιστο δυνατό περιβαλλοντικό αποτύπωµα 1.1 ΜΙΚΤΗ ΚΑΥΣΗ Κατά τη διαδικασία µικτής καύσης ένα συµβατικό καύσιµο (γαιάνθρακας στη συγκεκριµένη περίπτωση) συµπληρώνεται από ένα εναλλακτικό καύσιµο (φυτική βιοµάζα) στην ίδια εγκατάσταση καύσης. Η θερµική ενέργεια παράγεται από την καύση του µίγµατος των καυσίµων. Στην περίπτωση της POLISAN HELLAS AEBE το µίγµα των καυσίµων θα αποτελείται από γαιάνθρακα και φυτική βιοµάζα, σε αναλογίες οι οποίες θα µπορούν να κυµαίνονται από 0-100% αναλόγως της διαθεσιµότητας των υλών και των οικονοµικών δεδοµένων. Η µικτή καύση εφαρµόζεται ευρέως από το 1993, ενώ µια πρόσφατη έρευνα για την εφαρ-µογή της µικτής καύσης, παγκοσµίως, έδειξε ότι υπάρχουν περισσότεροι από 240 Θερµοηλεκτρικοί Σταθµοί µε Άνθρακα που χρησιµοποιούν ως καύσιµα βιοµάζα ή απορρίµµατα µαζί µε άνθρακα. Το µεγαλύτερο µερίδιο στο σύνολο των εφαρµογών µικτής καύσης κατέχουν οι Η.Π.Α., µε τη Γερµανία και τη Φινλανδία να ακολουθούν. Τα τελευταία 5-10 χρόνια έχει υπάρξει αξιοσηµείωτη πρόοδος στην ανάπτυξη της συνδυασµένης χρήσης βιοµαζικών υλικών σε σταθµούς παραγωγής ενέργειας, ενώ οι σταθµοί που κυρίως εφαρµόζουν τη µικτή καύση είναι συνήθως µεγάλης κλίµακας, εγκατεστηµένης ισχύος 50-700 MWe. οκιµές έχουν πραγµατοποιηθεί για κάθε διαθέσιµο εµπορικά τύπο γαιανθράκων, όπως επίσης και για διάφορα είδη βιοµάζας ή/και για στερεά απόβλητα. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 2 -
Στην Ελλάδα η εµπειρία στη µικτή καύση έχει ήδη ξεκινήσει από την προηγούµενη δεκαετία µε πιλοτικές δοκιµές σε λέβητες βιοµηχανικών εγκαταστάσεων (Πίνδος Α.Ε.) αλλά και σε λέβητες κονιοποιηµένου καυσίµου (ΑΗΣ Μεγαλόπολης). Σκοπός των δοκιµών µικτής καύσης λιγνίτη και ελαιοπυρηνόξυλου στον ΑΗΣ Μεγαλόπολης ήταν να εξετασθούν όλες οι παράµετροι σχετικά µε την εύρεση του ασφαλούς ποσοστού συµµετοχής της βιοµάζας στο καύσιµο µίγµα, την επίδραση στη λειτουργία της εγκατάστασης, στη δηµιουργία επικαθήσεων, στις εκποµπές ρύπων και στα χαρακτηριστικά της παραγόµενης τέφρας. Στα θετικά του εγχειρήµατος αναφέρονται η αξιοποίηση του υφιστάµενου εξοπλισµού, η καύση του συµπληρωµατικού καυσίµου χωρίς προβλήµατα σε ποσοστό µέχρι και 7% κ.β., η βελτίωση της καύσης του λιγνίτη, η µείωση εκποµπών SO2, η διατήρηση των εκποµπών NOx σε τιµές κάτω του επιτρεπόµενου ορίου. Αξιοποίηση της υπάρχουσας εµπειρίας επιχειρείται σήµερα µέσα από τη συµµετοχή σε ερευνητικά έργα που εστιάζονται στην προσπάθεια υλοποίησης της µικτής καύσης σε ατµοηλεκτρικούς σταθµούς µεγάλης κλίµακας. Η ΕΗ ΑΕ και το ΕΚΕΤΑ/ΙΤΕΣΚ χρηµατοδοτούνται ήδη από εθνικούς και κοινοτικούς πόρους για την επίδειξη δοκιµών µε συµµετοχή των στερεών βιοκαυσίµων στο µίγµα έως 5 10% της προσδιδόµενης ισχύος. 1.2 ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΑ ΚΑΥΣΙΜΑ 1.2.1 Γαιάνθρακας Ο γαιάνθρακας είναι το ορυκτό καύσιµο που απαντάται στη µεγαλύτερη αφθονία στη φύση και διατίθεται στις συµφερότερες τιµές. Πρόκειται για τον άνθρακα που εξορύσσεται από τη γη, σε αντιδιαστολή µε άλλες µορφές όπως ξυλάνθρακας, οπτάνθρακας (κωκ) κ.α. που προκύπτουν από την επεξεργασία ή ώς παραπροϊόντα διεργασιών ξύλου, πετρελαίου ή ορυκτών ανθράκων. Ανάλογα µε την περιεκτικότητα σε άνθρακα ο γαιάνθρακας διακρίνεται σε επιµέρους κατηγορίες (όπως γραφίτης, ανθρακίτης, λιγνίτης, τύρφη κ.α.). Οι τεχνολογικές εξελίξεις βελτιώνουν συνεχώς τόσο την απόδοση της καύσης του, ενώ ταυτόχρονα µειώνουν τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, τόσο µέσω σύγχρονων µεθόδων καύσης, όσο και µέσω αποτελεσµατικών συστηµάτων αντιρρύπανσης. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 3 -
Ο γαιάνθρακας χρησιµοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, την παραγωγή ατµού σε βιοµηχανικές διεργασίες και τη θέρµανση. Οι χρήσεις του είναι οικιακές, βιοµηχανίες, αλλά και στον τοµέα των µεταφορών. Περίπου το 40% της παγκόσµιας ηλεκτροπαραγωγής γίνεται µε τη χρήση γαιάνθρακα. Στα σχήµατα που ακολουθούν παρουσιάζεται η κατανοµή της ηλεκτροπαραγωγής ανά πηγή στην Ελλάδα και η εν γένει χρήση των διαφόρων ειδών καυσίµων για κάθε ενεργειακή χρήση. Σχήµα Π 4-1 Πηγές Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας στην Ελλάδα (καταχ/νη ισχύς) ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 4 -
