- Patent nr PL-208616 " zgazowarka ze złożem stałym"
- zgłoszenie patentowe nr P.417759 - "Sposób utylizacji odpadów drzewnych impregnowanych, zwłaszcza podkładów kolejowych, metodą zgazowania z produkcją energii elektrycznej".
- zgłoszenie patentowe nr W.125874 - "Zestaw urządzeń do oczyszczania gazu powstałego w reaktorze zgazowania"
Instalacja zgazowania biomasy w Paruszowicach
Firma Syngaz S.A. jest właścicielem instalacji dedykowanej do biomasy o mocy 1,5 MW (moc chemiczna reaktora), znajdującej się w Paruszowicach, gmina Byczyna, woj opolskie.
Instalacja zgazowania biomasy firmy Syngaz S. A. jest przeznaczona do utylizacji biomasy czystej oraz zanieczyszczonej wraz z równoczesną produkcją
w kogeneracji energii elektrycznej i cieplnej. Istnieje możliwość przeznaczenia wygenerowanej energii elektrycznej na własne potrzeby klienta lub odsprzedania jej do sieci energetycznej. Wytwarzane ciepło może zostać wykorzystywane według indywidualnych potrzeb inwestora, np. jako ciepło technologiczne do celów suszarniczych. Planowany czas pracy instalacji wynosi 7 000 h/rok, co stanowi ok. 75% pokrycia czasu, licząc w ruchu 24-godzinnym. Pozostałe 25% przewidziane jest na naprawy, serwis i konserwację urządzeń.
Instalację zgazowania biomasy firmy Syngaz S. A. można podzielić na cztery węzły technologiczne, obejmujące: przygotowanie i podawanie paliwa, węzeł zgazowania, kondycjonowania i kogeneracji. Zastosowane w procesie paliwo w sposób ciągły podawane jest do reaktora w ilości ok. 380 kg/h.
Powstały w procesie zgazowania gorący gaz (ok. 750ºC, 750 Nm3/h) w kolejnym etapie kierowany jest na układ oczyszczania i chłodzenia.
Oczyszczony i schłodzony gaz kierowany jest na silnik, gdzie zostaje spalony. Silnik gazowy napędza generator energii elektrycznej (moc 350 kW), która kierowana jest do sieci elektroenergetycznej. Ze spalin powstałych w wyniku spalania gazu odbierane jest ciepło, które można wykorzystać pod postacią gorącej wody, oleju, powietrza lub pary.
Spaliny z silnika spełniają normy odnośnie emisji tlenków azotu i tlenku siarki, a dzięki zastosowaniu wysokosprawnych filtrów emisja pyłów jest znikoma.
Zgazowanie odpadów komunalnych
W Polsce powstaje coraz więcej instalacji mechaniczno-biologicznego przetwarzania (MBP). . Obecnie są one wstanie wytworzyć 3-4 mln Mg rocznie frakcji nadsitowej zwanej pre-RDF (nieczyszczona – kod 19 12 12) lub RDF (po oczyszczeniu i standaryzacji – kod 19 12 10) o kaloryczności 13-18 MJ/kg, w zależności od wilgotności. Zakładano, że odpady te zostaną zagospodarowane w przemyśle cementowe jako paliwo alternatywne. Polskie cementownie jednak mogą przyjąć tylko ok. 1,5 mln Mg takiego paliwa. Kolejny 1 mln Mg RDF-ów są w stanie spalić instalacje ITPOK, ale dalej zostaje 1,5 – 2,5 mln niezagospodarowanego odpadu.
Przedstawione luki w gospodarce odpadami w zakresie instalacji termicznego przekształcania odpadów można wypełnić stosując różne rozwiązania technologiczne, w tym zgazowanie.
Technologia zgazowania odpadów jest to zawansowana technologia przetwarzania odpadów z nastawienie na maksymalny odzysk energii. Zgazowanie polega na termicznej konwersji odpadów przy udziale tlenu w ilości poniżej wartości stechiometrycznej. Zachodzi w średnim zakresie temperatur (600 – 900°C) i prowadzi w swej ostatniej fazie do reakcji egzotermicznych. Produktami wyjściowymi zgazowania są gaz syntezowy (syngaz) o względnie niskiej kaloryczności oraz pozostałości nieorganiczne w formie ciała stałego. W przypadku przeprowadzania zgazowania w obecności podwyższonej zawartości tlenu, otrzymywany syngaz ma większą kaloryczność. Syngaz może następnie być używany jako paliwo, zarówno w komorze spalania z następującym po niej kotłem parowym lub w systemach konwersji o większej wydajności, takich jak silniki zasilane gazem i turbiny gazowe bezpośrednio generujące energię elektryczną.
Technologia zgazowania pozwala na generacje energii elektrycznej w małej skali.
