Autonpaloittelujätteen ja rengasromun terminen konversio energiaksi ja raaka-aineeksi

Translated title of the contribution: Thermal conversion of automotive shredder residue into energy and raw materials

Jussi Ranta

Research output: Book/ReportReport

Abstract

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.
Translated title of the contributionThermal conversion of automotive shredder residue into energy and raw materials
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages100
ISBN (Electronic)951-38-5443-4
ISBN (Print)951-38-5442-6
Publication statusPublished - 1999
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
Number1960
ISSN1235-0605

Keywords

  • automobiles
  • tyres
  • residues
  • shredders
  • wastes
  • conversion
  • energy
  • raw materials
  • gasification
  • combustion

Fingerprint Dive into the research topics of 'Thermal conversion of automotive shredder residue into energy and raw materials'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Ranta, J. (1999). Autonpaloittelujätteen ja rengasromun terminen konversio energiaksi ja raaka-aineeksi. VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1960 http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/1999/T1960.pdf