Sorporkubuskapur

Aðferðafræðin

Förgun með brennslu er virk aðferð til að minnka rúmmál úrgangs og þar með þörfina fyrir urðunarsvæði. Sorpbrennslur er hægt að staðsetja í þungamiðjum svæða, þar sem úrgangur verður til, og draga þannig úr flutningskostnaði. Aska frá sorpbrennslu er ódyrt byggingarefni og hentar vel til umhverfisvænnar mannvirkjagerðar, en það dregur enn frekar úr þörfinni fyrir urðunarsvæði.

Allar aðferðir við að farga sorpi brjóta að lokum niður öll lífræn efni í einfaldar kolefnissameindir. Jafnvægið á milli þessara gastegunda, sem allar grundvallast á kolefni, og tímaskeiðsins sem efnahvörfin taka, er mismunandi og fer eftir förgunaraðferðum. Brennsla er besta leiðin til að koma í veg fyrir losun kolefnistengdra lofttegunda út í umhverfið. Þar við bætist að orka frá sorporkustöðvum kemur í stað brennslu á jarðeldsneytum (kolum og oliu). Þetta eru tvær ástæður fyrir að framleiðsla sorporku dregur úr útblæstri gróðurhúsalofttegunda.

Það er útbreiddur misskilningur að flokkun ákveðinna efna frá sorpi––pappír, plast, timbur––til endurnytingar sem hráefni í framleiðsluiðnaðinum sé hagkvæm. Þetta er rangt, hún er óhagkvæm; einkum á Íslandi vegna smæðar athafnasvæðanna. Sannleikurinn er sá að flokkuð efni eru síður en svo eftirsótt af framleiðendum; þau þarf að hreinsa og endurvinna áður en unninn er úr þeim nyr varningur, en ny hráefni eru á boðstólum fyrir hagstæð verð. Burt séð frá þessu eru nefnd efni (pappír, plast, timbur) hin bestu eldsneyti––með há hitagildi.

Oftar en ekki falla auðtrúa embættismenn fyrir léttvægum rökum, sem 'sanna' eiga ágæti flokkunar. Hjá þessum aðilum myndast venjulega áður en varir flokkuð fjöll, sem koma í stað óflokkaðra ruslahauga. Fjöllunum er síðan brennt eða þau urðuð með tilheyrandi umhverfisspjöllum. Það sama gildir um jarðgerð; 'framleidd' mold er gjarnan urðuð (Kirkjubæjarklaustur) og, auk þess að vera ofaukið í hag- og vistkerfum okkar, er hún gróðrarstía fyrir lífseigar pestir, svo sem miltisbrand (anthrax), stífkrampa (tetanus) og riðu (scrapie eða Creutzfeldt-Jakob-disease).

Þegar styrð förgun á sorpi með brennslu var þróuð um miðja síðustu öld var verð á olíu lágt og orkan, sem vannst við brennsluna, í besta falli álitin ágætis búbót. En svo er ekki lengur. Í hungraðri veröld nyrrar aldar hefir olíuverð tugfaldast. Úrelt aðferðafræði er á hröðu undanhaldi fyrir nútímalegri hönnun og í dag skilar stöðug sorporkuvinnsla meira en tvöföldu orkumagni borið saman við áfangabrennslu, sem þó er notendavænni.

Eftirfarandi slóðir liggja að Activities of the European Union:

Sorpbrennsla í 24 klukkustunda áföngum

Á mynd 1 hér að neðan––vinstra megin, til vinstri og fyrir miðju––sést hvernig 'auðga' verður förgun á tíu (10) kg af 'stöðluðu' sorpi með einu (1) kg af eldsneytisolíu í eftirbrennslunni til að eyða lykt og lit úr reyknum. Búnaðurinn skilar um 60% af þeirri vergu orku, sem honum er mötuð. Súluritin (til hægri á vinstri myndinni) syna samanburð á nytingu eldsneytisins í sorðorkubúnaði og hefðbundnum kötlum.

Á mynd 1 að neðan––hægra megin––sést hversvegna sorporkubúnaður, sem vinnur í 24 klukkustunda áföngum, skilar minni orku en búnaður sem vinnur stöðugt. Nokkur orka fer til spillis þegar bætt er á (myndir efst og fyrir miðju á hægri myndinni), en kæla þarf allt brennsluhólfið svo hægt sé að vinna við það þegar askan er tekin og hlaðið er á ny. Hitinn, sem glatast þegar bætt er á og við áfangaskiptin, dregst frá orkunni sem framleidd er í vinnslunni.

Í stöðugri brennslu vinnur búnaðurinn við sömu hitastig þar til vinnslu lykur og því er engri orku sóað vegna kælingar og endurhitunar. Hinsvegar geta tvær sorporkuvélar unnið í áföngum hlið við hlið og má láta áfangaskiptin verða á 12 klukkustunda fresti, en þannig fæst nokkuð stöðug orkuframleiðsla (mynd 1 til hægri, neðst).