πηγή: Μέτρα και µέσα για µια βιώσιµη και ανταγωνιστική ενεργειακή πολιτική, ΣΕΕΣ, 2008 Σχήµα Π 4-2 Παραγόµενη Ενέργεια ανά Καύσιµο στην Ελλάδα πηγή: Εθνική Απογραφή Εκποµπών Αερίων του Θερµοκηπίου, ΥΠΕΧΩ Ε, 2008 Ιδιαιτέρως χαρακτηρστική είναι και η αναφορά που ακολουθεί και περιλαµβάνεται στην έκθεση του Εθνικού Συµβουλίου Ενεργειακής Στρατηγικής µε τίτλο ΜΕΤΡΑ ΚΑΙ ΜΕΣΑ ΓΙΑ ΜΙΑ ΒΙΩΣΙΜΗ ΚΑΙ ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΟΛΙΤΙΚΗ. «... Επενδύσεις σε καθαρές τεχνολογίες άνθρακα αποδεικνύονται ζωτικής σηµασίας για την αξιοποίηση του σηµαντικού αυτού και σε αφθονία ενεργειακού πόρου που διαθέτει υψηλή διαθεσιµότητα, προσβασιµότητα, ευελιξία. Η τεχνολογική έρευνα τα τελευταία τριάντα χρόνια επέτρεψε βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των ανθρακικών σταθµών ηλεκτροπαραγωγής κατά 30%. Οι τεχνολογίες καθαρού άνθρακα συνεχίζουν να εξελίσσονται. Σήµερα µπορούν να επιτευχθούν αποδόσεις της τάξης του 46% µε την εφαρµογή των Βέλτιστων ιαθέσιµων Τεχνικών (Best Available Techniques), ενώ περαιτέρω έρευνα σε τεχνολογίες όπως η Ultraυπερκρίσιµη καύση µπορεί να οδηγήσει σε αποδόσεις πάνω από 50%. Οι τεχνολογίες δέσµευσης και αποθήκευσης του CO2, σε συνδυασµό µε καθαρές τεχνολογίες άνθρακα, παρέχουν τη δυνατότητα για τεχνολογίες σχεδόν µηδενικών εκποµπών ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 5 -
αερίων του άνθρακα. Είναι πρόκληση να µεταφερθούν αυτές οι τεχνολογίες από το επίπεδο της έρευνας στην αγορά, αλλά µε κατάλληλο µίγµα επενδύσεων για έρευνα και κινήτρων, ώστε ο άνθρακας να διατηρήσει µια σηµαντική θέση σε βιώσιµο και ασφαλές ενεργειακό µέλλον....» ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 6 -
1.2.2 Βιοµάζα Η βιοµάζα µε την ευρύτερη έννοια του όρου περιλαµβάνει οποιοδήποτε υλικό προέρχεται από ζωντανούς οργανισµούς. Ειδικότερα, η βιοµάζα για ενεργειακούς σκοπούς, περιλαµβάνει κάθε τύπο που µπορεί να χρησιµοποιηθεί για την παραγωγή στερεών, υγρών και/ ή αέριων καυσίµων. Στην πράξη υπάρχουν δύο τύποι βιοµάζας. Πρώτον, οι υπολειµµατικές µορφές (τα κάθε είδους φυτικά υπολείµµατα και ζωικά απόβλητα και τα απορρίµµατα) και δεύτερον η βιοµάζα που παράγεται από ενεργειακές καλλιέργειες. Το ενδιαφέρον της POLISAN HELLAS AEBE στρέφεται κυρίως στις ενεργειακές καλλιέργιες εξαιτίας της µεγαλύτερης θερµογόνου δυνάµεως και των καλύτερων χαρακτηριστικών καύσης. Η βιοµάζα είναι ανανεώσιµη πηγή ενέργειας. Η καύση της βιοµάζας έχει µηδενικό ισοζύγιο διοξειδίου του άνθρακα (CO2) δε συνεισφέρει στο φαινόµενο του θερµοκηπίου επειδή οι ποσότητες του διοξειδίου του άνθρακα (CO2), που απελευθερώνονται κατά την καύση της βιοµάζας, δεσµεύονται πάλι από τα φυτά για τη δηµιουργία της βιοµάζας. Η µηδαµινή ύπαρξη του θείου στη βιοµάζα συµβάλλει σηµαντικά στον περιορισµό των εκποµπών του διοξειδίου του θείου (SO2). Η ενεργειακή αξιοποίηση της βιοµάζας σε µια περιοχή αυξάνει την απασχόληση στις αγροτικές περιοχές µε τη χρήση εναλλακτικών καλλιεργειών, τη δηµιουργία εναλλακτικών αγορών για τις παραδοσιακές καλλιέργειες και τη συγκράτηση του πληθυσµού στις εστίες τους, συµβάλλοντας έτσι στην κοινωνικο-οικονοµική ανάπτυξη της περιοχής. Μελέτες έχουν δείξει ότι η παραγωγή υγρών βιοκαυσίµων έχει θετικά αποτελέσµατα στον τοµέα της απασχόλησης τόσο στον αγροτικό όσο και στο βιοµηχανικό χώρο. Στην εγκατάσταση της POLISAN HELLAS AEBE θα χρησιµοποιείται φυτική βιοµάζα σε φυσική µορφή ή/και συµπυκνωµένη µε µηχανική επεξεργασία σε µορφή πελέτας. Οι τεχνικοοικονοµικοί υπολογισµοί έχουν γίνει λαµβάνοντας υπ όψιν τη χρήση βιοµάζας προερχόµενης από καλλιέργιες αγριαγκινάρας, χωρίς όµως να αποκλείεται η χρήση και άλλων αντίστοιχων ενεργειακών καλλιεργιών. Η αγριαγκινάρα είναι ένα σηµαντικό φυτό κατάλληλο για ενεργειακή αξιοποίηση, το οποίο προσαρµόζεται θαυµάσια στις ελληνικές συνθήκες. Είναι φυτό πολυετές, µε υψηλές αποδόσεις της τάξεως των 2,5-3 τόνων/στρέµµα. Το κυριότερο όµως πλεονέκτηµά του είναι ότι η ανάπτυξή του λαµβάνει χώρα από τον Οκτώβριο έως τον Ιούνιο και αναπτύσσεται µε το νερό των βροχοπτώσεων (χωρίς ανάγκες άρδευσης). Η ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 7 -
παραγόµενη από την αγριαγκινάρα βιοµάζα µπορεί να αξιοποιηθεί σε µονάδες εσωτερικής καύσης, για την παραγωγή θερµότητας και ηλεκτρικού ρεύµατος. Σχήµα Π 4-3 Φυτό, καλλιέργεια και pellets αγριαγκινάρας Η µέγιστη ετήσια κατανάλωση ανέρχεται σε περίπου 16.000 tn/yr (Error! Reference source not found.). Βάσει της πραναφερθείσας στρεµµατικής απόδοσης η απαιτούµενη καλλιεργούµενη έκταση ανέρχεται σε περίπου 6.500 στρέµµατα. Πρόθεση της POLISAN HELLAS AEBE είναι να προχωρήσει, εφόσον της χορηγηθεί η σχετική άδεια, στη σύναψη µακροχρόνιων συµβολαίων µε παραγωγούς, αρχικά για το 50% της παραπάνω ποσότητας (στα πλαίσια της διαµόρφωσης των αναλογιών του µίγµατος καυσίµων). ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 8 -