Zalety zgazowania:
Zgazowanie odpadów oferuje możliwość otrzymania gazu syntezowego, który może znaleźć różnorakie zastosowanie, takie jak wydajne wytwarzanie ciepła i energii, produkcja wodoru, produkcja syntetycznego gazu naturalnego (SNG), produkcja chemikaliów – metanolu lub eteru dimetylowego (DME) oraz produkcja biopaliwa transportowego (BtL) w wyniku syntezy Fischera-Tropscha (F-T).
Po oczyszczeniu gaz syntezowy może być spalany w silniku / turbinie gazowej. Z tego powodu, wydajność energii elektrycznej netto może być wyższa w porównaniu do wydajności turbin parowych zainstalowanych w spalarniach odpadów, prowadząc do pracy o neutralnym bilansie węglowym.
Procesy zgazowania jest bardziej odpowiednie dla instalacji o mniejszych rozmiarach
Objętość powstających gazów jest znacznie mniejsza niż przy spalaniu, co ułatwia oczyszczanie i obniża koszty inwestycyjne oraz eksploatacyjne
Z powodu niższej prędkości gazów ilość popiołów lotnych jest niższa
Możliwe jest zmniejszenie liczby etapów oczyszczania spalin
Zgazowanie osadów ściekowych
Zgazowanie jako metoda termicznej utylizacji osadów ściekowych jest metodą nową, w wielu przypadkach na etapie badań i opracowywania rozwiązań technologicznych. Spalanie gazu ze zgazowania jest łatwiejsze do kontroli niż spalanie paliwa stałego, z powodu lepszego wymieszania gazu z utleniaczem. Dzięki temu można stosować mniejsze współczynniki nadmiaru powietrza, co pozwala na stosowanie komór spalania gazu o mniejszych rozmiarach, a także prowadzi do zmniejszenia strat ciepła unoszonego ze spalinami. Brak pozostałości stałej (popiołu) ze spalania gazu ułatwia organizację procesu spalania, upraszcza konstrukcję komory spalania, jak również układu doprowadzania paliwa do komory spalania. Gaz po oczyszczeniu może stanowić paliwo do silnika tłokowego i w kogeneracji produkować energię elektryczną oraz ciepło. Dzięki technologii Syngaz poprzez zgazowanie osadu można uzyskać użyteczne paliwo gazowe, dzięki któremu można produkować energię elektryczną i ciepło z mniejszą emisją substancji szkodliwych do środowiska, a pozostałe z procesu odpady można łatwo unieszkodliwić.
Od dnia 1 stycznia 2016 roku Ministerstwo Gospodarki wprowadziło zakaz składowania osadów ściekowych (posiadających zawartość ogólnego węgla organicznego powyżej 5%) na składowiskach odpadów. Wraz ze wzrostem ilości ich wytwarzania i jednoczesnym zakazem składowania, w coraz większym stopniu narasta problem zagospodarowania osadów ściekowych.
W tą problematykę wpisuje się technologia proponowana przez firmę Syngaz SA, która jest wynikiem projektu OMEGA. Dzięki zastosowanym w niej rozwiązaniom zapewniającym elastyczność związaną z wydajnością i rodzajem zastosowanego paliwa, wysokiej sprawności energetycznej, stosunkowo niskim nakładom finansowym, a także pozytywnym efektom ekologicznymi, może być dedykowana dużym i średnim oczyszczalniom. Dla oczyszczalni ścieków posiadających aktualnie suszarnie zgazowanie jest ciekawą propozycją umożliwiającą obniżenie kosztów eksploatacyjnych poprzez odzysk energii chemicznej zawartej w wysuszonym osadzie.
Zgazowanie odpadów drzewnych i po użytkowych
Rosnące zużycie drewna, w tym drewna poużytkowego, generuje wzrost popytu na innowacyjne rozwiązania umożliwiające zagospodarowanie powstałego odpadu, który stanowi znaczący problem w unieszkodliwianiu. Jednocześnie rosnący popyt na „zieloną energię” oraz tendencja rynkowa do rozwijania energetyki rozproszonej, jednoznacznie pokazują zapotrzebowanie na nowe rozwiązania technologiczne w tym zakresie.
Odpady elementów drewnianych takich jak zużyte słupy teleenergetyczne lub podkłady kolejowe (impregnowane olejami zawierającymi policykliczne węglowodory aromatyczne) pochodzące z rozbiórek i remontów, kwalifikowane są jako odpady niebezpieczne (kod 170204*) i podlegają według obowiązującego prawa szczególnemu nadzorowi i obowiązkowi ewidencji. Ich wolumen sięga 120.000 t/r. Do tych odpadów niebezpiecznych zaliczamy także np. odpady z produkcji mebli, jest to odpad nasączony lepiszczami lub impregnatami, pokryty laminatami itd.- dostępny w ilości około 0,6 mln t/r. Poza tym mówiąc o odpadach drewnianych zanieczyszczonych, mówimy o drewnie wykorzystywanym w budownictwie, kopalnictwie ( ok. 0,2 mln/r) oraz o drewnie opakowaniowym ( palety skrzynki – ok 1,3 mln t/r).
