TOREN już w 2013 zainteresował się technologią hydrotermicznego uwęglania (HTU). Opracował dla niej własne, innowacyjne rozwiązanie technologiczne chronione zgłoszeniem patentowym do UP RP (P.413598 z 20.08.2015).

W 2014 zainteresował tą tematyką EKOPROD Sp. z o.o. z Bytomia, która zakupiła specjalistyczny reaktor laboratoryjny do badań i przekazała go do wykorzystywania w Katedrze Techniki Cieplnej i Ochrony Środowiska AGH w Krakowie. Zakres badań w AGH jest uzgadniany z EKOPROD.

Proces hydrotermicznego uwęglania (HTU) odpadów organicznych nie jest w swej istocie czymś zupełnie nowym (jest znany jako HydroThermal Carbonisation – HTC). Jego podstawy w początkach minionego wieku opracował laureat Nagrody Nobla, Fryderyk Bergius. Jednak dopiero w ostatnich kilku latach znaczenie technologii HTU wzrosło w związku z promowaniem rozwiązań przyjaznych środowisku.

Hydrotermiczne uwęglanie jest procesem fizykochemicznym, kontrolowanym przez takie parametry jak temperatura (180-300oC), ciśnienie (równowagowe: 2,0-3,5 MPa), czas przebywania w warunkach reakcyjnych (do 12 h), co zasadniczo odróżnia go od fermentacji metanowej, stosowanej do wytwarzania biogazu m.in. w oczyszczalniach ścieków, będącej procesem biologicznym, czyli zależnym od działania mikroorganizmów.

Proces HTU polega na konwersji suchej masy odpadów organicznych na substancję węglową oraz wodę, pod wpływem temperatury i ciśnienia, w lekko kwaśnym środowisku. Podczas konwersji wydzielają się niewielkie ilości ciepła. Im dłuższy czas przebywania osadów w warunkach reakcyjnych, tym głębsze będzie ich uwęglenie.

W procesie HTU mogą być przetwarzane m.in. następujące odpady organiczne:

  • biomasa odpadowa,zwłaszcza mokra,
  • odpady z gospodarki zielenią,
  • osady ściekowe z oczyszczalni komunalnych i przemysłowych,
  • mokra makulatura,
  • organiczne frakcje odpadów komunalnych,
  • odpady z cukrowni, browarów i inne przemysłowe,
  • odpady żywnościowe,
  • odpady poubojowe itp.,

Podstawowe informacje nt. procesu HTU:

  • proces przebiega w lekko kwaśnym środowisku wodnym, w temperaturze od 200 do 300oC, pod ciśnieniem równowagowym lub wyższym od równowagowego, przy czasie przebywania w warunkach reakcyjnych od kilku do 12 godzin,
  • podczas procesu wydziela się ciepło w wyniku podziału łańcuchów węglowodorowych z równoczesnym wydzieleniem wody,
  • wytworzony węgiel-HTU (hydrowęgiel) łatwo oddziela się od wody-HTU (wody procesowej),
  • W wodzie procesowej pozostają znaczne ilości zanieczyszczeń w postaci zarówno rozpuszczalnych związków nieorganicznych, jak i związków organicznych,
  • W wytworzonych produktach procesu zachowane zostaje prawie 100% węgla pierwiastkowego oraz ok. ⅔ energii zawartej w suchej masie surowca,
  • hydrowęgiel zatrzymuje znaczne ilości, głównie nierozpuszczalnych związków nieorganicznych, zawartych w suchej masie surowca, stąd może zawierać znaczne ilości popiołu,
  • w czasie procesu mogą wydzielać się niewielkie ilości gazów, głównie niepalnych, jak CO2 i N2.

Główne cechy technologii HTU:

  • skuteczne zagęszczanie masowe i energetyczne odpadów organicznych,
  • łatwość zorganizowania przetwarzania „rozproszonego” odpadów organicznych,
  • możliwość efektywnego wykorzystania energii zawartej w odpadach organicznych,
  • rozwiązanie problemu higienizacji odpadów (patogeny, antybiotyki, hormony),
  • zanieczyszczenie wody procesowej, której utylizację zawsze trzeba lokalnie rozwiązywać.

Analiza dostępnych technologii HTUprzeprowadzona w latach 2014-15 wskazała na następujące ich wady:

  • bardzo zanieczyszczona woda z procesu HTU, którą trudno nie traktować jako odpad, a najczęściej jako „odpad z odpadu”,
  • problemy z podawaniem surowca do instalacji, zwłaszcza pracujących w sposób ciągły pod ciśnieniem 0,2-0,35 MPa,
  • trudności ze zmianą czasu przebywania w reaktorze (operowanie „głębokością” przetworzenia surowca) przy utrzymywaniu zdolności przerobowej instalacji na tym samym poziomie, co ogranicza zastosowanie instalacji do różnych surowców dostępnych w różnych porach roku,
  • niskie współczynniki wnikania ciepła mieszaniny reakcyjnej, zwłaszcza w rozwiązaniach aparaturowych tzw. „rurowych” i „rurowych z reaktorem”.

W wyniku przeprowadzonej w TOREN analizy powstały wytyczne do koncepcji własnego rozwiązania aparaturowego, które byłoby pozbawione wymienionych wad lub je w znacznym stopniu minimalizowało. Zostało ono zgłoszone do ochrony patentowej, stanowiącej własność EKOPROD.

.




Go to Top