Spalovna Malešice (nyní ZEVO), údaje podle informací provozovatele PS a.s.

Technologie a technické parametry (2005)

Základem technologického zařízení jsou čtyři kotle s válcovými rošty. Každý z nich umožňuje spálit až 15 tun odpadu za hodinu. V trvalém provozu mohou být maximálně 3 kotle, čtvrtý zůstává v záloze jako studená rezerva. Každý z kotlů vyrobí za hodinu max. 36 tun páry o teplotě 235 °C a tlaku 1,37 MPa. Pára je dodávána do energetické sítě Pražské teplárenské a.s. Roční předpokládané množství spáleného odpadu je 220 000 tun. Tomu odpovídá dodané teplo do sítě PT a.s. v ročním objemu 1,2 x 10⁶ GJ. Jako stabilizační palivo je používán zemní plyn. Výhřevnost TKO se pohybuje v rozmezí 8 - 12 [MJ.kg³ ], což je hodnota srovnatelná s výhřevností hnědého uhlí. Spálením projektované kapacity 310 000 tun TKO ročně vznikne cca 78 000 tun škváry a cca 8 000 tun tuhého odpadu z čištění plynu a vytřídí se 7 500 tun železného šrotu.

Parametry páry a vody

jmenovitý výkon kotle 30 t/h, max. výkon kotle 36 t/h , min. výkon při dodržení parametrů 22 t/h, minimální výkon bez dodržení parametrů páry 15 t/h, jmenovitá teplota přehřáté páry 235 °C, jmenovitý tlak přehřáté páry 1,37 MPa.

Palivo

1. Směsný komunální odpad: 8,0 - 12 MJ/kg, obsah vody max.: 50%, obsah popela max.: 20 - 30%

2. Zemní plyn (výhřevnost: 34,1 MJ/m³)

Stručný technický popis kotle

Kotel je jednobubnový, s přirozenou cirkulací. Kotel je proveden jako membránový, třítahový. Ve druhém tahu je umístěna konvekční kotlová plocha (svislé šoty). Ve třetím tahu je umístěn konvekční přehřívák, ohřívák vody a ohřívák vzduchu.

Technologický popis zařízení pro čištění spalin

Metoda čištění spalin je založena na dvoustupňovém vypírání spalin zbavených prachu. Každý kotel má samostatnou linku na čištění spalin. Čistící linka je sestavena z rozprašovací sušárny, elektrofiltru, pračky s odlučovačem kapek, směšovače spalin, parního ohřívače spalin a kouřového ventilátoru. Spaliny z kotle mají teplotu 230°C - 270°C a obsahují SO₂, HCl, HF, pevné částice, oxidy dusíku, síry, uhlíku, těžké kovy, zejména rtuť, včetně jejích sloučenin, polychlorované dibenzo-p-dioxiny a dibenzofurany a další kontaminující látky a jsou zavedeny do rozprašovací sušárny. Zde se spaliny uvedou do rotačního pohybu a v opačném směru točení je do spalin rozprašována upravená odpadní suspenze z pračky a absorbéru. Teplotou spalin se ze suspenze odpaří voda a pevné částečky ze suspenze padají na dno sušárny. Dále jsou dopravovány do zásobníku zbytků. Poté jsou spaliny vedeny přes tříkomorový elektrofiltr, v němž je odloučen prach.

Spaliny vystupující z elektrofiltrů mají teplotu asi 190°C a pokračují kouřovodem do pračky. V horní části pračky prochází chladičem spalin, kde jsou ochlazeny na 80°C, aby se nepoškodilo vnitřní pogumování pračky. Spaliny procházející pračkou jsou promývány vápennou suspenzí. V pračce se odlučuje převážná část HCl, HF, HBr, Hg, další těžké kovy a zbytky prachu. Aby se zabránilo přechodu rtuti do plynné fáze, udržuje se v pračce vysoce kyselé prostředí 1,1 pH. Dále pokračují spaliny přes odlučovač kapek do absorbéru.