1.2.3 Ιδιότητες & Χαρακτηριστικά Καυσίµων Στους πίνακες που ακολουθούν παρουσιάζονται τα τυπικά χαρακτηρστικά και ιδιότητες των καυσίµων που πρόκειται να χρησιµοποιούνται στις εγκαταστάσεις της POLISAN HELLAS AEBE. Πίνακας Π 4-1 Τυπική σύσταση και ιδιότητες φυσικού αερίου ΣΥΣΤΑΤΙΚΟ/Ι ΙΟΤΗΤΑ ΜΟΝΑ Α ΜΕΤΡ. ΤΙΜΗ Μεθάνιο (CH4) % κ.ο. 70-90 Αιθάνιο (C2H6) % κ.ο. 5-15 Προπάνιο (C3H8) και Βουτάνιο (C4H10) % κ.ο. <5 Ολικό θείο mg/nm 3 <80 Άζωτο mole % <6 Οξυγόνο mole % <0,2 Σηµείο ανάφλεξης o C 593 Μέση Θερµογόνος ύναµη MJ/Nm 3 41,4 Τιµή µονάδας /Kwh 0,047 Πίνακας Π 4-2 Τυπική σύσταση και ιδιότητες γαιάνθρακα και βιοµάζας ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ ΜΟΝΑ Α ΜΕΤΡ. ΓΑΙΑΝΘΡΑΚΑΣ 1 ΒΙΟΜΑΖΑ 2 Υγρασία %κ.β. 10% 10% Τέφρα %κ.β. 14% 0,70% Άνθρακας %κ.β. 53% 45% Θείο %κ.β. 0,50% 0,03% Πτητική ύλη 3 %κ.β. 30% - Υδρογόνο %κ.β. 5,0% 5,4% ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 9 -
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ ΜΟΝΑ Α ΜΕΤΡ. ΓΑΙΑΝΘΡΑΚΑΣ 1 ΒΙΟΜΑΖΑ 2 Άζωτο %κ.β. 1,5% 0,30% Οξυγόνο %κ.β. 8,0% 48% Σηµείο ανάφλεξης o C 126-185 150 Μέση Θερµογόνος ύναµη MJ/Kg 25,1 20 Τιµή µονάδας /tn 85 70 Τιµή µονάδας /Kwh 0,012 0,013 1- Βάσει συνηµµένου πιστοποιητικού ανάλυσης 2- Αναφέρεται σε βιοµάζα από καλλιέργεια αγριαγκινάρας και ακολουθεί τις προδιαγραφές του προτύπου EN-14961-1 pellets from different biomass raw materials 3- Περιλαµβάνονται µεθάνιο, υδρογονάνθρακες, υδρογόνο, µονοξείδιο του άνθρακα και άλλα άκαυστα αέρια όπως διοξείδιο του άνθρακα και άζωτο που περιέχονται στο γαιάνθρακα Τα δεδοµένα των παραπάνω πινάκων χρησιµοποιούνται για τους υπολογισµούς τόσο στη λειτουργία του συστήµατος καύσης, όσο και στη διαχείριση των εκπεµπόµενων ρύπων. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 10 -
1.3 ΠΕΡΙΓΡΑΦΉ ΣΥΣΤΗΜΆΤΩΝ & ΙΑ ΙΚΑΣΊΑΣ ΚΑΎΣΗΣ Η Εταιρεία POLISAN HELLAS ΑΕΒΕ θα χρησιµοποιήσει έναν λέβητα ρευστοποιηµένης κλίνης για τη χρήση γαιάνθρακα και βιοµάζας ως καύσιµο στη µονάδα της. Οι τιµές του πετρελαίου και του φυσικού αερίου και το ποσό της ζήτησης τους, που αυξάνουν σε σχέση µε τις οικονοµικές συνθήκες που αλλάζουν στον κόσµο, έχουν επιβάλλει την ανάγκη της χρήσης περιβαλλοντικά φιλικών συστηµάτων ρευστοποιηµένων κλινών θερµαινοµένων µε ειδικά καύσιµα σε κάθε γωνιά της γής. Οι λέβητες ρευστοποιηµένης κλίνης είναι πλήρως αυτοµατοποιηµένοι, υψηλής απόδοσης, φιλικοί στο περιβάλλον και είναι σχεδιασµένοι κατάλληλα για την καύση στερεών καυσίµων (0-10 mm κονιορτοποιηµένου γαιάνθρακα-βιοµάζας) για την παραγωγή ενέργειας µέσω αυλών νερού. Σ έναν λέβητα ρευστοποιηµένης κλίνης το καύσιµο (γαιάνθρακας / βιοµάζα) αφήνεται να επιπλεύσει στον αέρα καθώς αναµιγνύεται µε στάχτη µε τη χρήση αέρα υψηλής πίεσης. Στη συνέχεια επέρχεται καύση στον ελεύθερο χώρο πάνω από το µίγµα αυτό του αέρα. Η ενέργεια που προκύπτει ως αποτέλεσµα της καύσης αυτής επηρεάζει άµεσα τις θερµαινόµενες επιφάνειες. Καθώς το µέγεθος των κόκκων των σωµατιδίων καύσης είναι 0-10 mm, όλες οι επιφάνειες εκτίθενται στον αέρα καύσης κατά τη διάρκεια της καύσης αυτής η απόδοση της καύσης κυµαίνεται περίπου στο 95%- και η ολική απόδοση του συστήµατος είναι περίπου 85%. Το ύψος του θαλάµου καύσης εντός του λέβητα ρευστοποιηµένης κλίνης είναι σχεδιασµένο για να διασφαλίσει την πλήρη καύση. Ο δευτερογενής φρέσκος αέρας που τροφοδοτείται στο θάλαµο καύσης, εξασφαλίζει την καύση των αερίων µονοξειδίου του άνθρακα (CO) που προέκυψαν από την αρχική καύση και µ αυτό τον τρόπο αυξάνει αφενός την απόδοση της καύσης και αφετέρου προστατεύει από την εκποµπή των αερίων µονοξειδίου του άνθρακα που είναι ιδιαιτέρως επιβλαβή για το περιβάλλον και την υγεία. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 11 -
Πίνακας Π 4-3 Τεχνικά χαρακτηριστικά συστήµατος καύσης ΤΥΠΟΣ ΤΟΥ ΛΕΒΗΤΑ ΥΝΑΜΙΚΟΤΗΤΑ ΘΕΡΜΙΚΗ ΙΣΧΥΣ ΠΙΕΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΠΙΕΣΗ ΟΚΙΜΗΣ AYKYK / FBSFFB 8,500,000 kcal/h 9.88 MW 10 bars 40 bars ΑΠΟ ΟΣΗ ΛΕΒΗΤΑ 70-75% ΚΑΥΣΙΜΟ ΠΡΟΣ ΚΑΥΣΗ ΓΑΙΑΝΘΡΑΚΑΣ/ΒΙΟΜΑΖΑ ΑΝΩΤΕΡΗ ΘΕΡΜΟΓΟΝΟΣ ΥΝΑΜΗ ΚΑΥΣΙΜΟΥ - ΚΑΤΩΤΕΡΗ ΘΕΡΜΟΓΟΝΟΣ ΥΝΑΜΗ ΚΑΥΣΙΜΟΥ 4,700 kcal/kg ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΚΑΥΣΙΜΟΥ ΣΤΗ ΜΕΓΙΣΤΗ ΥΝΑΜΙΚΟΤΗΤΑ 2,270-2,430 kg/h ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ 50-100% ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΚΛΙΝΗΣ ΜΕΓΕΘΟΣ ΚΟΚΚΟΥ 750-900 C 0-50 mm ΜΕΓΙΣΤΟ ΠΟΣΟΣΤΟ ΘΕΙΟΥ 1% Οι λέβητες ρευστοποιηµένης κλίνης έχουν την πιο αρµονική αλληλεπίδραση µε το περιβάλλον τόσο σε επίπεδο σχεδιασµού, συστήµατος καύσης αλλά και αυτοµατισµών. Οσον αφορά τις εκποµπές στο περιβάλλον οι εκροές των βιοµηχανικών αερίων καύσης είναι χαµηλότερα από τις οριακές τιµές σε τέσσερις βασικούς ρυπαντές όπως φαίνεται στη συνέχεια. CO (Μονοξείδιο του άνθρακα): Ο κατακόρυφος θάλαµος καύσης στους λέβητες ρευστοποιηµένης κλίνης επιτρέπει κατάλληλη και πλήρη καύση του αερίου µονοξειδίου του άνθρακα το οποίο παράγεται από την αρχική καύση του καυσίµου. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 12 -