Znanym, dopuszczonym do stosowania sposobem unieszkodliwiania zużytych słupów teleenergetycznych i podkładów kolejowych jest ich unieszkodliwianie poprzez składowanie na wydzielonych składowiskach odpadów niebezpiecznych, z uzbrojonymi w szczelne membrany stanowiskami odciekowymi. Jest to sposób kosztowny, a nie prowadzi do całkowitego unieszkodliwienia tych niebezpiecznych odpadów. Alternatywą dla składowania może być utylizacja poprzez ekstrakcję ciśnieniową z biodegradacją lub zgazowanie przeciwprądowe ze spaleniem gazu, ale te metody nie pozwalają na uzyskanie zielonej energii elektrycznej.
Obecnie na rynku międzynarodowym nie ma więc technologii, która pozwalałaby na bezpieczną utylizację tego typu odpadów, których ilość (w związku z nieustanną wymianą drewnianych słupów i podkładów na betonowe) dramatycznie rośnie, a jednocześnie generowałaby szereg wartości dodanych dla klientów (tj. np. produkcja energii z taniego surowca).
Należy również podkreślić, że wzrost ilości generowanych odpadów drzewnych zanieczyszczonych np. podkładów kolejowych czy słupów trakcyjnych wiąże się m.in. z koniecznością przeprowadzania modernizacji linii kolejowych wynikających z jednej strony ze zużycia i bezpieczeństwa ruchu kolejowego, a z drugiej strony z możliwością pozyskania zewnętrznych źródeł finansowych na ten cel (w tym fundusze Unii Europejskiej).
Firma Syngaz S.A. zajęła się problemem zagospodarowania odpadów drzewnych poużytkowych w ramach projektu badawczo-rozwojowego, pt. „Opracowanie innowacyjnej technologii zgazowania odpadów i produkcji zielonej energii”. Opracowała sposób zagospodarowania w/w odpadów, zwłaszcza pokładów kolejowych, metodą zgazowania z produkcją energii elektrycznej i cieplnej. Dokonała również zgłoszenia do Urzędu Patentowego RP, pod nr P.417.59, na patent dotyczący tego innowacyjnego wynalazku. Tym sposobem firma rozwiązała problem unieszkodliwiania niebezpiecznego odpadu, jakim są pokłady kolejowe i słupy telegraficzne, przy jednoczesnym wykorzystaniu go do wytwarzania zielonej energii. Opracowała pro-środowiskową technologię umożliwiającą produkcję gazu o korzystnej wartości kalorycznej. Pozwoliło to na generację energii przy niskich wartościach emisji zanieczyszczeń, znacznie nie różniących się od technologii biomasowych, przeznaczonych wyłącznie do czystych odpadów drzewnych.
Zgazowanie czystej biomasy
Technologia zgazowania biomasy firmy Syngaz S. A. jest przeznaczona do produkcji w kogeneracji energii elektrycznej i cieplnej lub produkcji chłodu – trigeneracja. Układ przykładowej wysokosprawnej kogeneracji wytwarza 350 kW energii elektrycznej oraz ok. 700 kW energii cieplnej zużywając do tego celu zrębki drzewnej o wilgotności ok. 20%. Istnieje możliwość przeznaczenia wygenerowanej energii elektrycznej na własne potrzeby klienta lub odsprzedania jej do sieci energetycznej. Wytwarzane ciepło może zostać wykorzystywane według indywidualnych potrzeb inwestora, np. jako ciepło technologiczne – do celów suszarniczych lub do produkcji chłodu – trigeneracja. Planowany czas pracy przykładowej instalacji wynosi 7 000 h/rok, co stanowi ok. 80% pokrycia czasu, licząc w ruchu 24-godzinnym. Pozostałe 20% przewidziane jest na serwis i konserwację urządzeń. Instalację zgazowania biomasy można podzielić na cztery węzły technologiczne, obejmujące: przygotowanie i podawanie paliwa, węzeł zgazowania, kondycjonowanie i kogenerację. Oczyszczony i schłodzony gaz kierowany jest na silnik, gdzie zostaje spalony. W tej instalacji silnik gazowy napędza generator energii elektrycznej (moc 350 kW), która kierowana jest do sieci elektroenergetycznej. Ze spalin powstałych w wyniku spalania gazu odbierane jest ciepło, które można wykorzystać pod postacią gorącej wody, oleju, powietrza lub pary. Spaliny z silnika spełniają normy odnośnie emisji tlenków azotu i tlenku siarki, a dzięki zastosowaniu wysokosprawnych filtrów firmy Herding emisja pyłów jest znikoma.