Odlučovač kapek zabraňuje unášení malých kapek suspenze z pračky do absorbéru. Ze spodní části procházejí spaliny absorbérem směrem vzhůru a jsou promývány vápennou suspenzí. Úkolem absorbéru je odloučit ze spalin zbytky HCl, HF a hlavně odloučit SO₂. Hodnota pH se udržuje přidáváním vápenné suspenze mezi 5 - 6. Hustota lázně je udržována odpouštěním suspenze do zahušťovače. Vyčištěné spaliny jsou za pračkou ochlazeny na 65-70°C. Pro zlepšení jejich rozptylu jsou ohřívány v parním trubkovém ohřívači spalin na teplotu 110°C. Ohřáté spaliny jsou dopravovány kouřovým ventilátorem do komína.

Charakteristika látek PCDD/PCDF a jejich vznik

Polychlorované dibenzo-p-dioxiny a dibenzofurany (PCDD/PCDF) jsou tricyklické aromatické sloučeniny, chemicky stálé, lipofilní, které mají schopnost se akumulovat v potravinovém řetězci. Některé z těchto látek jsou extrémně toxické, teratogenní, mutagenní a pravděpodobně karcinogenní.

Nejvíce byly studovány 2, 3, 7, 8 - tetrachlordibenzo-p-dioxin (TCDD) a 2, 3, 7, 8 - tetrachlordibenzofuran (TCDF). PCDD a PCDF tvoří velký soubor sloučenin s jedním až osmi atomy chlóru v molekule. Z toho PCDD 75 sloučenin a PCDF 135 sloučenin. Nejpočetnější je skupina izomerů se čtyřmi atomy chlóru v molekule, která obsahuje 22 tetrachlordibenzo-p-dioxinů (TCDD) a 38 tetrachlordibenzofuranů (TCDF).

Zvláštní pozornost je věnována těm sloučeninám, které mají atomy chlóru v polohách 2, 3, 7, 8 a případně v polohách dalších. PCDD a PCDF se v přírodě prakticky nevyskytují. Trvalým zdrojem PCDD a PCDF je spalování organických látek, které obsahují chlór. Jsou to například topeniště, kde se spaluje uhlí, hutě, lesní požáry a též spalovny komunálních a nebezpečných odpadů. Mechanismus tvorby PCDD a PCDF není dosud jednoznačně objasněn.

Dioxiny jsou ve velké většině látky toxické. Touto extrémní toxicitou vynikají 2, 3, 7, 8 - tetrachlordibenzo-p-dioxin a 2, 3, 7, 8 - tetrachlordibenzofuran, jejichž molekuly jsou symetricky substituovány atomy chlóru. Toxicita jednotlivých PCDD a PCDF je velmi odlišná, takže uvádění individuálních sloučenin a jejich toxicit by bylo značně nepřehledné. Navíc je prakticky nemožné stanovit všech 210 sloučenin. Řešení bylo nalezeno v tom, že se stanoví individuálně 7 sloučenin PCDD a 10 sloučenin PCDF, všechny substituované v polohách 2, 3, 7 a 8. Zjištěný obsah určité látky se násobí faktorem toxicity (TEF - Toxic Equivalency Factor), který udává, kolikrát je daná látka toxičtější než 2, 3, 7, 8 - TCDD. Součiny pro jednotlivé látky se sečtou a získá se hodnota označovaná jako TEQ (Toxic Equivalent Sum).

Stručný popis metody odstraňování PCDD/PCDF (2005)

Metoda čištění spalin a technologie na odstraňování PCDD/PCDF ze spalin je založena na aplikaci látky Sorbalit do okruhu linek čištění spalin instalovaných na Malešické spalovně.

Tato metoda užívaná u polosuchých metod čištění spalin byla poprvé na Malešické spalovně aplikovaná u mokré vápenné vypírky. Jedná se prakticky o dávkování aktivního uhlí společně s vápennou suspenzí (nebo koksu) do teplých spalin, kde dojde k vyvázání těžkých kovů (hlavně Hg) a zároveň látek PCDD/PCDF (dále jen dioxiny).