Επίσης µε την τροφοδοσία του δευτερογενούς αέρα εντός της κλίνης, που ακολουθεί την αρχική καύση, τα αέρια υπόκεινται σε δεύτερη καύση µε αποτέλεσµα οι τιµές του µονοξειδίου του άνθρακα να υποβιβάζονται και να συµµορφώνονται µε τα περιβαλλοντικά όρια και κριτήρια καθώς αυξάνεται δραµατικά η απόδοση της καύσης. NOx (Οξείδια του αζώτου): Τα συγκεκριµένα αέρια προκύπτουν εξαιτίας των υψηλών θερµοκρασιών καύσης στα διάφορα συστήµατα καύσης και προκαλούν ιδιαίτερα προβλήµατα σε όλα σχεδόν τα καύσιµα (κάρβουνο, πετρέλαιο, φυσικό αέριο). Αυτά τα δηλητηριώδη αέρια συνιστούν µια σοβαρή απειλή για το περιβάλλον. Ο έλεγχος των τιµών των εκπεµποµένων αερίων σε διαφορετικούς τύπους λεβήτων και καυσίµων είναι ένα ιδιαιτέρως δύσκολο ζήτηµα. Οι λέβητες ρευστοποιηµένης κλίνης παρ όλα αυτά µπορούν να ελεγχθούν πολύ εύκολα χωρίς τη λήψη ιδιαιτέρων µέτρων καθότι η θερµοκρασία εντός του θαλάµου καύσης τηρείται µεταξύ των 850 µε 900 C. Καθώς τα οξείδια του αζώτου σχηµατίζονται σε θερµοκρασίες άνω των 1.300 o C το θερµοκρασιακό εύρος λειτουργίας των καυστήρων ρευστοποιηµένης κλίνης αποτρέπει τη δηµιουργία τους, µε αποτέλεσµα τις σηµαντικά περιορισµένες εκποµπές NOx.. ΣΚΟΝΗ: Στους λέβητες ρευστοποιηµένης κλίνης, τα αέρια που εξέρχονται από το θάλαµο καύσης φιλτράρονται µέσω ενός ειδικά σχεδιασµένου πολυκυκλώνα, µε αποτέλεσµα περίπου το 80% των σωµατιδίων σκόνης που περιέχονται σ αυτά να συγκρατούνται σ αυτόν. Τα υπόλοιπα σωµατίδια σκόνης συγκρατούνται σε υγρό φίλτρο (πλυντρίδα-scrubber) ή σακκόφιλτρο τοποθετηµένα στη συνέχεια του συστήµατος και έτσι δεν προκύπτει ρύπανση στο περιβάλλον εξαιτίας της κοκκοποιηµένης σκόνης. SO2 ( ιοξείδιο του Θείου): Το θείον που περιέχεται στο καύσιµο σχηµατίζει αέριο διοξείδιο του θείου (SO2) ως αποτέλεσµα της καύσης και όταν στη συνέχεια το αέριο αυτό έρθει σε επαφή µε το νερό ή µε τους υδρατµούς στον αέρα σχηµατίζεται θειικό οξύ (H2SO4). Αυτό το ισχυρό οξύ µπορεί να οδηγήσει σε διάβρωση των γραµµών των απαερίων ενώ συγχρόνως αποτελεί έναν επικίνδυνο ρυπαντή για το περιβάλλον. Στους λέβητες ρευστοποιηµένης κλίνης, η διαδικασία αποθείωσης επιτυγχάνεται µε δύο τρόπους ανάλογα µε τις συνθήκες στη µονάδα : ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 13 -
α) Σύστηµα υγρής φίλτρανσης: Σ αυτό το σύστηµα αµέσως µετά τον πολυκυκλώνα και τον εξοικονοµητή τα αέρια καύσης που εξέρχονται απο το λέβητα, οδηγούνται µέσω ενός ανεµιστήρα απαερίων στην πλυντρίδα υγρής απορρόφησης (scrubber) σε τιµές θερµοκρασίας κοντά στην έναρξη της συµπύκνωσης (170-180 C). H πλυντρίδα υγρής απορρόφησης είναι ένας αντιδραστήρας κατασκευασµένος από ανοξείδωτο ατσάλι ανθεκτικό σε υδατικό διάλυµα θειικού οξέος. Εντός του αντιδραστήρα αυτού τα αέρια καύσης εκπλένονται µε νερό µε βασικά χαρακτηριστικά (ph > 10 11), και το διοξείδιο του θείου (SO2) που περιέχουν µετατρέπεται σε θειικό οξύ (H2SO4) και οδηγούνται στη συνέχεια στη δεξαµενή διαχωρισµού σκόνης. Οι εκποµπές διοξείδιου του θείου (SO2) από τα αέρια καύσης αντιµετωπίζονται µε τη συνεχή κυκλοφορία νερού. β) Σύστηµα τροφοδοσίας ασβέστου στο φούρνο: Σ αυτό το σύστηµα το διοξείδιο του θείου (SO2) που προκύπτει από την καύση του καυσίµου συγκρατείται από τον ασβεστόλιθο που τροφοδοτείται στο φούρνο και µετατρέπεται σε γύψο-θεικό ασβέστιο (CaSO4 ). Το θεικό ασβέστιο αυτό αποµακρύνεται µε την αποµάκρυνση της στάχτης από την κλίνη. Μ αυτό τον τρόπο αποτρέπονται οι εκποµπές διοξείδιου του θείου (SO2) στο περιβάλλον. Το λειτουργικό διάγραµµα ροής του λέβητα απεικονίζεται στο σχήµα που ακολουθεί, και τα στάδια της διαδικασίας επεξηγούνται και περιγράφονται στην επόµενη παράγραφο. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 14 -
Παράρτηµα 4: ΤΕΧΝΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ ΚΑΥΣΗΣ --- POLISAN HELLAS ΑΕΒΕ Σχήµα Π 4-4 Λειτουργικό διάγραµµα ροής εγκατάστασης καύσης ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 15 -