Í fimmtán ára farsælu samstarfi við Hovalwerk AG í Liechtenstein (Hoval í daglegu tali) flutti Íshröngl ehf til landsins fjórar sorporkusamstæður og var ein sett upp að Svínafelli í Öræfum, tvær á Kirkjubæjarklaustri og ein á Tálknafirði. Allar fjórar vinna í 24 klukkustunda áföngum og hafa allar gengið áfallalaust frá upphafi. Á sama tíma fluttu samkeppnisaðilar fyrirtækisins inn fjórar sorporkusamstæður––frá fjórum framleiðendum––til Vestmannaeyja, Ísafjarðar, Reykjanesbæjar og Húsavíkur, sem allar urðu til hjá hönnuðum án svæðisreynslu og hafa það því sameiginlegt að vera 'teikniborðsverkefni'.

Mynd 1 - Orkunyting (tv) og samkeyrsla (th) sorporkubúnaðar í áfangabrennslu
(Sláðu á myndirnar, hvora fyrir sig, til að fá Acrobat A4 landscape prentskjöl - 224 og 188 K)

Þrjár fyrstnefndu samstæðurnar––í Vestmannaeyjum, á Ísafirði og í Reykjanesbæ––vinna með stöðugri brennslu. Ekki hefir reynt á samkeppnishæfni þeirra til að framleiða orku því önnur og ódyr orka er til staðar (jarðhiti). Sú síðastnefnda––á Húsavík––vinnur í áföngum, á sama hátt og Hoval samstæðurnar, og er orkuframleiðslunni þar verulega ábótavant eins og við hefði mátt búast.

Þó var sá búnaður fenginn sérstaklega til að bæta raforkuframleiðslu Kalina jarðvarmaveitunnar (sjá viðfest skjal), sem að áliti, og eigin sögn, fyrrverandi bæjarstjóra Húsavíkur er einnig 'teikniborðsverkefni'.

Mynd 2 - Hoval sorporkusamstæða fyrir áfangavinnslu (tv)
nútímaleg sorporkusamstæða með reykhreinsibúnað fyrir stöðuga vinnslu (th)
(Sláðu á myndina til að fá Acrobat A4 landscape prentskjal - 416 K)

Sorporkubúnaður Hoval (mynd 2 til vinstri) var hannaður um miðja síðustu öld. Afrekaskrá fyrirtækisins synir að um eitt þúsund (1000) einingar hafa verið afgreiddar víðsvegar um heiminn, þar af rúmlega fimm hundruð (500), eða að meðaltali tvær einingar á mánuði, á síðastliðnum tuttugu árum. En Hoval samstæðurnar eru börn síns tíma og eru á síðari árum gerðar kröfur til mun betri orkunytingar en þær bjóða upp á. Þá gefur auga leið að aðferðafræði og vinnulag breyttra tíma krefst stöðugrar brennslu, með stoðbúnað fyrir mötun og öskutöku auk sjálfvirkni og möguleika til fjarstyringar. Framleiðsla Hoval sorporkubúnaðarins hefir verið stöðvuð.

Í sorporkubúnaði dagsins í dag vinnur sjálft brennsluhólfið með 'styrðu loftflæði', sem þyðir að það 'sveltur' hvað varðar loft til brennslunnar. Forsenda fyrir slíkri vinnslu er nákvæm styring á hitastigi veggjanna innan í brennsluhólfinu. Þessi einstaka hönnun er tiltölulega einföld, en hún er öflug styring á hitastigunum.

Með öðrum orðum; búnaðurinn þarf að vera hannaður til að hægt sé að takmarka flæði brennsluloftsins við 30% til 35% af því flæði, sem fullkomin brennsla krefst. Þetta tryggir hægt loftflæði í gegn um brennsluhólfið og dregur úr því að öskuryk berist áleiðis. Frá 'sveltum' bruna koma ófullkomin reykgös––svo sem methan (CH4), ethan (C2H6) og kolsyrlingur (CO)––í stað kostvísyrlings (CO2) og vatnsgufu (H2O) þegar bruninn á sér stað í frjálsu loftflæði.

Sorporkubúnaður frá TRANSPARENT Technologies Pvt Ltd (TTPL - mynd 3):

1. Mötunarkerfið:
Staðlaðir ruslpokar koma fylltir af úrgangi––dæmigerð þyngd 6 til 7 kg––og eru mataðir í brennsluhólfið.

2. Brennsluhólfið:
Förgun með brennslu er efnahvörf, sem brjóta úrganginn niður við um 800°C hitastig. Þetta tryggir að öllum lífrænum efnum er fullkomlega eytt. Sjálft brennsluhólfið er veltiofn (mynd 4), sem snyst á hægum hraða og tryggir nægan dvalartíma fyrir förgun á öllum úrgangi.

