Własna energia dzięki odpadom z płyt drewnopochodnych

Własna energia dzięki odpadom z płyt drewnopochodnych

Instalacje firmy VYNCKE do termicznego przetwarzania odpadów z płyt drewnopochodnych służą nie tylko do ich utylizacji zgodnie z obowiązującymi przepisami, ale są przede wszystkim efektywnym źródłem energii elektrycznej i cieplnej dla firm generujących ten rodzaj odpadu.

Podobnie jak wiele innych branż w Polsce, przemysł meblarski i producenci płyt drewnopochodnych stoją w obliczu rosnących kosztów energii elektrycznej i cieplnej. Ponadto aktualne przepisy o gospodarce odpadami spowodowały, że pozostałości produkcyjne z niektórych płyt drewnopochodnych znalazły się w kategorii odpadów innych niż niebezpieczne. Koszty energii elektrycznej i utylizacji odpadów mają coraz większy wpływ na konkurencyjność krajowych producentów. Rozwiązaniem problemu może być budowa własnej instalacji do spalania odpadów, produkującej równocześnie energię elektryczną i cieplną w skojarzeniu – tzw. wysokosprawnej kogeneracji (CHP).

Elektrociepłownia o mocy 3,7 MWe w Cogelan (Francja). Fot. VYNCKE

Prawne i techniczne aspekty spalania odpadów z płyt drewnopochodnych 

Zgodnie z obowiązującymi przepisami odpady poprodukcyjne z płyt wiórowych, płyt MDF i HDF są klasyfikowane w grupie 030105 jako odpady inne niż niebezpieczne, ze względu na obecność takich substancji, jak żywice, kleje i laminaty. Ich utylizacja poprzez spalanie może odbywać się wyłącznie w instalacjach kotłowych, spełniających wymagania przepisów o termicznym przekształcaniu odpadów innych niż niebezpieczne. Zgodnie z nimi konstrukcja takiego kotła musi umożliwiać proces spalania, w którym czas pobytu spalin w temperaturze min. 850°C musi być utrzymywany przez co najmniej 2 s, bez względu na obciążenie kotła. Instalacja musi być wyposażona w dodatkowe palniki podtrzymujące, odpowiedni system podawania paliwa i usuwania popiołów, a przede wszystkim w instalację oczyszczania spalin, zapewniającą uzyskanie emisji na poziomie wymaganym dla instalacji i urządzeń spalania odpadów mierzonych w sposób ciągły.

Ograniczone możliwości utylizacji odpadów powodują, że ich koszty stale rosną. Niektórzy producenci decydują się na wywóz odpadów za granicę lub ich przekazanie odbiorcom, którzy utylizują je nie zawsze zgodnie z obowiązującymi przepisami. 

Elektrociepłownia o mocy 1,5 MWe w Martens (Holandia). Fot. VYNCKE

Tymczasem odpady z płyt drewnopochodnych są pełnowartościowym paliwem o wysokiej wartości opałowej, z którego można efektywnie produkować energię elektryczną i cieplną. Do tego celu niezbędna jest odpowiednio zaprojektowana instalacja, spełniająca nie tylko odpowiednie przepisy środowiskowe, ale również przystosowana do spalania bardzo suchego i zanieczyszczonego paliwa. 

Dostawcą instalacji tego typu dla klientów przemysłowych jest belgijska firma VYNCKE, która jest już od wielu lat obecna na polskim rynku. VYNCKE dostarcza kompletne instalacje kotłów wodnych, parowych oraz jednostki kogeneracyjne w oparciu o turbiny parowe i generatory ORC o mocy w paliwie powyżej 4 MW. Instalacje VYNCKE w Polsce działają między innymi w zakładach Ikei, Steico czy Pfleiderera.

Technologia rodem z Flandrii

Firma VYNCKE istnieje na rynku od 1912 r. Jest to firma rodzinna, przechodząca z pokolenia na pokolenie. Zajmuje się projektowaniem i realizacją instalacji kotłowych produkujących „czystą energię” z biomasy i paliw pochodzenia odpadowego. Założona ponad sto lat temu w belgijskiej Flandrii, posiada obecnie oddziały w Czechach, Niemczech, Hiszpanii, Chinach, Tajlandii i Malezji. Wywodząc się z kraju, w którym typowa biomasa drzewna jest trudno dostępna, firma wyspecjalizowała się w spalaniu różnego rodzajów odpadów. Każda instalacja jest projektowana indywidualnie na podstawie parametrów paliwa i zapotrzebowania na energię. 