1.3.1 Περιγραφή λειτουργίας Το στερεό καύσιµο (κάρβουνο/βιοµάζα) θα φθάνει στη µονάδα µε φορτηγά και θα οδηγείται σε στεγασµένη αποθήκη χωρητικότητας περίπου 4000 τόνων µε τη χρήση ταινιοµεταφορέα. Από την αποθήκη το στερεό καύσιµο θα φορτώνεται στη χοάνη τροφοδοσίας (6) µε τη χρήση τροφοδότη. Το µέγεθος των κόκκων του καυσίµου θα είναι από 0-10 mm.αν το µέγεθος αυτό αυξηθεί θα πρέπει να µεταβληθούν τα χαρακτηριστικά λειτουργίας του τεµαχιστή (7). Καύσιµο µε κόκκους εως 100 mm είναι αποδεκτό µε τη χρήση πάντα κατάλληλου τεµαχιστή. Με τη χρήση ενός δονούµενου τροφοδότη το στερεό καύσιµο θα τροφοδοτείται από τη χοάνη φόρτωσης (6) στον ταινιοµεταφορέα. Τα µεταλλικά τεµάχια που τυχόν θα περιέχονται εντός του καυσίµου θα διαχωρίζονται µέσω ενός µαγνήτη που θα διαθέτει ο ταινιοµεταφορέας. Το καύσιµο θα οδηγείται κατόπιν στο δονούµενο κόσκινο µε µέγεθος πλέγµατος 8 mm. Καθώς οι κόκκοι µε µέγεθος κάτω των 8 mm θα πέφτουν κάτω από το κόσκινο, οι µεγαλύτεροι κόκκοι θα οδηγούνται στον τεµαχιστή τύπου σφυρόµυλου (7) και κατόπιν αυτού οι κόκκοι του καυσίµου θα έχουν πλέον µέγεθος 8 mm. Ενας κοχλιοµεταφορέας στη συνέχεια θα συλλέγει το κοσκινισµένο καύσιµο καθώς και αυτό που συνεθλίβη στον τεµαχιστή και θα τα τροφοδοτεί στον ανυψωτή. Ο ανυψωτής στη συνέχεια θα οδηγεί το καύσιµο στη χοάνη τροφοδοσίας (8) του λέβητα. Σ αυτές τις διαδικασίες προετοιµασίας θα υπάρχει αρκετή εκποµπή σκόνης από το καύσιµο και για αυτό το λόγο όλη η εγκατάσταση τροφοδοσίας που περιγράφηκε πιο πάνω θα βρίκεται σε στεγασµένο και κλειστό χώρο. Επιπλέον ένα κατάλληλο σύστηµα συλλογής σκόνης στο σηµείο αυτό (10) θα συγκεντρώνει και θα φιλτράρει τη σκόνη αυτή και στη συνέχεια θα την ενσωµατώνει πάλι στο καύσιµο τροφοδοσίας. Αναλυτικότερη αναφορά του συστήµατος αποκονίωσης όπως και όλων των λοιπών µέτρων αντιρρύπανσης περιλαµβάνεται στο αντίστοιχο κεφάλαιο. Σ αυτό το στάδιο θα τροφοδοτείται επίσης και η άσβεστος εντός του καυσίµου µέσω µιας ειδικής χοάνης ασβέστου που θα υπάρχει εκεί (24), µε σκοπό να ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 16 -
διασφαλιστεί ότι οι εκποµπές των οξειδίων του θείου (SΟx) θα κατακρατούνται εντός του θαλάµου καύσης. Σχήµα Π 4-5 Το σύστηµα τροφοδοσίας καυσίµου Στο αρχικό ξεκίνηµα δεν θα πρέπει να υπάρχει στερεό καύσιµο στο θάλαµο καύσης. Ο θάλαµος θα φορτώνεται µε στάχτη ή άµµο και θα θερµαίνεται µε τη χρήση ενός καυστήρα πετρελαίου (2), λαµβάνοντας πετρέλαιο το οποίο θα βρίσκεται αποθηκευµένο στη δεξαµενή πετρελαίου (1). Όταν η θερµοκρασία της κλίνης θα φτάσει περίπου τους 400-450 C τότε θα αρχίσει αργά η τροφοδοσία µε στερεό καύσιµο. Η θερµοκρασία της κλίνης θα αυξάνεται σταδιακά και όταν φτάσει τους 650-700 C ο καυστήρας πετρελαίου θα απενεργοποιείται και το στερεό καύσιµο θα ξεκινήσει να καίγεται µόνο του. Οι σερπαντίνες θέρµανσης ελαίου (επιφάνειες µεταφοράς θερµότητας) (9) θα βρίσκονται τοποθετηµένες εντός του θαλάµου καύσης. Τα αέρια εξόδου του λέβητα θα εισέρχονται στη συνέχεια στον θερµαντή αέρα µε σκοπό να θερµάνουν τον πρωτογενή (11) και τον δευτερογενή (12) αέρα καύσης. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 17 -
Για το διαχωρισµό των σωµατιδίων τα αέρια εξόδου θα εισέρχονται αρχικά στον πολυκυκλώνα (13). Τα σωµατίδια µεγέθους µεγαλυτέρου των 50 µ θα συγκρατούνται εκεί και ένα σακκόφιλτρο θα χρησιµοποιείται στο σηµείο αυτό για την αποτελεσµατική φίλτρανση των σωµατιδίων. Μετά τον διαχωρισµό των σωµατιδίων στα αέρια εξόδου, τα αέρια καύσης θα φθάνουν στο σύστηµα οξειδίων του θείου (SΟx). Οι εκποµπές οξειδίων του θείου (SΟx) θα περιορίζονται µε την υγρή φίλτρανση (πλυντρίδα-scrubber) (21). Το υδροξείδιο του ασβεστίου θα χρησιµοποιείται για την εξισορρόπηση του ph. Η άσβεστος µε τη µορφή υδροξειδίου του ασβεστίου θα αποθηκεύεται σε ένα σιλό (30), και το γαλάκτωµα υδρασβέστου θα προετοιµάζεται σε ένα ειδικό δοχείο (31) και θα τροφοδοτείται στη κλίνη υγρής φίλτρανσης (28). Το νερό µε υψηλές τιµές ph θα κυκλοφορεί στο σύστηµα µε τη χρήση αντλίας ανακυκλοφορίας (29). Η στάχτη που θα προκύπτει στο σύστηµα θα αποµακρύνεται µε τη χρήση περιστρεφοµένων θυρών και κοχλιοµεταφορέων. Ολη η στάχτη θα συλλέγεται σε κάποιο συγκεκριµένο σηµείο και θα µεταφέρεται σε ειδικό σιλό (22) µε τη χρήση ενός φυσητήρα (14). Στη συνέχεια η στάχτη θα παραλαµβάνεται απο το σιλό µε ειδικό συρόµενο κοντέινερ ή κάποιο φορτηγό (23). Το ζεστό έλαιο θα αποθηκεύεται στο ειδικό δοχείο αποθήκευσης-στοκ (16) και θα τροφοδοτείται στο σύστηµα µε τη χρήση ειδικής αντλίας (15). Οι κύριες αντλίες κυκλοφορίας (17) θα κυκλοφορούν τα ζεστά έλαια σ όλο το σύστηµα. Τα ζεστά έλαια διαστέλλονται οπότε ένα ειδικό δοχείο διαστολής (18) θα πρέπει να συνδεθεί µε το σύστηµα. Αυτό το δοχείο διαστολής θα πληρωθεί µε αέριο άζωτο (27) από τους αυλούς και έτσι θα επιτευχθεί εξοµάλυνση της πίεσης. εν υπάρχει ανθρώπινη µεσολάβηση στην καύση σε ένα λέβητα ρευστοποιηµένης κλίνης. Ο χειριστής ελέγχει τις παραµέτρους του συστήµατος στην οθόνη ενός συστήµατος ελέγχου, τις ρυθµίζει σε κάποια κατάλληλη λειτουργία και θέτει το σύστηµα σε αυτόµατη λειτουργία. Η αρχή λειτουργίας ενός λέβητα ρευστοποιηµένης κλίνης βασίζεται στην τροφοδοσία καυσίµου και του αέρα που απιτείται για να καύσει την ποσότητα του καυσίµου αυτού σε συνάρτηση µε την ενέργεια που θέλουµε να εξάγουµε. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 18 -