Z důvodu, že tato metoda nebyla dosud aplikovaná u mokré vápenné vypírky, bylo nutno nejdříve prověřit možné zápory této metody. Jednalo se především o otěruvzdornost rozváděcího pogumovaného potrubí vápenné suspenze a čerpadel, ucpávání nástřikových trysek a měření rychlosti usazování vápenného roztoku, účinnosti EF a hlavně účinnosti metody ve stávající technologii mokré vápenné vypírky.

Na základě znalosti místní technologie a dostupných sorbentů byla odborným týmem zvolena metoda použití aktivního uhlí typu AK NORIT L 140 (89% vápno + 11% AC), látka obchodně nazývaná Sorbalit, s jemnou granulací max. 90 mikronů.

Vyhodnocení nové technologie (2005)

1. Použitím metody bylo vyřešeno odstraňování dioxinů z kouřových plynů
2. Použití Sorbalitu nezpůsobilo žádné tlakové změny ve výtlaku čerpadel
3. Použití Sorbalitu omezilo tvorbu sádrovce v technologii 2. stupně čištění, a tím došlo ke stabilizaci provozu
4. Účinnost a provozní hodnoty EF nevykázaly žádných změn
5. Nebyla zjištěna zvýšená abrazivost v potrubí odlučovačů kapek a vlastních nádob (předpračka, absorbér, zahušťovač atd.)

2007 - reaktory na PCDD/PCDF - schema

Podrobný popis způsobu mokrého čištění spalin

Obecně jsou známy dvě metody mokrého čištění spalin:

metoda mokrého praní
metoda mokrého praní s bezodpadovou technologií, která se snaží řešit likvidaci znečištěné prací kapaliny vznikající při použití první metody.

 Nevýhodou druhé metody je nedostatečná účinnost pro určitou skupinu nebezpečných látek. To se obecně řeší přidáním dalšího, třetího stupně, určeného speciálně pouze pro tuto skupinu nečistot.

Spalovna Malešice využívá vlastní postup, který nevyžaduje budovat tato nákladná zařízení třetího stupně a zároveň je vysoce účinný.

Metoda mokrého praní

Čistící zařízení sestává ze dvou stupňů čištění spalin.

Spalovna je vybavena čistícím zařízením založeným na principu mokrého vypírání spalin vápennou suspenzí. Tato metoda je založená na mokrém sprchování proudu spalin odváděných ze spalovacího zařízení, které jsou předtím zbaveny pevných prachových částic v tzv. prvním stupni čištění pomocí tkaninových filtrů nebo elektrostatických odlučovačů.

Proudy spalin jsou sprchovány vodní suspenzí nebo roztokem převážně vápenné reakčně absorpční složky, tvořené zejména hydroxidem vápenatým nebo jinými látkami - tzv. druhý stupeň čištění. Absorpční složka je schopná chemicky vázat, přeměnit nebo absorbovat škodlivé látky, ve spalinách obsažené. V druhém stupni čištění tedy probíhá čištění spalin zejména od plynných kontaminujících látek mokrým vypíráním spalin vápennou suspenzí. Produkty tohoto čištění zůstávají ve vodním prostředí prací kapaliny. Produktem tohoto čištění jsou účinně přečištěné plynné spaliny a znečištěná prací kapalina. Slabinou této technologie je nutná likvidace znečištěné kapaliny ve speciálních čistících zařízeních.

Metoda mokrého praní s tzv. bezodpadovou technologií

Výše uvedený problém se podařilo vyřešit použitím tzv. bezodpadové technologie (vzhledem ke znečištěné kapalině).

Technologie je založena na tom, že znečištěná kapalina, vystupující z mokrého (druhého) stupně čištění je odváděna na počátek celého čistícího procesu spalin do tzv. rozprašovací sušárny odpadní vody. Tato sušárna se nachází ještě před filtračními zařízeními a je součástí prvního stupně čištění. Rozprašovací sušárna je tvořena komorou, kterou procházejí horké spaliny vystupující ze spalovacího zařízení. Znečištěná prací kapalina je v sušárně rozprašována do proudu horkých spalin, kde se v ní obsažená voda odpaří. Mechanické částice a krystaly odloučené od kapaliny částečně sedimentují v komoře nebo jsou odděleny filtračními zařízeními v prvním stupni čištění. Odpadní voda je ve formě vodní páry unášena proudem spalin přes první stupeň čištění opět do druhého stupně čištění, kde částečně kondenzuje a je opakovaně technologicky využita a částečně vypouštěna spolu s vyčištěnými spalinami do prostředí.

Úbytek vody způsobený vypouštěním vodních par se kompenzuje jejím doplňováním.

Nevýhodou tohoto principu je, že tato zařízení nevykazují potřebnou účinnost, pokud jde o skupiny vysoce nebezpečných látek, tj. těžké kovy a jejich sloučeniny, zejména rtuti, polychlorované dibenzo-p-dioxiny a dibenzo-p-furany.

Proto je nutné vybavovat tyto zařízení zvláštním tzv. třetím stupněm čištěním určeným specificky k eliminaci polychlorovaných dibenzo-p-dioxinům a dibenzo-p-furanům ze spalin.

Budování a provoz těchto zařízení je velmi nákladný. Budování těchto zařízení stojí cca 600-700 mil., zároveň je velmi nákladný i provoz těchto zařízení.

Metoda Malešice (2005)

Při hledání nových řešeních jsme se setkávali s mnoha významnými technickými předsudky, které se nám podařilo naší metodou vyvrátit.

Metoda je určena pro spalovny pracující na principu metody mokrého praní s bezodpadovou technologií.

Metoda spočívá v tom, že se jako prací kapalina použije vodná suspenze nebo/a roztok reakčně absorpční složky, tvořené zejména oxidem vápenatým nebo/a uhličitanem vápenatým, obsahujícím současně uhlíkový adsorbent s celkovým vnitřním specifickým povrchem alespoň 300 m².kg^-1 v množství nezbytném k alespoň částečnému zachycení kontaminujících látek, včetně rtuti a jejích sloučenin, polychlorovaných dibenzo-p-dioxinů a dibenzo-p-furanů, obsažených ve spalinách, avšak v množství nejvýše rovném 16% hmot., vztaženo k hmotnosti této reakčně absorpční složky.

Pro vytvoření absorpční složky se smíchá zejména oxid vápenatý nebo/a uhličitan vápenatý rozemletý na maximální velikost částic 90 mikrometrů s aktivním uhlím, majícím celkový vnitřní specifický povrch alespoň 300 m²/kg^-1 rozemletým rovněž na maximální velikost částic 90 mikrometrů, a to v poměru 15% hmot. aktivního uhlí a 85% hmot. páleného vápna.

Tato suchá směs se plní do vápenného sila. Z vápenného sila se tato směs za stálého míchání zavádí do hasnice, kde se smíchá s vodou na  koncentraci 14,5%, za tvorby hydroxidu vápenatého. Takto připravená vápenná prací suspenze obsahující aktivní uhlí je ukládána do zásobníku.

Podstata metody spočívá v tom, že se do tzv. druhého stupně čištění rozprachem vstřikuje vodná suspenze uhlíkového adsorbentu, obsahujícího aktivní elementární uhlík. Uhlíkový adsorbent může být vstřikován do čistícího zařízení buď spolu s absorpční složkou nebo současně s ní samostatně, odděleným vstřikovacím zařízením.

Jako uhlíkový adsorbent bylo odborným týmem zvoleno a použito pro Malešickou spalovnu aktivní uhlí typu AK NORIT L 140 (89% vápno + 11% AC).