Mynd 3 - Kerfisrit fyrir sorporkubúnað með veltiofni
(Sláðu á myndina til að fá Acrobat A4 landscape prentskjal - 144 K)

Förgunin er fullkomnuð í eftirbrennsluhvarfanum, þar sem öll rokgjörn lífræn og ófullkomin gös (Volatile Organic Combustibles eða VOCs) eru brennd við 1000°C eða hærri hitastig. Þessi styrða förgun með brennslu í búnaði TTPL er mjög virk og kemur nytingin fram í eftirfarandi jöfnu:

CE = CO2 / (CO + CO2)
í hundraðshlutum (%)

Reykgösin fara út efst í eftirbrennsluhvarfanum, en askan fellur af þyngd sinni niður í vatnsgeymi, sem lokar botni hvarfans. Við það kólnar heit askan fljótt og vel, en hún er síðan tekin úr botni geymisins með skrúfuflytjara. Minnsta magn af óæskilegum efnum verður til við þessa aðferð.

Mynd 4 - Veltiofninn - séður að utan og innan (til vinstri of til hægri)

3. Ketil-samstæða með orkusparandi varmaskipti:
Hitaorkan í reykgösunum er endurheimt til að framleiða gufu í katlinum. Orkan, sem eftir er í reykgösunum að þessari framleiðslu lokinni, er notuð til að forhita fæðivatnið fyrir ketilinn í orkusparandi varmaskiptinum. Ketillinn er forhitaður með ræsingarkatli áður en vinnsla hefst.

4. Meðferð á reykgösunum (rykskiljun):
Reykgösin eru send í rykskiljun, sem samanstendur af miðflóttaaflsrykskilju og pokasíum, í fullu samræmi við reglugerðir Evrópusambandsins varðandi losun gasa út í andrúmsloftið.

5. Varmaendurvinnsla frá gufunni:
Hitaorkan í gufunni, sem framleidd er í katlinum, hitar vatn í hringrás um orkusparandi varmaskiptinn og ketilinn. Það sem eftir er af orku í þéttivatni frá gufunni er ennfremur nytt í varmaskiptinum. Þéttivatninu er síðan safnað í sérstakan geymi og það, að lokum, matað katlinum.

6. FD blásarinn:
Brennsluhólfið verður að vinna með 'styrðu loftflæði'. Með öðrum orðum; markmiðið er að takmarka loftflæðið að hólfinu við 30% til 35% af því loftmagni, sem þarf til fullkominnar brennslu. Þannig verða efnahvörfin ekki endanleg og frá þeim koma ófullkomin gös, sem samanstanda af CO, CO2, H2, N2 og vatnsgufu. Ein aðal forsendan fyrir að þetta sé hægt er nákvæm styring á hitastiginu á innri vegg brennsluhólfsins.

7. ID blásarinn:
ID blásarinn fjarlægir reykgösin úr kerfinu. Hann vinnur upp þrystifallið, sem verður í eftirbrennsluhvarfanum, varmaskiptinum, katlinum, rykskiljunum og pokasíunum, og myndar undirþrysting á ákveðnum stað í rásinni.

8. Ræsingarketillinn:
Ketillinn og orkusparandi varmaskiptirinn eru forhitaðir til að koma í veg fyrir þéttingu á reykgösum áður en förgun hefst. Forhitunin er framkvæmd með ræsingarkatlinum.

Mynd 5 - Sorporkusamstæða með veltiofn og lóðréttan eftirbrennsluhvarfa

Reykhreinsibúnaður

Sjá EU Standards for the Incinerator Exhaust og The Concept viðfest.

Aðlögun að stjórnkerfum

Það veltur á afstöðu og viðhorfum þeirra, sem að sorporkubúskap standa, hvort hann hefir brautargengi eða bregst, en einnig á lagalegu umhverfi hans. Hagsmunir þeirra, sem standa að sorporkustöð, stangast oft á. Verkefnið getur orðið ágreningsmál milli margra hópa. Viðbrögð viðkomandi fara oft eftir ríkjandi aðstæðum í stjórnkerfinu.

Sorporkustöð er hægt að líta á sem förgunaraðstöðu eða sem orkuver, en hún getur öðru fremur verið algerlega óháð einkarekið fyrirtæki. Hvernig sem því er farið verður hún að vera óskiptur hluti af sorporkubúskap samfélagsins. Nauðsynlegt er að gerðir séu ákveðnir óafturkræfis samningar um aðdrætti úrgangs, sölu á orkunni og aðra kostnaðar- og gjaldaliði, en allt fer þetta eftir inlimun stöðvarinnar í samfélagsformið.

Niðurstöður

Framangreindar tillögur TTPL eru mótaðar til að uppfylla ströngustu kröfur um hagkvæmni í rekstri og hentugustu aðferðafræði til vinnslu á úrgangi, sem fyrir liggur að farga. Tækniþekking dagsins og aukin áhersla á gæði, samfara meðvitund um samræmingu vandvirkni og kostnaðar við uppsetningu og rekstur sorporkustöðva, á að vera hvati til framsækinna stjórnvalda til að fjárfesta í nyjum búnaði kynntum af TRANSPARENT Technologies Pvt Ltd.

Sendu tölvupóst - Svör við spurningum

Sláðu á skiltið (logo) til að fara heim

Gert í september 2007; síðast uppfært: Saturday 17/11/07 8:01