TY - BOOK
T1 - Autonpaloittelujätteen ja rengasromun terminen konversio energiaksi ja raaka-aineeksi
AU - Ranta, Jussi
N1 - Project code: N7SU00182
PY - 1999
Y1 - 1999
N2 - Esitutkimuksessa selvitettiin autonpaloittamojätteen (ASR) ja kumiromun termistä konversiota energiaksi ja raaka-aineeksi. Suomessa syntyvät jätemäärä on yhteensä noin 50 000 t/a. Jätevirtana se on marginaalinen, mutta käyttö energiaksi on herättänyt kaikkialla kiinnostusta, koska nämä jätejakeet ovat energiaintensiivisiä (kumiromun lämpöarvo yli 30 MJ/kg ja paloittamojätteenkin 10-20 MJ/kg) ja erityisesti kumiromu on varsin puhdasta polttoainetta. Tutkimus tehtiin pääosin kirjallisuusselvityksenä, mutta alustavia kokeita tehtiin laboratoriomitassa erityisesti autonpaloittamojätteellä. Lisäksi kartoitettiin tilanne Suomessa ja arvioitiin, mitkä toimenpiteet voisivat jatkossa olla potentiaalisimmat. Liitteissä esitellään lyhyesti kumin historiaa, renkaiden materiaalikäyttöä, vaihtoehtoisten polttoaineiden käyttöä sementtitehtaalla ja kuvaliitteenä materiaalinäytteitä (ASR) ja kumiromun käsittelyn tilannetta Suomessa. Rengasromua on varsin yleisesti käytetty sementtiuunien polttoaineena, joko kokonaisina tai murskana. Sementtiuunin olosuhteet ovat niin ankarat, että renkaiden epäorgaaninen osa sitoutuu sementtiklinkkeriin. Suomessa syntyvää rengasromua (30 000 t/a, 250 GWh/a) on mahdollista käyttää lisäpolttoaineena Finnsementti Oy:n Paraisten tehtailla, jossa koetoiminta on aloitettu. Renkaiden polttoa on kokeiltu myös lisäpolttoaineena (10-30 %) kattilalaitoksilla, esimerkiksi Enso Yhteispalvelut Oy:n Anjalankosken laitoksella, Lahden Lämpövoima Oy:ssa ja Ekokem Oy:ssä. Tällöin rengasmurskan on yleensä oltava tasalaatuista. Murskaus varsinkin pieneen kappalekokoon vaatii runsaasti energiaa. Laitoksilla on havaittu teräslangoista aiheutuvia syöttölaiteongelmia joko polttoaineen syötössä tai tuhkanpoistossa. Teräslangat ovat erityisen ongelmallisia isokokoisissa renkaissa. Renkaiden muu epäorgaaninen faasi (ZnO) sekoittuu laitoksilla yleensä pääpolttoaineen tuhkaan ja voi myös tätä kautta aiheuttaa lisäongelmia. Maailmalla on tutkittu paljon myös rengasromun pyrolyysiä eri ratkaisuin. Tällöin tuotteina ovat pyrolyysiöljy, pyrolyysihiili (sisältää myös epäorgaanisen faasin) ja teräs. Öljy voi toimia prosessin polttoaineena, mutta pyrolyysihiilelle on vaikeampi löytää muuta kuin polttoainekäyttöä, vaikka on esitetty, että se voisi korvata neitseellistä nokea kumiteollisuudessa. Autonpaloittamojäte (ASR) on ei-metallisten, auton valmistuksessa käytettävien materiaalien seos, tyypillisinä esimerkkeinä muovit, tekstiilit ja kumit. Meillä syntyvä määrä on 20 000 - 30 000 t/a (85 GWh/a). Tällaisen jätteen haitta-ainepitoisuudet ovat suurempia kuin kumiromun kohdalla. Tyypillistä on esimerkiksi noin 1 %:n klooripitoisuus. On esitetty, että melko yksinkertaisen mekaanisen käsittelyn avulla autonpaloittamojätteen