Molnár Dávid: Hulladék- és szemétégető erőművek

A települési- és ipari hulladékok a mai technológiai fejlettség mellett egyre növekvő ütemben keletkeznek. Az elhelyezésük, hasznosításuk, megsemmisítésük is egyre nagyobb erőfeszítéseket igényel. Ez alapján a hulladékot „megújuló energiaforrásnak” tekinthetjük[1]. A hulladékkezelés egy formája a hulladék- és szemétégető erőmű. A hulladék fűtőértéke, ha nem válogatják szét 8-10 MJ/kg, ami növelhető szelektív gyűjtéssel. Felhasználás módja szerint kétféleképpen hasznosítják így a hulladékokat: tüzelés útján gőzerőműben, illetve gáztermelés útján. A villamosenergia-termelés ezen módjának hatékonysága 22-28%[2].

A tüzelés során termelődő hőt gőzerőművi rendszerben használják víz elpárologtatására, ami pedig egy gőzturbinát hajt meg. A gőzturbina mozgási energiáját átadja a generátornak, ami villamos energiát állít elő. A rostélyon a tűztérbe érkező hulladék 1000-1100°C-on kiég úgy, hogy az eredeti tömeg negyede marad csak hátra salakként. A salakot lehűtik és vasmentesítik, mielőtt elszállítanák hulladéklerakókba, ahol takaróanyagként használják fel. A keletkező füstgázt meg kell tisztítani a szilárd anyagoktól, ehhez villamos porleválasztókat használnak, és a tűztérbe karbamid vizes oldatot juttatnak, ami az NO_X szintjét csökkenti. A telepítendő gőzerőmű méreteit a szemétégető rendszer mérete és a hőigény nagysága határozza meg.

A Fővárosi Közterület-fenntartó ZRt. által üzemeltetett hulladékhasznosító mű turbina-generátor névleges villamos teljesítménye 24 MW[3], amit kiegészít a turbina gőzének megcsapolása által nyert hőmennyiség (hőcserélőn keresztül) távhőszolgáltatásra való felhasználása. A hulladékhasznosító mű működését az 1. ábra mutatja be. Az eltüzeléses hulladékhasznosítás másik lehetősége az a kombinált gáz és gőzerőművi egységek telepítése. Ahol a felhasználható hulladékmennyiség kevés, ott alkalmazzák ezt a megoldást. A gázturbinás körből kilépő gőz hőjével tovább hevítik a hulladék égetése során előállított gőzt, ami így kényszeríti munkára a gőzturbinát.

Másik lehetőség a hulladékokból történő villamosenergia-termelésnek a gáztermelés útján történő hasznosítás. A pirolízis folyamatában alacsony hőmérsékleten, oxigénmentes környezetben pirolízisgáz keletkezik. Eltávolítják a nagyobb szilárd anyagokat, a megmaradt kisebb anyagoknak nagy a karbontartalma. Ezeket a kisebb anyagokat és a pirolízisgázt elégetik, ami gőzt termel, amire gőzerőmű építhető. Szintén oxigénmentes környezetben lehetséges erjeszteni a hulladékot, amivel biogázt lehet előállítani. Az előállított biogáz szén-dioxid és metán tartalma fele-fele arányú, míg fűtőértéke 16-20 MJ/m³. Gazdaságosságát növeli, hogy felhasználhatók egyéb szerves iszapok is. Az így keletkezett biogázt gázmotorral, illetve kombinált gáz- és gőzerőműben is fel lehet használni.

1. ábra Fővárosi Közterület-fenntartó ZRt., Fővárosi Hulladékhasznosító mű működési ábrája[4]

Jelmagyarázat: (hulladékégetés: 1-9, füstgáztisztítás: 10-21, energetika: 22-30)

1: hulladékadagoló tölcsér, 2: hulladékadagoló asztal, 3: primerlevegő ventilátor, 4: levegőelosztó kamrák, 5: salakkitoló berendezés, 6: hengerrostélyok, 7: salakkezelő csarnok, 8: salakbunker, 9: vaskiválasztó, 10: karbamid befecskendezés, 11: ciklonok, 12: mésztej porlasztó berendezés, 13: hidraulikus egység, 14: abszorber, 15: aktív koksz befúvás, 16: zsákos szűrő, 17: szívó ventilátor, 18: cementsiló, 19: karbamid siló, 20: pernye és maradékanyag siló, 21: szállítójármű, 22: turbina, 23: generátor, 24: fűtési hőcserélő, 25: villamos távvezeték, 26: távfűtő rendszer, 27: elgőzölögtetők, 28: kazándob, 29: túlhevítők, 30: tápvízelőmelegítők

Fővárosi Közterület-fenntartó ZRt., Fővárosi Hulladékhasznosító mű (link)

[1] Büki Gergely: Energetika, Műegyetemi Kiadó, Budapest, 1997, 368. oldal

[2] Fazekas András István: Villamosenergia-rendszerek rendszerszintű tervezése I., Akadémiai Kiadó, Budapest, 2006 543. oldal

[3] Forrás: http://www.fkf.hu/portal/page/portal/fkf/HUHA/hulladek_haszn_mu_mukodese/A technológia bemutatása Elérhető: 2010. november 10.

[4] Forrás: http://www.fkf.hu/portal/page/portal/fkf/HUHA/hulladek_haszn_mu_mukodese/A%20technol%C3%B3gia%20bemutat%C3%A1sa Elérhető: 2010. november 10.