ENERGY ENVI GROUP SE PGR PLASMA ENERGY ENVI GROUP SE Wie kann erreicht werden, dass die Menschen und Unternehmen mit der Umwelt verantwortungsvoll umgehen? Ist das Geld immer noch wichtiger als die Erhaltung der natürlichen Ressourcen? Ist Ihnen bekannt, dass innovative Technologien im Stande sind, die wirtschaftlichen Kriterien und den verantwortungsvollen Umgang mit der Umwelt in Einklang zu bringen? Die europäische Gesellschaft Energy Envi Group SE ist entstanden, um Lösungen für Projekte mit Hilfe innovativer Technologien zielbewusst zu suchen und zu unterstützen. EFFIZIENTER UMGANG MIT ABFÄLLEN Abfälle, einschließlich der gefährlichen, produzieren wir täglich in den Haushalten sowie in der Industrie. Daher ist das Potential der Vorteile aus der Nutzung einer umfassenden Lösung dieses Problems wirklich riesig. Es lohnt sich nachzudenken, wie Abfälle zu behandeln sind, ob bei der Entsorgung nicht weitere Abfälle entstehen oder ob die Umweltbelastung nicht erhöht wird. Was soll mit den Abfällen geschehen, die bereits heute eine negative Wirkung auf die Umwelt haben, während dessen auch immer neue produziert werden? Unser Ziel ist es, ähnliche Fragen zu beantworten und die Ausbreitung von Technologien zu unterstützen, die sicher und für die Gesellschaft langfristig maximal vorteilhaft sind. Recycling – die Sammlung, Trennung und Recycling von Abfällen für weitere Verarbeitung. Eine ausgezeichnete Lösung mit Wachstumspotenzial. Was soll mit den Abfällen geschehen, die wir nicht recyceln können oder die nicht recycelt werden können? 2 Deponierung - die Nutzung der vorhandenen oder die Schaffung neuer Deponien ist eine der schlimmsten Lösungen. Den Abfall auf Deponien sehen wir zwar nicht, aber er existiert und hat weiterhin negative Auswirkungen auf die Umwelt. Er bedroht unkontrolliert durch Gefahrstoffe die Trinkwasserressourcen und wir setzen Treibhausgasemissionen in die Luft frei, die im Inneren der Deponien entstehen. Sind wir im Stande, die Abfälle auf den Deponien anderweitig zu entsorgen oder zu verwerten? Verbrennung verschiedene Arten von Abfällen, also auch gefährliche Abfälle, werden in konventionellen Verbrennungsanlagen verbrannt. Es ist eine weitere ineffektive Lösung ohne Ausnutzung des Energiepotentials der Abfälle. Alle Verbrennungsanlagen verbrennen Abfälle, also brauchen sie Sauerstoff für den Brennprozess. Die Rauchgase werden nur durch die Filter gereinigt und alle anderen Emissionen werden durch den Schornstein abgeführt. Wir verbrennen bei niedrigen Temperaturen, wodurch weitere Lasten Flugasche und Schlacke entstehen. Sind wir im Stande, diesen Prozess effektiver zu gestalten und die negativen Auswirkungen abzuschaffen? Depolymerisierung – Änderung spezifischer Arten von Abfällen in Produkte mit einem höheren energetischen Niveau. Sehr gute Teillösung. Die Depolymerisierung fungiert auf der Grundlage der niedrigeren Temperaturen, bei denen Ruß und Teere entstehen, ihre Verwendung ist nur auf bestimmte Abfallarten begrenzt. Sind wir im Stande, dieses Verfahren zu verbessern? Derzeit effizienteste und umweltfreundlichste Art und Weise der Verarbeitung großer Mengen von Abfallarten ohne weitere negative Auswirkungen auf die Umwelt stellen die Plasmavergasung und das Schmelzen dar. PLASMAVERFAHREN ZUR VERARBEITUNG DER ABFÄLLE Neben der Produktion neuer Abfälle sind hier riesige Mengen gefährlicher Abfälle abgelagert, von denen