haitta-ainepitoisuutta voitaisiin alentaa ja polttoainearvoa nostaa. Tällöin 1/3-1/2 paloittamojätteestä voitaisiin polttaa esimerkiksi sementtiuunissa ja metallien talteenottoastetta voitaisiin samalla nostaa prosessista riippuen. Toinen mahdollisuus on polttaa luokiteltu paloittamojäte seospolttona muun polttoaineen joukossa. ASR:n osuuden tulisi olla riittävän pieni tuhkan laadun ja päästöjen kannalta. Luokitellun paloittamojätteen käsittely ja syöttö eivät aiheuttane siinä määrin ongelmia kuin kumiromun käsittely. Myös paloittamojätteen osalta on selvitetty pyrolyysivaihtoehtoa. Tällöin on mahdollista sopivassa ympäristössä nostaa materiaalien kierrätysastetta: pyrolyysikaasut voidaan jalostaa poltto- tai synteesikaasuksi, öljy hydrata synteesiöljyksi ja hiili käyttää koksausprosessissa. Yhteenvetona voidaan todeta, että Suomessa on hyvät tekniset edellytykset käyttää suurin osa mainituista jätejakeista energiaksi sementtiteollisuudessa ja energiantuotannossa. Kehitystyötä vaativat kuitenkin mm. toimintavarman tuhkanpoiston kehittäminen rengasromun kohdalla tai metallin osuuden vähentäminen syötössä. ASR:n osalta olisi selvitettävä mm. mekaanisella käsittelyllä saavutettava parannus polttoainelaadussa. Saadun tuotteen käyttäytymistä tulisi selvittää sementtiuunissa ja energian tuotannossa mm. polttoaineen oikean seossuhteen määrittämiseksi.
AB - Esitutkimuksessa selvitettiin autonpaloittamojätteen (ASR) ja kumiromun termistä konversiota energiaksi ja raaka-aineeksi. Suomessa syntyvät jätemäärä on yhteensä noin 50 000 t/a. Jätevirtana se on marginaalinen, mutta käyttö energiaksi on herättänyt kaikkialla kiinnostusta, koska nämä jätejakeet ovat energiaintensiivisiä (kumiromun lämpöarvo yli 30 MJ/kg ja paloittamojätteenkin 10-20 MJ/kg) ja erityisesti kumiromu on varsin puhdasta polttoainetta. Tutkimus tehtiin pääosin kirjallisuusselvityksenä, mutta alustavia kokeita tehtiin laboratoriomitassa erityisesti autonpaloittamojätteellä. Lisäksi kartoitettiin tilanne Suomessa ja arvioitiin, mitkä toimenpiteet voisivat jatkossa olla potentiaalisimmat. Liitteissä esitellään lyhyesti kumin historiaa, renkaiden materiaalikäyttöä, vaihtoehtoisten polttoaineiden käyttöä sementtitehtaalla ja kuvaliitteenä materiaalinäytteitä (ASR) ja kumiromun käsittelyn tilannetta Suomessa. Rengasromua on varsin yleisesti käytetty sementtiuunien polttoaineena, joko kokonaisina tai murskana. Sementtiuunin olosuhteet ovat niin ankarat, että renkaiden epäorgaaninen osa sitoutuu sementtiklinkkeriin. Suomessa syntyvää rengasromua (30 000 t/a, 250 GWh/a) on mahdollista käyttää lisäpolttoaineena Finnsementti Oy:n Paraisten tehtailla, jossa koetoiminta on aloitettu. Renkaiden polttoa on kokeiltu myös lisäpolttoaineena (10-30 %) kattilalaitoksilla, esimerkiksi Enso Yhteispalvelut Oy:n Anjalankosken laitoksella, Lahden Lämpövoima Oy:ssa ja Ekokem Oy:ssä. Tällöin rengasmurskan on yleensä oltava tasalaatuista. Murskaus varsinkin