Uhlíkový adsorbent působí po celou dobu své přítomnosti v čistícím zařízením. Množství adsorbentu je udržováno ve výše uvedených mezích.

Uhlíkový adsorbent je spolu s prací kapalinou odváděn na odvod spalin do tzv. rozprachové sušárny, kde se v prací kapalině rozptýlený uhlíkový adsorbent vyloučí v podobě mechanických částic do proudu spalin vstupujících do tzv. prvního stupně čištění. Předtím, než se vyloučí, tak prvotně adsorbuje kontaminující látky v těchto spalinách obsažené. Adsorpce probíhá v prvním i druhém stupni čištění.

Rozprašovací sušárna tak plní kromě funkce odpaření technologické vody, sedimentace odpařených látek také funkci čištění spalin adsorpcí.

Vzhledem k prokázané vysoké adsorpci rtuti není při způsobu čištění spalin podle metody nutné použít specifických látek zachycujících rtuť a její sloučeni tzv. trojsodnou sůl kyseliny trithiokyanurové.

Způsob čištění touto metodou lze bez úprav technologického zařízení použít v zařízeních, která jsou v provozu, tak v zařízeních nově budovaných. Tím odpadá nutnost budovat velmi nákladná zařízení - třetí stupeň čištění. Při způsobu čištění touto metodou se ukázala vysoká účinnost čistícího zařízení, aniž by bylo nutno přistupovat k úpravám technologických zařízení. Ve vztahu ke sledovaným látkám byla zaznamenána zlepšená nebo stejná účinnost čištění spalin, přičemž pokud jde o účinnost čištění spalin od rtuti a od polychlorovaných dibenzo-p-dioxinů a dibenzo-p-furanů je účinnost zařízení při použití způsobu čištění touto metodou až řádově vyšší.

Denitrifikace v technologii spalování SKO

Spalovna Malešice byla na konci roku 2000 vybavena zařízením na snižování emisí oxidů dusíku. Metoda jejich snižování je založena na principu selektivní nekatalytické redukce NOx nástřikem redukčního činidla na bázi močoviny (obchodní název Satamin) do spalovacího prostoru v oblasti teplot 850 - 1050°C. Během spalovacího procesu se močovina rozkládá na oxid uhličitý a čpavek, který reaguje během spalování SKO se vzniklými oxidy dusíku za vzniku dusíku a vodní páry. Dalším krokem zlepšení byla instalace měření emisí NOx na výstupu z každého kotle, což umožňuje dokonaleji řídit denitrifikační proces.

Při volbě denitrifikačního prostředku byla dána přednost močovině před čpavkovou vodou. Důvodem této volby je, že energetické nároky na štěpení molekul močoviny oproti štěpení čpavku jsou výrazně nižší a skladování močoviny je výrazně jednodušší, protože není na rozdíl od čpavku nebezpečnou látkou.

EMISNÍ HODNOTY PRO SPALOVÁNÍ KOMUNÁLNÍHO ODPADU VE SPALOVNĚ MALEŠICE A POROVNÁNÍ NAMĚŘENÝCH HODNOT SE ZÁKONEM A ČIŽP STANOVENÝMI HODNOTAMI

Zákon č. 354/2002 – hodnoty dle přílohy č. 5.

Emisní limity jsou uváděny v [mg.m^-3], jsou vztaženy na teplotu 273,15 [K], tlak 101,32 [kPa], referenční obsah [O₂] 11% a suchý plyn, * PCDD + PCDF vyjádřeno v ng TE/m³

^{Kontinuálně měřené emisní hodnoty}
 

#) Průměrné půlhodinové hodnoty podle sloupce A, t.j. pro 100% všech hodnot

Toto platilo do konce 2005: Příloha č. 8 - pro stávající

Specifické emisní limity a jejich plnění (aktuální naměřené hodnoty) jsou zpřístupněny veřejnosti pomocí velkoplošného panelu, umístěného u vchodu do Spalovny Malešice a na internetu.