1

P-D Refractories CZ Silikátová společnostČeské republiky

Žáromateriály pro spalovnyOdborný seminář

„Žárovzdorné vyzdívky spaloven odpadů“

Praha, Novotného lávka, 2007

Autor: Ing. Pavel Kovář, Ph.D. Ing. Karel Lang, CSc. Ing. Tomáš Strouhal

2

OBSAH:

1) Komunální odpad v EU, složení a nakládání s odpadem

2) Konstrukce spaloven a jejich žárovzdorná vyzdívka- roštové spalovny

- rotační pece

- pece s fluidním ložem

- pyrolýza a zplyňovací systémy

3) Žáromateriály z produkce P-D Refractorie CZ

4) Závěr

3

Produkce odpadu v EU

577 kg na osobu a rok (2006)

0102030405060708090

100

Ře

cko

Po

rtu

ga

lsA

ng

lieIr

sko

Fin

sko

Itálie

Šp

an

ěls

koF

ran

cie

Ra

kou

sko

Lu

cem

bu

rN

ěm

eck

oŠ

véd

sko

Be

lgie

Dá

nsk

oN

izo

zen

í

Pro

cen

tuá

lní z

ast

ou

pe

ní [

%]

Skládky odpadů Recyklace odpadů Spalování odpadů

Platické látky7%

Ostatní odpad29%

Organický materiál

27%

Sklo5%Kovy

4%

Textil2%

Papír26%

4

Provozovatel Kraj Kapacita t/hod Spáleno t/r 2006

Pražské služby, a.s. PHA 60,0 214 043

TERMIZO a.s. LIB 12,0 89 860

Spalovna a komunální odpady Brno, a.s. JM 45,0 88 976

SPOVO, a.s. MSL 1,95 19 668

SITA CZ a.s. UNL 1,3 10 260

KAUČUK, a.s STC 1,2 5 734

DEZA, a.s. ZL 1,4 5 302

MEGAWASTE - EKOTERM, s.r.o. OLOM 0,3 4 289

Největší spalovny v ČR

- v ČR je postaveno 31 spaloven

- výzamní provozovatelé spoluspalující odpad

- Lafarge Cement a.s. v Čížkovicích (spáleno 42 694 t / 2006)

- Českomoravský cement a.s. v Mokré (spáleno 21 955 t / 2006)

5

Konstrukce spaloven

- roštové spalovny - 90% spaloven komunálního odpadu v EU

- rotační pece, pece s fluidním ložem, systémy pyrolýzy a zplyňování

Spalovna s roštovým topeništěm

1) spalování pevného odpadu 2) zóna plynného spalování 3) Dohořívací zóna spalin 4) Výsypka ložového popele 5) Zásobníky popílku

2

1

3

5

5

5

4 400°C

350°C

750°C

850°C

950°C

1100°C

1350°C

550°C 250°C

450°C 600°C

675°C

1450°C

6

Spalovny s roštovým topeništěm- průběh spalování odpadů

Zóna Vysoušení Zplyňování Hoření DohořeníTeplota 50 - 300°C 300-800°C 800-1400°C 1300-500°C

Atmosféra redukční reduční / oxidační silně oxidační slabě oxidačníOdpařování H2O velké množství menší množstí žádné žádné

Hořenítavení plastů a

nylonůorganické látky (plasty,

dřevo, oblečení)všehny ostatní materiály

clazení vyhořelého materiálu

Vznik kouřových plynů malý obrovský menší žádný

Složení kouřových plyn H2O, COCO, dioxiny,

přítomnost Cl, Br, R, I, CN, SCN, NH3

NOx, SOx, uvolňování Zn, Pb, Bi, Hg, Sn, přítomnost alkálií

žádné

Vznik úletového popílku žádný suchý porézení popílektavící eutektikum

(alkálie,+Fe2O3+SiO2)žádný

- do 150°C – vysoušení

- 250 – 450°C – rozklad organických látek

- 1025 – 1080°C – spalování uhlíku

- 1080 – 900°C – zplyňování (CO2 + C → 2CO)