viele Umweltlasten bilden und eine Zeitbombe für ökologische Katastrophen sind. Eine der häufigsten Methoden der thermischen Behandlung von Abfällen ist ihre Verbrennung. Bei der herkömmlichen Verbrennung wird Wärme erzeugt und die Abfallmenge reduziert, aber unter Entstehung der giftigen Flugasche und Schlacke, die weiter auf Deponien mit kontrollierten Ablagerung deponiert werden müssen. Neben den festen Resten werden Schmutzstoffe wie vor allem SO₂, HCl, NOX und PCDD/F produziert. Durch die Abfallverbrennung kann Strom nur aus Hochtemperatur-Abgasen mittels Dampf erzeugt werden. Die Konversion des Abfalls in Energie durch Verbrennung ist gering. Die Temperatur bei der Verbrennung liegt im Bereich von 850 – 1200 °C. Verhältnismäßig neue Entsorgungsmethode fast jeder Art von Abfällen (außer radioaktiven) ist ihr Schmelzen und die Vergasung in einer Plasmaanlage, bei der es zur Vergasung aller organischen und plastischen Bestandteile der Abfälle bei Entstehung des Synthesegases mit hohem Gehalt an Wasserstoff und Kohlenmonoxid kommt. Das rohe Synthesegas enthält auch Abdrifte von Metallen, Chlor und Schwefel (wenn diese im Abfall vertreten sind). Im Gasreinigungsprozess werden diese Komponenten eingefangen und zu einem weiter verwertbaren Produkt (Quecksilber, Natriumchlorid, Gips u. ä.) neutralisiert. Das gereinigte Synthesegas ist für weitere energetische Nutzung geeignet, während die metallischen und nichtmetallischen Bestandteile des Abfalls zwei flüssige Produkte erzeugen - eine Metalllegierung und Schlacke (Vitrifikat), die weiter industriell benutzt werden können. In der glasigen Matrix des Vitrifikats sind eventuelle gefährliche Bestandteile von Abfällen eingeschlossen. Das Vitrifikat hat auf die Umwelt einen neutralen Einfluss (Ergebnisse der Ökotoxizität, Laugbarkeit). Auf der Grundlage einer mehr als zwölfjährigen Entwicklung und praktischer Erfahrungen mit der Verarbeitung verschiedener Abfälle wurden für die industrielle Nutzung Plasmareaktoren in verschiedenen Leistungsvarianten entworfen und hergestellt. In der Welt wird die Plasmavergasung recht erfolgreich eingesetzt und seit mehreren Jahren verwendet. Die konkurrierenden Hersteller der Plasmaanlagen arbeiten mit einer PlasmabrennerTechnologie mit unabhängigem elektrischem Bogen - Plasmatron. Diese Technologie hat einen relativ niedrigen Wärmewirkungsgrad von nur 30% und deshalb ist für eine effiziente und wirtschaftliche Verwendung von Plasmaanlagen eine große Menge von verarbeitetem Abfall (über 100.000 Tonnen jährlich) erforderlich. Die chemischen Verbindungen (unter anderem Zellulose/Papier) enthalten die chemischen Grundelemente - Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff. Gefährliche Stoffe enthalten über diese Grundelemente hinaus zum Beispiel Chlor und Schwefel, wobei die chemischen Bindungen und die Anordnung der Moleküle wichtig sind. Im Prozess der Verarbeitung im Plasma werden die komplexen chemischen Verbindungen in Grundmoleküle und Elemente zersetzt und die auf diese Weise vergasten Stoffe werden in einer Reinigungsvorrichtung zum Reinigen des Synthesegases – Syngas - gereinigt. Wirkungsvoll wird Schwefel abgefangen, das nach der Reaktion mit Kalk Gips produziert, sowie Chlor, das nach der Reaktion mit NaOH Natriumchlorid (Salz) bildet. Es ist daher möglich, in einer Plasmaanlage verschiedene Arten von Materialien und Inputs, von Holz über Siedlungsabfälle