Η λειτουργία του συστήµατος εξαρτάται από τις βασικές αρχές αυτόµατης λειτουργίας των κοχλιοµεταφορέων τροφοδοσίας στερεού καυσίµου, των αντλιών τροφοδοσίας του λέβητα, του ανεµιστήρα των αερίων καύσης, και του ανεµιστήρα του φρέσκου αέρα µέσω µιας µονάδας PLC, σε όρους µηχανισµών ελεγχοµένης ταχύτητας σε σχέση µε τα δεδοµένα που µετρώνται σε διάφορα σηµεία όπως θερµοκρασίας, πίεσης, ροής ατµού και κενού καθώς και µε τις απαιτήσεις λειτουργίας. Σχήµα Π 4-6 Πίνακας ελέγχου λέβητα ρευστοποιηµένης κλίνης 1.3.2 Αποθήκευση & διαχείριση καυσίµων Η αποθήκευση των στερεών καυσίµων θα γίνεται σε στεγασµένο και κλειστό χώρο επιφάνειας περίπου 2.500m 2 και µέσου ύψους 6m που θα κατασκευαστεί ειδικά για το σκοπό αυτό. Η αποθηκευτική δυναµικότητα του χώρου θα είναι περίπου 4.000tn στερεού καυσίµου, Η εκφόρτωση των καλυµµένων φορτηγών που θα φέρνουν τα καύσιµα θα γίνεται εντός του συγκεκριµένου χώρου, όπου και θα υπάρχουν συστήµατα διαβροχής για την αποφυγή διασποράς σκόνης. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 19 -
Σχήµα Π 4-7 Όψη και Κάτοψη συστήµατος καύσης ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 20 -
2. ΕΚΠΟΜΠΕΣ Αρχικά, στο παρόν κεφάλαιο, θα γίνει υπολογισµός των άµεσα παραγόµενων από την καύση αερίων ρύπων και στη συνέχεια οι τελικές τιµές εκποµπών στο περιβάλλον, βάσει της λειτουργίας των συστηµάτων αντιρρύπανσης που περιγράφονται και διαστασιολουγούνται στο επόµενο κεφάλαιο. Η εκτίµηση των εκποµπών αερίων ρύπων έγινε βάσει της µεθοδολογίας που περιγράφεται στο EPA-EIIP, Volume II: Chapter 2: Preferred and Alternative Methods for Estimating Air Emissions from Boilers, 5.1, µε τη χρήση των συντελεστών εκποµπών που περιλαµβάνονται στο EPA- AP 42, Fifth Edition, Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volume 1: Stationary Point and Area Sources. Στον πίνακα που ακολουθεί παρουσιάζονται οι τιµές των συντελεστών εκποµπών για τα τρία καύσιµα της εγκατάστασης. Πίνακας Π 4-4 Συντελεστές εκποµπής αερίων ρύπων ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ (Kg/Nm3) ΓΑΙΑΝΘΡΑΚΑΣ 1 (Kg/tn) ΒΙΟΜΑΖΑ 2 (Kg/tn) ιοξείδιο του θείου (SO2) 9,6 1,2 0,074 Οξείδια του αζώτου (NOx) 1.200 0,78 0,52 Ολικά αιωρούµενα σωµατίδια (PMtotal) 121,6 5,2 6,7 Πτητικές οργανικές ενώσεις (VOC) 88 0,025 0,001 Μονοξείδιο του άνθρακα (CO) 84 0,21 2,5 ιοξείδιο του άνθρακα (CO2) 1.920.000 1.600 660 1- Στοιχεία από AP 42, Fifth Edition, Volume I Chapter 1: External Combustion Sources anthracite coal 2- Σε ότι αφορά τη σύσταση του καυσίµου αναφέρεται σε βιοµάζα από καλλιέργεια αγριαγκινάρας και ακολουθεί τις προδιαγραφές του προτύπου EN-14961-1 pellets from different biomass raw materials,. Σε ότι αφορά τους συντελεστές εκποµπών έγινε συνεκτίµηση των συνελεστών των 1.6.1(AP 42, Fifth Edition, Volume I Chapter 1: External Combustion Sources wood residue) και 1.8.1(AP 42, Fifth Edition, Volume I Chapter 1: External Combustion Sources bagasse) 3- Οι συντελεστές SO2 για το γαιάνθρακα και τη βιοµάζα αναφέρονται σε FBC µε τη χρήση CaO εντός της κλίνης αναλογίας Ca/S=3 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 21 -
Η παροχή καυσαερίων υπολογίζεται από τις ακόλουθες σχέσεις (EPA-EIIP, Volume II: Chapter 2: Preferred and Alternative Methods for Estimating Air Emissions from Boilers, 4.1.2): 20,9 H in Q = Fd 20,9 % O 60 F d 2 [ 3,64(% H ) + 1,53(% C) + 0,57(% S) + 0,14(% N) 0,46(% O) ] 10 6 = HHV H in = Q f HHV 6 10 Όπου: Q: η παροχή καυσαερίων σε Nm 3 /min F d : συντελεστής σύστασης καυσίµου %Η, C, S, N, O: η περιεκτικότητα του καυσίµου σε υδρογόνο, άνθρακα, θείο, άζωτο και οξυγόνο H in : η παραγόµενη θερµική ενέργεια σε J/hr Q f : η κατανάλωση καυσίµου σε Kg/hr HHV: η θερµογόνος δύναµη του καυσίµου σε J/Kg Λαµβάνοντας υπ όψιν τα παραπάνω στοιχεία υπολογίζονται οι αναµενόµενες εκποµπές ρυπαντών για κάθε ένα από τα τρία σενάρια µίγµατος καυσίµων τα οποία αποτυπώθηκαν στον Error! Reference source not found. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 22 -