- 900 – 1450 °C – vyhoření vázaného uhlíku

- 1400 – 300°C – dohoření uhlíku v popelu

7

Spalovny s roštovým topeništěm- typy koroze

Zóna Vysoušení Zplyňování Hoření DohořeníAbraze silná méně významná náhodilá náhodilá

Teplotní šoky velmi velké méně velké bezvýznamné -

Infilatrace plynů žáromateriálu

žádná žačátek infiltrace plynůsilná kondenzace plynů

a těkavých kovůnižší úroveň

infiltrace

Kondenzace ve vyzdívce žádnákyselé kondenzáty pod

rosným bodem sloučenin

velký vznik kyselých kondenzátů těkavých

kovůžádná

Chemická koroze pracovní části vyzdívky

nízká korozekoroze F2, Cl2, Br2 a

COsilná oxidace O2, Cl2, F2 snížení oxidace

Vznik nálepků strusky žádné prakticky žádné náznak nálepků žádné

8

Spalovny s roštovým topeništěm- konstrukce žárovzdorné vyzdívky

9

1

2

4

8

54

5

6 3

Část vyzdívky (obr.5)

1Vstupní zóna rotační

pece

2Hlavní pálící zóna a

ukončení rotační pece

3Spodní část

dospalovací komora

4Horní část

dospalovací komora

5 Hořáky

6 Nahlížecí otvory

7Zavěšený strop s ocelovými či

keramickými kotvami

8Obložení podrubníchh

systémů

ASTM 23, ASTM 26 + další izolace z křemeliny, kalciumsilikátových

desek, perlitu čivermikulitu

korundové a andaluzitové žáromateriály

andaluzitové žáromateriáy

Zadní izolace

silimanitové a korundové materiály

korundové a chromkorundové žáromateriály

Prasovní vyzdívka

korundové a andaluzitové žáromateriály

korundové, andaluzitové či šamotové žáromateriály a

žárobetony

korundové, andaluzitové či šamotové žáromateriály a

korundové, andaluzitové či šamotové žáromateriály a

žárobetony

Rotační pece - používané hlavně pro spalovaní nebezpečných odpadů

- rotační pec a dospalovací komora – teploty 900 – 1200 °C

10

Pece s fluidním ložemPyrolýza na roštu

přímo spojená s vysokoteplotním

spalováním

11

Pyrolýza a zplyňovací systémy

Zplyňovač s fluidním ložem a s vysokotavením strusky

Pyrolýza na rošku přímo spojená s vysokoteplotním spalováním

12

Materiál PZH A 45 SIC A 70 ME A 90 KH A 90 KR A 85 KZR A 85 KZ ZRI

Objemová hmotnost kg.m-3 2200 2700 2600 3170 3100 3050 3000 3100Zdánlivá pórovitost % 17 13 17 16 17 18 18 20

Pevnost v tlaku MPa 35 70 60 90 70 60 60 40Únosnost v žářu ta °C 1380 > 1600 > 1690 > 1690 > 1690 1680 1650 1650

Odolnost proti náhlým změnám teplot

cykly 20 > 50 > 50 > 50 > 50 > 50 > 50 > 50

Al2O3 % 40,0 45,0 75,0 92,0 91,0 85,0 85,0 7,5

Fe2O3 % 2,2 0,7 0,4 0,6 0,2 0,3 0,3 0,5CaO + MgO % 0,8 0,5 0,5 0,3 0,2 0,2 0,2 0,3K2O + Na2O % 1,1 0,5 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,5

ZrO2 % - - - - - 4,5 5,0 51,0

Cr2O3 % - - - - 5,0 4,5 -SiC % - 23,0 - - - - - -

P2O5 % - 0,7 - - 1,0 - -

Chemické složení:

P-D Refractories CZTvarové žáromateriály pro spalovny

13

P-D Refractories CZNetvarové žáromateriály pro spalovny

MateriálPROCAST

ZBN 110 KVPROCAST

ZBU 140 AR

PROCAST ZBU 170

KCR

PROCAST ZBU 140 -40 SiC

PROCAST ZBU 155 -70 SiC

PROFLO ZBNF170

MZ25

PROCAST ZBU 165 S

Max.teplota použití (MTP)

°C 1100 1400 1700 1400 1550 1600 1650

synt.ostřivosynt.ostřivo,

šamotkorund, Cr2O3

synt. ostřivo, SiC

SiC zirkonmullitkorund,

andaluzitMax.zrno mm 6 6 6 6 3 5 6Instalace vibrace vibrace vibrace vibrace vibrace lití vibrace

Spotřeba směsi t.m-3 2,27 2,38 3,25 2,62 2,70 3,00 2,87

Záměsová voda l/100 kg 6,5 - 6,9 5,8 - 6,2 4,3 - 4,8 4,6 - 5,0 5,0 - 5,4 5,0 - 5,4 4,1 - 4,5

Al2O3 % 42,0 45,0 93,0 24,0 19,0 55,0 72,0

Fe2O3 % 0,9 1,1 0,2 0,6 0,4 0,2 1,2

CaO % 0,2 0,7 1,1 1,3 1,2 0,3 0,3

ZrO2 % 26,0

Cr2O3 % 3,0

SiC % (3 % Na2O) 39,0 72,0

110°C kg.m-32280 2380 3270 2630 2720 3020 2890

výpal na MTP kg.m-3 2290 2350 3270 2600 2620 3050 2800Pevnost v tlaku:

110°C MPa 40 40 65 90 80 30 90výpal na MTP MPa 60 100 150 120 80 110 135

výpal na MTP % 0 + 0,6 - 0,2 + 0,3 + 0,9 - 0,3 + 1,2Dodatečné lineární změny

Objemová hmotnost:

Chemické složení:

Základní surovina

14

Materiál Rudomal KV M40-ARS M50-ARS M60-ARSMaximální teplota

použití°C 1100 1300 1400 1500

Zrnitost mm 0 - 0,5 0 - 0,5 0 - 0,5 0 - 0,5Záměsová voda % 13 - 14 21 - 22 24 - 25 24 - 25Počátek tuhnutí min. 90 90 120 120

Al2O3 % 18 39 55 46

SiO2 % 76 56 35 28

SiC % - - 5 20Žárovzdornost 146 173 178 171

110°C kg.m-3 2090 2060

1000°C kg.m-3 2060 2060 1900 2040

1300°C kg.m-3 - 2040 1950 2040

110°C % 21,5 27,61000°C % 21,9 26,8 36,2 33,51300°C % - 23,5 31,7 33,0

110°C MPa 7,5 11,0 1,5 1,81000°C MPa 3,5 14,0 13,0 10,51300°C MPa - 11,0 12,0 10,5

Pevnost v ohybu

Chemické složení:

Rozpustný v H2O

Rozpustný v H2O

Objemová hmotnost

Zdánlivá pórovitost

P-D Refractories CZTmely s vyšší odolností proti korozi

15

P-D Refractories CZ Silikátová společnostČeské republiky

Závěr

Zvýšení výdržnosti žárovzdorné vyzdívky

Instalace vysoce kvalitních žáromateriálů

Konstrukce vyzdívky spaloven

Plánované rozšíření výrobního sortimentu P-D Refractories CZ

Materiály na bázi SiC s chemicko- keramickou vazbou

(Dnes již nahrazovány nitridovou vazbou Si3N4, materiál CARSIL AL od Belref,

Belgie)

Žárobetonové prefabrikáty

(P-D Refrctories CZ dokončuje novou moderní automatizovanou linku na

prefabrikáty)

16

P-D Refractories CZ Silikátová společnostČeské republiky

Děkuji za Vaší pozornost