Elektrociepłownia w Amsterdamie, zrealizowana przez VYNCKE. Fot. VYNCKE

Podstawowym elementem technologii VYNCKE jest ruszt schodkowy chłodzony wodą, zintegrowany z paleniskiem i kotłem. Zastosowanie rusztu chłodzonego wodą przedłuża jego żywotność i ogranicza koszty eksploatacyjne oraz pozwala na zastosowanie pierwotnych metod redukcji emisji spalin. Palenisko i części opromienione są również chłodzone wodą, co pozwala na zastosowanie mniejszej grubości obmurza oraz ograniczenie zanieczyszczania powierzchni wymiennikowych kotła. Dzięki temu możliwe jest osiągnięcie wysokiej sprawności i dyspozycyjności kotła oraz zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych.  Ruszt składa się z kilku segmentów chłodzonych wodą lub powietrzem. Każdy z nich posiada niezależny system napędu i podawania powietrza spalania. Kocioł jest elastyczny w użytkowaniu i pozwala na spalanie zarówno paliw suchych, jak i wilgotnych w jednej instalacji. Wytrzymała konstrukcja, automatyczne systemy odpopielania, czyszczenia i podawania paliwa umożliwiają maksymalną wydajność zasilanego przez kocioł turbogeneratora i całej instalacji CHP. Technologia spalania na ruszcie chłodzonym wodą jest sprawdzonym rozwiązaniem w przypadku paliw suchych i zanieczyszczonych, takich jak odpady z płyt MDF i HDF. 

Koncepcje dla kogeneracji spalającej odpady z płyt drewnopochodnych 

W zależności od wielkości cząstek paliwa spalanie odbywa się na ruszcie lub z wykorzystaniem palników pyłowych. W przypadku, gdy paliwo jest dostępne zarówno pod postacią pyłu (<1 mm), jak i zrębków, stosowane są obydwa systemy spalania z oddzielnymi systemami podawania paliwa. Oprócz systemu spalania, typowa instalacja składa się z kotła parowego, turbiny parowej, systemu podawania paliwa i instalacji oczyszczania spalin. W zależności od warunków lokalnych, kocioł parowy może zostać zastąpiony kotłem na olej termiczny, a energia elektryczna jest wytwarzana przez generator ORC. Instalacja może dostarczać także energię w postaci gorącej wody lub pary.

Przykładowo instalacja o mocy elektrycznej 1 MWe brutto może dostarczyć ok. 4-5 MW energii cieplnej, która może zostać wykorzystana w suszarni lub na potrzeby socjalne. Instalacja tej wielkości pozwoli równocześnie zutylizować ok. 12 000 t odpadu z płyt drewnopochodnych. Należy pamiętać o konieczności zapewnienia takiej ilości paliwa, aby instalacja mogła nieprzerwanie pracować przez min. 8 000 h w ciągu roku, z maks. dwoma przerwami na przeglądy i naprawy.

Ze względu na nowe konkluzje BAT dla emisji ze spalania odpadów, ilość odpadów spalana w ciągu godziny nie powinna przekroczyć 3 t/godz. W ten sposób można uniknąć konieczności dostosowania się do nowych, bardziej restrykcyjnych norm emisji spalin i związanych z tym kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych. Niemniej tak zaprojektowana instalacja będzie miała moc elektryczną ponad 2 MW i cieplną ok. 10 MW, pokrywając zapotrzebowanie dużego zakładu produkcyjnego. Wymagana ilość odpadu to ok. 25 000 t rocznie. 

Każda instalacja jest projektem indywidualnym i wymaga dokładnej analizy możliwości i potrzeb każdego klienta.

Zainteresowane osoby zapraszamy do kontaktu osobistego z przedstawicielem VYNCKE – Grzegorzem Sochackim, który udzieli informacji w języku polskim.