Πίνακας Π 4-5 Αναλυτικοί υπολογισµού εκποµπών αερίων ρύπων ΣΕΝΑΡΙΟ 1 ΣΕΝΑΡΙΟ 2 ΣΕΝΑΡΙΟ 3 Κατανάλωση Φ.Α. (Nm3/hr): 264 30% 0 0% 0 0% Κατανάλωση γαιάνθρακα (tn/hr): 0,696 40% 0,871 50% 1,741 100% Κατανάλωση βιοµάζας (tn/hr): 0,656 30% 1,093 50% 0,000 0% Κατανάλωση CaO στον καυστήρα (Kg/hr): 15 20 37 Ογκοµετρική παροχή καυσαερίων (Nm3/hr): 15.907 16.411 17.577 ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΡΥΠΑΝΤΩΝ Έξοδος καυστήρα (Kg/hr) Μετά τα συστήµατα αντιρρύπανσης (Kg/hr) Τελική συγκέντρωση (mg/νm3) Έξοδος καυστήρα (Kg/hr) Μετά τα συστήµατα αντιρρύπανσης (Kg/hr) Τελική συγκέντρωση (mg/νm3) Έξοδος καυστήρα (Kg/hr) Μετά τα συστήµατα αντιρρύπανσης (Kg/hr) Τελική συγκέντρωση (mg/νm3) ιοξείδιο του θείου (SO2) 0,9 0,27 17 1,1 0,34 21 2,1 0,64 36 Οξείδια του αζώτου (NOx) 1,2 1,2 76 1,2 1,2 76 1,4 1,4 77 Ολικά αιωρούµενα σωµατίδια (PΜtotal) 3,7 0,1 7 4,7 0,1 9 8,3 0,2 14 Πτητικές οργανικές ενώσεις (VOC) 0,041 0,041 0,022 0,022 0,044 0,044 Μονοξείδιο του άνθρακα (CO) 0,4 0,3 0,5 0,5 0,5 0,4 ιοξείδιο του άνθρακα (CO2) 2.054 1.746 2.114 1.797 2.786 2.368 Στην περίτπωση του σεναρίου 1 οι τιµές των ρυπαντών λαµβάνονται αθροιστικά και από τα δύο συστήµατα καύσης (Φ.Α. και στερεά καύσιµα) για συγκριτική προσοµοίωση των 3 σεναρίων. Βάσει των παραπάνω υπολογισµών και λαµβάνοντας από τον παραπάνω πίνακα τις χειρότερες τιµές παραγωγής και συγκεντρώσεων ρυπαντών, συνοψίζονται στον πίνακα που ακολουθεί οι χείριστες τελικές τιµές εκποµπής ρύπων και αντιπαραβάλλονται µε τα ισχύοντα όρια. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 23 -
Πίνακας Π 4-6 Εκποµπές και όρια αερίων ρύπων µετά την εισαγωγή των νέων καυσίµων ΡΥΠΑΝΤΕΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ POLISAN HELLAS AEBE (mg/nm 3 ) ΟΡΙΑ ΚΥΑ 29457/1511/2005 (mg/nm 3 ) ΠΑΡΑΓΟΜΕΝΗ ΠΟΣΟΤΗΤΑ POLISAN HELLAS AEBE (g/tn παραγόµενου προϊόντος έτος) ΟΡΙΟ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗΣ ΑΕΠΟ (g/tn παραγόµενου προϊόντος έτος) ιοξείδιο του θείου (SO2) 36 200 62 100 Οξείδια του αζώτου (NOx) 77 400 130 150 Ολικά αιωρούµενα σωµατίδια (PMtotal) 14 50 24 30 Πτητικές οργανικές ενώσεις (VOC) 4 100 Μονοξείδιο του άνθρακα (CO) 44 50 ιοξείδιο του άνθρακα (CO2) 172.493 180.000 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 24 -
Η λειτουργία της πλυντρίδας-scrubber στην επεξεργασία των απαερίων της καύσης αναµένεται ότι θα δηµιουργήσει ένα ρεύµα υγρών αποβλήτων η παροχή του οποίου εκτιµάται σε περίπου 10m 3 /d. Το συγκεκριµένο ρεύµα θα οδηγηθεί στην εγκατάσταση επεξεργασίας υγρών αποβλήτων. Η µικρή ποσότητα των συγκεκριµένων αποβλήτων σε σχέση µε τη συνολική παροχή υγρών αποβλήτων (περίπου 7%), η δεδοµένη υπολειτουργία της εγκατάστασης λόγω αρχικής υπερδιαστασιολόγησης και η ύπαρξη της δεξαµενής εξισορρόπησης διασφαλίζουν την παραλαβή και επεξεργασία του συγκεκριµένου ρεύµατος χωρίς κανένα πρόβληµα. Σε ότι αφορά τα στερεά απόβλητα αναµένεται η παραγωγή των αποβλήτων που παρουσιάζονται στον πίνακα που ακολουθεί. Πίνακας Π 4-7 Αναµενόµενα στερεά απόβλητα ΚΩ ΙΚΟΣ ΕΙ ΟΣ ΑΠΟΒΛΗΤΟΥ ΕΚΤΙΜΩΜΕΝΗ ΤΡΟΠΟΣ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΕΚΑ ΠΟΣΟΤΗΤΑ (tn/yr) 10.01.01 Υπολειµµατική τέφρα εντός του καυστήρα 10.01.02 Αιωρούµενα σωµατίδια που κατακρατώνται στα συστήµατα αντιρρύπανσης 10.01.05 Γύψος από τη δέσµευση θείου στον καυστήρα 1.750 ιάθεση σε αδειοδοτηµένο συλλέκτη, ή σε τσιµεντοβιοµηχανίες και βιοµηχανίες παραγωγής κονιαµάτων για χρήση ώς πρόσθετο 85 ιάθεση σε αδειοδοτηµένο συλλέκτη, ή σε τσιµεντοβιοµηχανίες και βιοµηχανίες παραγωγής κονιαµάτων για χρήση ώς πρόσθετο 680 ιάθεση σε αδειοδοτηµένο συλλέκτη, ή σε τσιµεντοβιοµηχανίες για χρήση ώς πρόσθετο και βιοµηχανίες παραγωγής γύψου ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 25 -
3. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΤΙΡΡΥΠΑΝΣΗΣ 3.1 ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΠΑΓΩΓΗΣ ΣΚΟΝΗΣ Οι καυστήρες ρευστοποιηµένης κλίνης χρησιµοποιούν κοκκοποιηµένο στερεό καύσιµο διαµέτρου έως 8mm. Καθώς δεν είναι πάντα εφικτή η προµήθεια καυσίµου µε τη συγκεκριµένη προδιαγραφή, η τροφοδοσία του καυσίµου ξεκινά µε ένα στάδιο κοσκίνησης του καυσίµου και θρυµµατοποίησης για τους µεγαλύτερους κόκκους. Η κοσκίνηση και θρυµµατοποίηση του καυσίµου φυσιολογικά παράγει σκόνη. Η συλλογή αυτής της σκόνης θα γίνεται µε διάταξη απαγωγών, αεραγωγού και ανεµιστήρα µέσω των οποίων η σκόνη θα οδηγείται σε σακκόφιλτρο τύπου pulse jet. Η συλλεγόµενη στο σακόφιλτρο σκόνη θα επιστρέφει στον τροφοδότη καυσίµου ώστε να οδηγηθεί στο κόσκινο τροφοδοσίας. Το σύστηµα απαγωγής σκόνης παρουσιάζεται στο σχήµα που ακολουθεί. Σχήµα Π 4-8 Σύστηµα απαγωγής σκόνης τροφοδοσίας καυσίµου Τα τεχνικά δεδοµένα του συστήµατος απαγωγής σκόνης στην τροφοδοσία καυσίµου είναι τα ακόλουθα. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 26 -
