Spaľovanie odpadov

Spaľovanie odpadu je proces termického spracovania odpadu, ktorý zahŕňa spaľovanie látok obsiahnutých v odpadových materiáloch. Jeho cieľom je premena pôvodne nebezpečných látok na neškodné alebo výrazne menej škodlivé produkty horenia.

Priemyselné zariadenia na spaľovanie odpadu sa bežne označujú ako zariadenia na energetické využitie odpadu. Spaľovanie a ďalšie vysokoteplotné systémy spracovania odpadu patria k tepelnému spracovaniu odpadov. Spaľovanie odpadových materiálov premieňa odpad na popol, spaliny a teplo. Popol je väčšinou tvorený anorganickými zložkami odpadu a môže mať formu pevných hrudiek alebo častíc. Dymové plyny musia byť pred rozptýlením do atmosféry očistené od plynných a tuhých znečisťujúcich látok. V niektorých prípadoch môže byť teplo, ktoré vzniká spaľovaním, použité na výrobu elektrickej energie.  

Spaľovanie s energetickým zhodnotením je jednou z niekoľkých technológií na energetické využitie odpadu ako je splyňovanie, pyrolýza (bezkyslíkaté spaľovanie) a anaeróbna digescia. Energia vyrobená spaľovaním je vysokoteplotné teplo. Spaľovanie možno realizovať aj bez energetického a materiálového zhodnocovania. 

V niektorých krajinách boli spaľovne postavené len pred niekoľkými desaťročiami a často nezahŕňali separáciu materiálov na odstránenie nebezpečných alebo recyklovateľných materiálov pred spaľovaním. Tieto zariadenia mali tendenciu ohrozovať zdravie pracovníkov prevádzok a miestneho životného prostredia, v dôsledku nedostatočnej úrovne čistenia plynu a kontroly spaľovacieho procesu. Väčšina týchto zariadení nevyrábala elektrinu.

Spaľovňa 

Spaľovňa odpadov je stacionárne technické  alebo prenosné technické zariadenie, ktoré slúži na tepelnú úpravu odpadov s využitím alebo bez využitia tepla vznikajúceho pri spaľovaní. Sú to zariadenia na spaľovanie odpadov oxidáciou alebo zariadenia na iné postupy tepelnej úpravy odpadov, ako je: pyrolýza, splyňovanie alebo plazmové procesy, ak sa látky vzniknuté pri týchto postupoch následne spália.

Technické požiadavky a podmienky prevádzkovania 
Spaľovne odpadov a zariadenia na spoluspaľovanie odpadov musia plniť tieto špecifické technické požiadavky a špecifické podmienky prevádzkovania:
 účinnosť spaľovania (obsah TOC Total Organic Carbon, vo zvyškovej škváre a popole: strata žíhaním < 3%, alebo spáliteľný podiel < 5%)
 teplota (850 °C resp. 1100 °C, ak ide o odpad s obsahom chlóru 1 % a viac) počas zdržnej doby najmenej 2 sekundy
 prídavný horák
 automatický systém na odstavenie prísunu odpadu
 požiadavky na manipuláciu a medziskladovanie odpadov

Špecifické emisné limity (ŠEL) 
Emisné limity do ovzdušia sú ustanovené pre tieto znečisťujúce látky:

 tuhé znečisťujúce látky (TZL), SO2, NOx, TOC, HCl, HF, CO
 ťažké kovy (Tl + Cd, Hg, Sb + As + Pb + Cr + Co + Cu + Mn + Ni + V)
 polychlorované dibenzodioxíny a polychlorované dibenzofurány (PCDD + PCDF)

Druhy spaľovní 
Existujú rôzne typy konštrukcie spaľovní:

 pohyblivý rošt
 pevný rošt
 rotačná pec
 fluidné lôžko.

Spaľovanie hromady 
Spaľovacia hromada alebo spaľovacia jama je jednou z najjednoduchších a najskorších foriem likvidácie odpadu, ktorá v podstate pozostáva z kopy horľavých materiálov nahromadených na jednej kope a zapálených.

Horiace hromady môžu a majú za následok šírenie nekontrolovaného požiaru, napríklad ak vietor odfúkne horiaci materiál z hromady do okolitej horľavej trávy alebo na budovy. Tieto hromady často nevedú k úplnému spáleniu odpadu, a preto spôsobujú znečistenie časticami.

Horiaci sud 
Horiaci sud je o niečo viac kontrolovaná forma súkromného spaľovania odpadu, ktorá obsahuje horiaci materiál vo vnútri kovového suda s kovovou mriežkou nad výfukom. Hlaveň bráni šíreniu horiaceho materiálu vo veterných podmienkach a pri znížení horľaviny sa môže iba usadiť v sude. Výfuková mriežka pomáha predchádzať šíreniu žeravých uhlíkov. Často sa ako spaľovacie sudy používajú oceľové sudy s objemom 210 l, pričom okolo základne sú vyrezané alebo vyvŕtané otvory na nasávanie vzduchu. V priebehu času veľmi vysoké teplo spaľovania spôsobí, že kov oxiduje a hrdzavie a nakoniec sa samotný sud spotrebuje teplom a musí sa vymeniť.