bis zu gefährlichen Abfällen, zu verarbeite. Beispiele von chemischen Verbindungen: Zellulose: PCB – Polychlorierte Biphenyle: Yperit: (C6H10O5)n C12H10-XClX C4H8Cl2S Lösemittel: Toluol: Dimethylformamid: Dichlormethan: C6H5-CH3 H-C(=O)N(CH3)2 CH2Cl2 VITRIFIKAT ENERGY ENVI GROUP SE 3 VERARBEITUNG VERSCHIEDENER ABFALLARTEN Die Plasmavergasung erzielt hervorragende Ergebnisse bei der Liquidation verschiedener Arten von Abfällen. Die am weitesten verbreitete Art von Abfällen sind die gemischten Siedlungsabfälle. Um eine stabile Produktion von Synthesegas und die erforderliche Mindestkraftstoffeffizienz sicherzustellen, sollten zuerst die Siedlungsabfälle sortiert und das inerte Material aus diesen Abfällen entfernt, dann vorgetrocknet und zerkleinert werden. Dieser Typ des zertifizierten, aus den Siedlungsabfällen gewonnen Brennstoffes wird RDF (Refused Derived Fuel) genannt. Wir sind deshalb im Stande, im Einklang mit den aktuellen Trends in der Abfalltrennung zu fungieren und nur solchen Abfall zu verwenden, der sonst auf Deponien gelagert würde. Bei der Vergasung von Siedlungsabfällen erzielen wir eine Reduktion auf 2 bis 8% des ursprünglichen Volumens. Der höhere Mehrwert der Plasmaanlage zeigt sich bei der Entsorgung gefährlicher Abfälle. Zu diesen Abfällen gehören unter anderem die Krankenhausabfälle. In diesem Fall arbeiten wir in einem hermetisch geschlossenen Verarbeitungszyklus, der die Möglichkeit des Kontaktes des Bedienungspersonals mit den Gefahrstoffen minimiert. Das patentierte Dosier-, Erwärmungs- und Desinfektionssystem der Dosiereinrichtung gewährleistet einen effizienten und vor allem sicheren Umgang mit solchen Abfällen. Eine andere Art von gefährlichen Abfällen, die effizient verarbeitet werden kann, bilden die durch die Kläranlagen (ARA) produzierten Schlämme und die von den Müllverbrennungsanlagen produzierte Asche und Schlacke. Nach der Zugabe von Siliziumdioxid ins Eingangsmaterial können alle in der Asche und Schlacke enthaltenen gefährlichen Stoffe in eine Glasmatrix - Vitrifikat - verschmelzt werden. Das Vitrifikat ist gesundheits- und umweltverträglich, es erfüllt die strengen Grenzwerte für die Laugbarkeit und Ökotoxizität und die vitrifizierte Schlacke ist zum Beispiel bei der Erzeugung der Vitrokeramik wegen der guten physikalisch-chemischen Eigenschaften nützlich. Zur Verfügung stehen sowohl die Input- als auch Output-Analysen (Vitrikat – Laugbarkeit, Ökotoxizität). Die Plasmavergasung eignet sich auch für die Beseitigung von ökologischen Altlasten (von der Chemie-, Öl- und Schwerindustrie, zum Beispiel Goudrons). Goudrons sind Nebenprodukte, die in der Vergangenheit bei der Verarbeitung von Rohöl unter Verwendung von Schwefelsäure erzeugt wurden. Sie bestehen daher aus einer gefährlichen Mischung von Kohlenwasserstoffen und Schwefelsäure. Gerade der hohe Kohlenwasserstoffgehalt macht aus Goudrons einen geeigneten Brennstoff für Plasmaanlagen und bei derer Entsorgung erzielen wir hervorragende Ergebnisse. Zugleich sind die Goudrons relativ leicht in die Anlage dosierbar, in flüssiger sowie fester Form. Eine weitere Möglichkeit für die Nutzung der Plasmaanlagen stellen das Schmelzen des Elektroabfalls und das Recycling von Edelmetallen dar. Zu den Endprodukten des Schmelzens und der nachfolgenden Verarbeitung der Legierung zählen Messing, Kupfer, Platin oder andere Edelmetalle nach den Anforderungen des Klienten. Alternativ können im weiteren technologischen Prozess (Raffination, Elektrolyse) die 4 in der Legierung enthaltenen Edelmetalle (Gold, Silber, Platin, etc.) gewonnen werden. Bei der Bearbeitung der Eisenerz-Rohstoffe entstehen große Mengen von Staub, Abdrift und Abfällen. Die Verarbeitungsgesellschaften sind nicht in der Lage, diese Abfälle weiter zu verwerten, obwohl sie immer noch mehr als 20% Metall enthalten. Durch den Einsatz der Plasmatechnologie können wir diese Menge an Metallen aus diesem Abfall effizient, wirkungsvoll und umweltfreundlich gewinnen. Wir sind überzeugt, dass in den kommenden Jahren das Wissen über die Plasmaanlagen zunehmen wird, und diese überwiegend in erster Linie für die Beseitigung von Altlasten und gefährlicher Abfälle verwendet werden. Wir sind bereit, die Anlage zu zeigen und in der Praxis vorzuführen, Abfallproben von den Klienten in Falle standardmäßiger Abfälle zu prüfen, Untersuchungen und Analysen durchzuführen. Wir schlagen immer eine komplexe Lösung vor, die auf die spezifischen Bedürfnisse des Kunden zugeschnitten ist und arbeiten mit den weltweit führenden Unternehmen im Bereich der Energetik (SIEMENS, MAN, OPRA), der Gas- und Wasserreinigung (TREMA, VEOLIA), und Produzenten von Industriegasen (MESSER) zusammen. PGR PLASMA Unsere Plasmaanlage PGR arbeitet auf der Basis eines Plasmabrenners mit dem abhängigen elektrischen Bogen und erzielt damit einen thermischen Wirkungsgrad von etwa 70%, da das Plasma direkt im Reaktor durch die Überleitung des Stickstoffes durch den elektrischen Bogen geformt wird. Dieser hohe Wirkungsgrad ermöglicht es uns, mit deutlich kleineren Abfallmengen effizient zu arbeiten und dennoch hervorragende wirtschaftliche Parameter zu erreichen. Die PGR Anlage erfüllt in allen Aspekten die strengen Normen des Umweltschutzes. Die Plasmaanlage arbeitet unter Stickstoff- bzw. Argonatmosphäre ohne Sauerstoffzutritt, so dass es im Prozess der Vergasung von organischen Stoffen sowie von Kunststoffen bei hohen Temperaturen von etwa 1800 °C (im Kern des Plasmas beträgt die Temperatur bis 5000 - 8000 °C) zu keiner Verbrennung, sondern zur chemischen Zersetzung von komplexen Molekülen in die Elemente (Wasserstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff eventuell Chlor und Schwefel) kommt. Aus diesen Elementen wird im Kühlungs- und Reinigungsprozess das oben erwähnte Synthesegas erzeugt. Das Synthesegas kann energetisch zur Elektrizitäts- und Wärmeproduktion in einem Energoblock genutzt werden (Verbrennungsmotor einer KWK-Anlage, Gasturbine, Dampfturbine u.ä.) oder es kann Methanol verflüssigt und synthetisiert oder Wasserstoff extrahiert werden. Diese einzigartige Methode der Abfallentsorgung ermöglicht es, die Anlage ohne den Schornstein einer konventionellen Verbrennungsanlage zu betreiben. Die bei der endgültigen Verbrennung des Synthesegases in einer Gasturbine entstehenden Abgase liegen deutlich unter den durch die geltenden Emissionsnormen bestimmten Emissionsgrenzwerten. Neben diesen Abgasen werden im Prozess keine Gas- oder anderen Produkte emittiert, die die Umwelt belasten könnten. Gleichzeitig ist die PGR Anlage in der Lage, im sog. Insel-Modus zu arbeiten, bei dem sie energieautark ist und auch Methanol oder Wasserstoff produziert. Die Anlage ist so weit wie möglich in einer Containerbauweise konstruiert. Der Vorteil dieser Lösung besteht in der wesentlichen Vereinfachung