pieneen kappalekokoon vaatii runsaasti energiaa. Laitoksilla on havaittu teräslangoista aiheutuvia syöttölaiteongelmia joko polttoaineen syötössä tai tuhkanpoistossa. Teräslangat ovat erityisen ongelmallisia isokokoisissa renkaissa. Renkaiden muu epäorgaaninen faasi (ZnO) sekoittuu laitoksilla yleensä pääpolttoaineen tuhkaan ja voi myös tätä kautta aiheuttaa lisäongelmia. Maailmalla on tutkittu paljon myös rengasromun pyrolyysiä eri ratkaisuin. Tällöin tuotteina ovat pyrolyysiöljy, pyrolyysihiili (sisältää myös epäorgaanisen faasin) ja teräs. Öljy voi toimia prosessin polttoaineena, mutta pyrolyysihiilelle on vaikeampi löytää muuta kuin polttoainekäyttöä, vaikka on esitetty, että se voisi korvata neitseellistä nokea kumiteollisuudessa. Autonpaloittamojäte (ASR) on ei-metallisten, auton valmistuksessa käytettävien materiaalien seos, tyypillisinä esimerkkeinä muovit, tekstiilit ja kumit. Meillä syntyvä määrä on 20 000 - 30 000 t/a (85 GWh/a). Tällaisen jätteen haitta-ainepitoisuudet ovat suurempia kuin kumiromun kohdalla. Tyypillistä on esimerkiksi noin 1 %:n klooripitoisuus. On esitetty, että melko yksinkertaisen mekaanisen käsittelyn avulla autonpaloittamojätteen haitta-ainepitoisuutta voitaisiin alentaa ja polttoainearvoa nostaa. Tällöin 1/3-1/2 paloittamojätteestä voitaisiin polttaa esimerkiksi sementtiuunissa ja metallien talteenottoastetta voitaisiin samalla nostaa prosessista riippuen. Toinen mahdollisuus on polttaa luokiteltu paloittamojäte seospolttona muun polttoaineen joukossa. ASR:n osuuden tulisi olla riittävän pieni tuhkan laadun ja päästöjen kannalta. Luokitellun paloittamojätteen käsittely ja syöttö eivät aiheuttane siinä määrin ongelmia kuin kumiromun käsittely. Myös paloittamojätteen osalta on selvitetty pyrolyysivaihtoehtoa. Tällöin on mahdollista sopivassa ympäristössä nostaa materiaalien kierrätysastetta: pyrolyysikaasut voidaan jalostaa poltto- tai synteesikaasuksi, öljy hydrata synteesiöljyksi ja hiili käyttää koksausprosessissa. Yhteenvetona voidaan todeta, että Suomessa on hyvät tekniset edellytykset käyttää suurin osa mainituista jätejakeista energiaksi sementtiteollisuudessa ja energiantuotannossa. Kehitystyötä vaativat kuitenkin mm. toimintavarman tuhkanpoiston kehittäminen rengasromun kohdalla tai metallin osuuden vähentäminen syötössä. ASR:n osalta olisi selvitettävä mm. mekaanisella käsittelyllä saavutettava parannus polttoainelaadussa. Saadun tuotteen käyttäytymistä tulisi selvittää sementtiuunissa ja energian tuotannossa mm. polttoaineen oikean seossuhteen määrittämiseksi.
KW - automobiles
KW - tyres
KW - residues
KW - shredders
KW - wastes
KW - conversion
KW - energy
KW - raw materials
KW - gasification
KW - combustion
M3 - Report
SN - 951-38-5442-6
T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
BT - Autonpaloittelujätteen ja rengasromun terminen konversio energiaksi ja raaka-aineeksi
PB - VTT Technical Research Centre of Finland
CY - Espoo
ER -