Pohyblivý rošt 
Typickou spaľovňou tuhého komunálneho odpadu je spaľovňa s pohyblivým roštom. Pohyblivý rošt umožňuje optimalizáciu pohybu odpadu cez spaľovaciu komoru. Kotol s jedným pohyblivým roštom dokáže spracovať až 35 ton odpadu za hodinu a môže pracovať 8 000 hodín ročne iba s jedným plánovaným zastavením na kontrolu a údržbu. Táto odstávka trvá približne mesiac. Spaľovne s pohyblivým roštom sa niekedy označujú ako spaľovne tuhého komunálneho odpadu.

Podľa európskej smernice o spaľovaní odpadov, musia byť spaľovne navrhnuté tak, aby zabezpečili, že spaliny dosiahnu teplotu aspoň 850 °C po dobu 2 sekúnd, aby sa zabezpečilo riadne odbúravanie toxických organických látok. Aby sa to vždy dodržalo, je potrebné inštalovať záložné pomocné horáky (často poháňané olejom), ktoré sa pripaľujú do kotla v prípade, že výhrevnosť odpadu je príliš nízka na to, aby túto teplotu sám dosiahol.

Pevný rošt 
Starším a jednoduchším druhom spaľovne bola murovaná bunka s pevným kovovým roštom nad spodnou jamou na popol, s jedným otvorom v hornej alebo bočnej časti na nakladanie a druhým otvorom na boku na odstraňovanie nehorľavých pevných látok.

Rotačná pec 
Rotačnú pec využívajú obce a veľké priemyselné podniky. Táto konštrukcia spaľovne má dve komory: primárnu komoru a sekundárnu komoru. Primárna komora rotačnej pece pozostáva zo šikmej valcovej rúrky vystlanej žiaruvzdorným materiálom. Vnútorná žiaruvzdorná výmurovka slúži na ochranu konštrukcie pece. Túto žiaruvzdornú vrstvu je potrebné z času na čas vymeniť. Pohyb valca okolo jeho osi uľahčuje pohyb odpadu. V primárnej komore dochádza k premene tuhej frakcie na plyny prostredníctvom odparovania, deštruktívnej destilácie a reakcií čiastočného spaľovania. Sekundárna komora je potrebná na dokončenie reakcií spaľovania v plynnej fáze. Popolové zvyšky sa vysypú na konci valca. Potrebný ťah dodáva vysoký komín, ventilátor alebo prúd pary.

Využitie tepla zo spaľovne 
Teplo vyrobené v spaľovni sa môže použiť na výrobu pary, ktorá sa potom môže použiť na pohon turbíny na výrobu elektriny. Typické množstvo čistej energie, ktorú možno vyrobiť na tonu komunálneho odpadu, je približne 2/3 MWh elektriny a 2 MWh diaľkového vykurovania. Spálením asi 600 metrických ton (660 malých ton) odpadu za deň sa teda vyrobí asi 400 MWh elektrickej energie za deň (17  MW elektrickej energie nepretržite počas 24 hodín) a 1200 MWh energie diaľkového vykurovania každý deň.

Spoluspaľovanie odpadov 
Zariadenie na spoluspaľovanie odpadov je stacionárne zariadenie alebo prenosné zariadenie. Toto zariadenie slúži na: výrobu energie alebo iného materiálového produktu (riadne palivo, prídavné palivo) alebo v ktorom sa odpady tepelne upravujú na účely ich zneškodnenia oxidáciou odpadov, ako aj inými procesmi tepelného spracovania ako je pyrolýza, splynovanie alebo plazmové procesy, ak sa látky ktoré pri tomto spracovaní vznikajú, následne spália; ak sa spoluspaľovanie odpadov uskutočňuje tak, že hlavným účelom zariadenia na spoluspaľovanie odpadov nie je výroba energie alebo iného materiálového produktu, ale tepelná úprava odpadov, zariadenie na spoluspaľovanie odpadov sa považuje za spaľovňu odpadov.

Znečistenie 
Spaľovanie má množstvo výstupov, ako je popol a emisie spalín do atmosféry. Pred systémom čistenia spalín, ak je nainštalovaný, môžu spaliny obsahovať pevné častice, ťažké kovy, dioxíny, furány, oxid siričitý a kyselinu chlorovodíkovú. 

Medzi plynné emisie v spalinách zo spaľovní patria: oxidy dusíka, oxid siričitý, kyselinu chlorovodíkovú, ťažké kovy a jemné častice. Z ťažkých kovov je hlavným problémom ortuť kvôli svojej toxicite a vysokej prchavosti, pretože v podstate všetka ortuť v toku komunálneho odpadu môže uniknúť do emisií, ak sa neodstráni prostredníctvom emisných kontrol. 

Spaľovanie produkuje popolček a spodný popol rovnako ako v prípade spaľovania uhlia. Celkové množstvo popola vyprodukovaného spaľovaním tuhého komunálneho odpadu sa pohybuje od 15 – 20 % hmotnosti pôvodného množstva odpadu a popolček tvorí asi 10 – 20 % celkového popola. Popolček často obsahuje vysoké koncentrácie ťažkých kovov, ako je olovo, kadmium, meď a zinok, ako aj malé množstvá dioxínov a furánov.

Referencie

Zdroje 
 https://www.youtube.com/watch?v=Bryh8nxAp-k&t=6s
 https://wayback.archive-it.org/all/20070628045713/http://www.hitemptech.com/downloads/HTTSolidWasteRotaryKilnQuotation.pdf
 https://stateofgreen.com/en/

Odpady
Recyklácia