der Installation der Anlage am jeweiligen Standort und derVerringerung der Abhängigkeit von der Energieversorgung (Elektrizität, Erdgas, etc.). Die Anlage kann, zum Beispiel nach der Ausbeute des Abfalls an einem Standort, auf einen anderen Ort (z.B. zur Liquidation von Umweltlasten) verlegt werden. In diesem Fall ist auf den energetischen Gehalt des verarbeiteten Abfalls, vor allem auf den Kohlenstoff- und Wasserstoffgehalt im Abfall Rücksicht zu nehmen. Zu diesem Zweck ist es notwendig, die detaillierte Zusammensetzung der zu verarbeitenden Abfälle zu kennen. In einigen Fällen, in denen den Mehrwert hauptsächlich die umweltfreundliche Beseitigung der Umweltlasten (z.B. Bearbeitung von Asbest, Pestiziden, Goudrons) darstellt, ist die Produktion der elektrischen Energie irrelevant und es ist vorteilhaft, die ganze Anlage aus dem Versorgungsnetz zu versorgen oder die Elektrizität mit einer Gasturbine für Eigenverbrauch durch Einsatz anderer Brennstoffe zu erzeugen (Erdgas, Kerosin, Diesel, etc.). Gegenwärtig produzieren wir die Plasmaanlagen in drei Leistungsvarianten - PGR 600, 1000 und 2500. Die Nummer hinter der Bezeichnung bedeutet die elektrische Leistung der Anlage (600 kWh, 1000 1200 kWh und 2500 - 3200 kWh). Die Kapazität der Abfallbearbeitung beträgt umfangsmäßig von 3000 Tonnen pro Jahr (PGR 600) bis etwa 30 000 Tonnen pro Jahr (PGR 3200), in Abhängigkeit von der Art des Abfalls, seinem Heizwert und der Zusammensetzung. Das System ist modular, d.h. es ist möglich, mehrere PGR Anlagen zu kombinieren und die notwendige Leistungsvariante für die Bearbeitung der erforderlichen Abfallmenge zu erzielen. Die Modularität des Systems ermöglicht es, mehrere Arten von Abfällen mit verschiedenen Arten der Dosierung gleichzeitig zu behandeln und dadurch eine hohe Effizienz und kurze technologische Stillstandzeiten zu erreichen (die Anlage kann 8000-8400 Stunden pro Jahr betrieben werden). In den PGR Anlagen können feste, flüssige und gasförmige Abfälle verarbeitet werden, ist es immer eine Frage der Einstellung von Dosierung und Befüllung. Im Energoblock wird die Kombination einer Gasturbine, Dampfturbine und Wärmerückgewinnungsanlage verwendet, die die Abwärme aus der Turbine nutzt. Als Alternative zur Erzeugung der zum Verkauf bestimmten Elektrizität liefern wir auch eine Einrichtung für die Synthese von Methanol oder Wasserstoff. 1 6 2 5 3 8 4 7 N₂ 1 Eintrag: Stickstoff (Argon) - Plasmabildente Gas H₂ 2 Graphitkathode CO 3 Eintrag: Abfall CO₂ (kontrolliert) 4 Graphitanode S, Cl, F, Hg, ... 5 Ausgang: Syngas Eingangs Material (Abfall) 6 Reaktormantel 7 Plasmabrenn 8 Ausgang: Schlacke (Vitrite) und Legierung ENERGY ENVI GROUP SE 5 VARIANTEN DER TECHNOLOGISCHEN KOMPLEXE Eine komplexe technologische Linie für die Verarbeitung von Abfällen wird immer für bestimmte Typen und Arten von Abfällen geplant. Die Basis des technologischen Komplexes bilden jeweils der Kern des Systems, der Plasmareaktor mit einem Dosiersystem (Dosieren von flüssigen, gasförmigen und festen Abfällen) und einem Reinigungssystem für das Synthesegas, bzw. die Abdrifte aus der Vergasung. In Abhängigkeit von der bestimmten Art der Abfälle wird die Linie mit einem Zerkleinerungs- und Trocknungssystem für das Input-Material ausgestattet. Bei der Verarbeitung von Abfällen ohne Gehalt an organischen Stoffen (z.B. Asbest, inertes Material) wird kein Synthesegas mit energetischer Ausnutzung