Πίνακας Π 4-8 Τεχνικά χαρακτηριστικά συστήµατος απαγωγής σκόνης τροφοδοσίας καυσίµου ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ ΜΟΝΑ Α ΜΕΤΡ. ΤΙΜΗ Παροχή αέρα Nm 3 /min 15.000 Θερµοκρασία εισόδου αέρα o C περιβάλλοντος Ταχύτητα φίλτρανσης m/min 1,8 Απαιτούµενη επιφάνεια φίλτρανσης m 2 140 ιαστάσεις σακκόφιλτρου mm 1340 x 2450 Πίεση αναρρόφησης (αρνητική πίεση) Pa 9000 Συγκέντρωση στην είσοδο mg/nm 3 1000 Συγκέντρωση στην έξοδο mg/nm 3 30 3.2 ΠΟΛΥΚΥΚΛΩΝΑΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ Στον πολυκυκλώνα πραγµατοποιείται κατακράτηση των µεγαλύτερων από τα στερεά (PM10 και µεγαλύτερα) που περιέχονται στα καυσαέρια. Για το σχεδιασµό του πολυκλώνα λαµβάνεται ώς φόρτιση σχεδιασµού P l =0,04 m 3 /m 2 s και απόδοση αποµάκρυνσης 75% Σχήµα Π 4-9 Πολυκυκλώνας καυσαερίων ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 27 -
3.3 ΣΑΚΚΟΦΙΛΤΡΟ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ Τα σωµατίδια µικρότερου µεγέθους από PM10 κατακρατώνται µε τη χρήση σακκόφιλτρου τα σχεδιαστικά δεδοµένα του οποίου έχουν ώς εξής: Πίνακας Π 4-9 Τεχνικά χαρακτηριστικά σακκόφιλτρου καυσαερίων ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ ΜΟΝΑ Α ΜΕΤΡ. ΤΙΜΗ Παροχή καυσαερίου Nm 3 /min 500 Θερµοκρασία εισόδου αέρα o C 150 Ταχύτητα φίλτρανσης m/min 1,5 Απαιτούµενη επιφάνεια φίλτρανσης m 2 350 ιαστάσεις σακκόφιλτρου mm 1340 x 2450 Πίεση αναρρόφησης (αρνητική πίεση) Pa 9000 Συγκέντρωση στην είσοδο mg/nm 3 200 Συγκέντρωση στην έξοδο mg/nm 3 30 Απόδοση λειτουργίας % 85 Σχήµα Π 4-10 Σακκόφιλτρο καυσαερίων ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 28 -
3.4 ΠΛΥΝΤΡΙ Α ΕΚΠΛΥΣΗΣ (WET SCRUBBER) ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ Παρά το γεγονός ότι η χρήση του CaO στο θάλαµο καύσης σε λόγο Ca/S=3 δεσµεύει το µεγαλύτερο µέρος του θείου που περιέχεται τόσο στο γαιάνθρακα όσο και στη βιοµάζα, προβλέπεται η εγκατάσταση πλυντρίδας έκπλυσης των καυσαερίων µε CaOH ώστε να είναι πλήρως διασφαλισµένη η ελάχιστη δυνατή εκποµπή SO2. Πέραν της µείωσης του SO2 στην πλυντρίδα λαµβάνει χώρα µείωση και των αιωρούµενων σωµατιδίων εξαιτίας της παράσυρσης τους από το υγρό έκπλυσης η οποία όµως δεν λαµβάνεται υπ όψιν καθώς η συγκέντρωσή τους έχει ήδη µειωθεί στα προηγούµενα στάδια. Τέλος µικρές µειώσεις γίνονται και στο CO και CO2. Τα χαρακτηριστικά της πλυντρίδας έκπλυσης είναι τα ακόλουθα: Πίνακας Π 4-10 Χαρακτηριστικά πλυντρίδας έκπλυσης καυσαερίων ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ ΜΟΝΑ Α ΜΕΤΡ. ΤΙΜΗ Παροχή καυσαερίου Nm 3 /min 530 ιάµετρος πύργου mm 500 Ύψος πύργου mm 5.300 Απόδοση στην αποµάκρυνση SO2 % 80 Σχήµα Π 4-11 Πλυντρίδα έκπλυσης καυσαερίων ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 29 -
Ο αναλυτικός σχεδιασµός και η κατασκευαστική διαστασιολόγηση των συστηµάτων αντιρρύπανσης θα πραγµατοποιηθεί στα πλαίσια της οριστικής µελέτης εφαρµογής του έργου. 3.5 ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ & ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ Για τη συνεχή παρακολούθηση των ρυπαντών και των,οιπών παραµέτρων των καυσαερίων προβλέπεται η εγκατάσταση αυτόµατου συστήµατος συνεχούς παρακολούθησης και καταγραφής. Οι ρύποι, οι οποίοι θα µετρούνται συνεχώς, είναι SO2, ΝΟx, στερεά σωµατίδια και CO. Το προτεινόµενο σύστηµα, θα αποτελείται από διάταξη δειγµατοληψίας, µεταφοράς και επεξεργασίας του αέριου, δείγµατος καθώς και από αναλυτές αερίων τύπου SIEMENS ULTRAMAT 23. 3.5.1 ειγµατοληψία και µεταφορά αέριου δείγµατος Περιλαµβάνει δειγµατοληπτικό σωλήνα ανοξείδωτου χάλυβα µήκους 1,00 m για µέγιστη θερµοκρασία καυσαερίων 600 C και κεφαλή δειγµατοληψίας ηλεκτρικά θερµαινόµενη µε επιτήρηση ορθής λειτουργίας και ειδοποίηση (alarm) χαµηλής θερµοκρασίας. Στην κεφαλή δειγµατοληψίας θα υπάρχει θερµαινόµενo εσωτερικό κεραµικό φίλτρο δυνατότητας κατακράτησης σωµατιδίων 2µm. 3.5.2 Προετοιµασία δείγµατος Περιλαµβάνει ψυγείο αερίων, κατάλληλης ψυκτικής ικανότητας και κατάλληλων αντιδιαβρωτικών υλικών επαφής, µε αντίστοιχη περισταλτική αντλία αποµάκρυνσης συµπυκνωµάτων σε δοχείο συµπυκνωµάτων 5 lt. Επίσης αντλία αερίων κατάλληλης παροχετευτικής ικανότητας µε αντιδιαβρωτικά υλικά επαφής (EPDM, PVDF) µε το αέριο δείγµα. Τέλος θα υπάρχουν φίλτρα κατακράτησης σκόνης, φίλτρα προστασίας υγρασίας/οξέων και ανιχνευτής υγρασίας. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 30 -
3.5.3 Ανάλυση δείγµατος Η ανάλυση του δείγµατος θα βασίζεται σε αναλυτές αερίων ULTRAMAT 23 (19" inch unit) που λειτουργούν σύµφωνα µε την αρχή απορρόφησης υπέρυθρης ακτινοβολίας σε συγκεκριµένο µήκος κύµατος. Οι αναλυτές ULTRAMAT 23 έχουν οθόνη LCD για την ένδειξη των µετρούµενων τιµών, καθώς και µηνυµάτων, ενώ ο χειρισµός πραγµατοποιείται µε ενσωµατωµένο πληκτρολόγιο. Η συσκευή διατίθεται µε ενσωµατωµένο ροόµετρο για την επιτήρηση της ροής. Ο αναλυτής περιλαµβάνει κάρτα 8 ψηφιακών εξόδων για τη διαχείριση των σφαλµάτων από τα διάφορα περιφερειακά του συστήµατος δειγµατοληψίας. Για την επιχείρηση Οι µελετητές ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 --- - 31 -