erzeugt. In diesem Fall enthält die technologische Linie keinen Energoblock. In dieser Betriebsart erzeugt die Anlage keine Gasemissionen oder festen Abfallprodukte (Schema Nr. 1). Bei der Verarbeitung von Abfällen mit organischen Stoffen (z.B. RDF, Kunststoffe, Goudrons) umfasst die Technologielinie auch einen Energieblock in der Form einer Gas- und Dampfturbine bzw. einer KWK-Anlage. In diesem Fall wird die Deckung des eigenen Stromverbrauchs betont, die überschüssige Produktion kann kommerziell genutzt werden. Bei dieser Betriebsart produziert die gesamte Technologie nur Emissionen aus der Verbrennung von Synthesegas, insbesondere CO₂ (Schema Nr. 2). Eine Alternative zur Erzeugung der Elektrizität durch Verbrennung von Synthesegas für kommerzielle Zwecke ist die Herstellung und die Synthese von gasförmigen und flüssigen Produkten (CO, Methanol, H₂) aus dem überschüssigen Synthesegas. 1 2 3 Schema Nr. 1 1 3 Schema Nr. 2 2 4 6 1 Material Dosiersystem (Abfall) 2 PGR reaktor 3 Gasreinigungssysteme 4 Energieblock (Gasturbine) FALLSTUDIEN Zur besserer Veranschaulichung der Betriebsmöglichkeiten der Plasmaanlagen führen wir nachfolgend die Fallstudie eines konkreten Projektes zur Verarbeitung des RDF Abfalls im Umfang von 56 000 Tonnen pro Jahr, zur Verarbeitung von gefährlichen Abfällen im Umfang von 22.000 Tonnen pro Jahr und Verarbeitung des Elektroabfalls in einem Umfang von 2000 Tonnen pro Jahr an: VERARBEITUNG VON RDF Der technologische Komplex besteht aus 2 Stück Plasmareaktoren PGR 2500, einer Vorrichtung zur Reinigung des Synthesegases, einem Energoblock, der aus Gasturbine mit einer Leistung bis zu 7 MWh und Dampfturbinen mit einer Gesamtleistung von 2,5 MWh und einer Vorrichtung für die Synthese von Methanol besteht. Parameter der Installation: • Kapazität der Abfallbearbeitung: 56000 Tonnen/Jahr • Durchschnittlicher Heizwert des Abfalls: 19 MJ/kg • Stromverbrauch: 9,1 MWh • Electricity consumption: 5,8 MWh • Stromproduktion (netto): 3,3 MWh • Produktion des technischen Methanols: min. 1 800 Liter/h VERARBEITUNG DES GEFÄHRLICHEN ABFALLS Der technologische Komplex besteht aus 2 Stück Plasmareaktoren PGR 1000, einer Vorrichtung zur Reinigung des Synthesegases, einem Energoblock , der aus einer Gasturbine mit einer Leistung bis zu 2 MWh und einer Dampfturbine mit einer Leistung bis 0,7 MWh und einer Vorrichtung für die Synthese von Methanol besteht. Parameter der Installation: • Kapazität der Abfallbearbeitung: 22000 Tonnen/Jahr • Durchschnittlicher Heizwert des Abfalls: 11 - 21 MJ/kg • Stromproduktion (brutto): 2,7 MWh • Stromverbrauch: 2,5 MWh • Stromproduktion (netto): 0,2 MWh • Produktion des technischen Methanols: 680 Liter/h VERARBEITUNG DES ABFALLS AUS ELEKTRONISCHEN EINRICHTUNGEN Der technologische Komplex besteht aus einem Stück Plasmareaktor PGR 250, einer Vorrichtung zur Reinigung des Synthesegases, einem KWK-Block mit einer Leistung bis 300 kWh und einer Vorrichtung zur Raffinierung von Bronze und Kupfer. Parameter der Installation: • Kapazität der Abfallbearbeitung: 2000 Tonnen/Jahr • Durchschnittlicher Heizwert des Abfalls: bis 11 MJ/kg • Stromproduktion (brutto): 350 kWh • Stromverbrauch: 320 kWh • Stromproduktion (netto): 30 kWh ENERGY ENVI GROUP SE 7 ENERGY ENVI GROUP SE Adresse: Václavské náměstí 846/1 110 00 Praha 1 Tschechien Webseite: Email: www.eegse.eu [email protected]
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