POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

Ćwiczenia projektowe z przedmiotu
GOSPODAROWANIE ODPADAMI

semestr letni 2013/2014

Ilość odpadów wytworzonych dla miasta Żory.

Aleksandra Bachanek

Ilona Niewęgłowska

Gr. OŚ 1

Warszawa, 2014r.

1. WSTĘP.

1.1. Podstawy teoretyczne zastosowanego procesu unieszkodliwiania odpadów.

Do metod termicznych w technologii przeróbki odpadów zalicza się:

• spalanie odpadów,

• pirolizę,

• uwodornianie,

• suszenie.

W systemie gospodarki odpadami, technologia spalania ma za zadanie resztkowe odpady, które nie nadają się już do wykorzystania przetworzyć w taki sposób, aby:

• zniszczyć szkodliwe zanieczyszczenia organiczne lub doprowadzić do zatężenia szkodliwych zanieczyszczeń nieorganicznych,

• odpady resztkowe zostały odpadami obojętnymi, minimalizując przy tym emisję gazów odlotowych i odcieków,

• zmniejszyć ilości odpadów pierwotnych przeznaczonych do składowania,
  a w szczególności ich objętość,

• wykorzystać wartości opałowe odpadów resztkowych,

• przetworzyć pozostałości w użyteczne surowce wtórne dla oszczędności pozostałych surowców pierwotnych.

Optymalne rozwiązanie, mające szansę być formalnie uznanym, przyszłościowym rozwiązaniem utylizacji odpadów resztkowych powinno przede wszystkim spełniać trzy pierwsze postulaty. Należy przy tym zwracać szczególną uwagę, żeby metody utylizacji odpadów resztkowych miały możliwości realizacji na dużą skalę, to znaczy gwarantowały minimum bezpieczeństwa przy usuwaniu.

1.2. Stosowane metody.

• Proces spalania na ruszcie,

• Spalanie w warstwie fluidalnej,

• Instalacje do spalania ze zintegrowanym zeszkliwieniem żużla i popiołów.

1.3. Szczegółowy opis wybranej technologii procesu.

Proces spalania na ruszcie.

Aby uruchomić instalację należy podgrzać komorę paleniskową. Przy rozruchu konieczne jest osiągnięcie w strefie dopalania minimalnej temperatury 850ºC. W tym celu instaluje się palniki wspomagające zasilane gazem, olejem lub miałem węglowym. Jeśli w strefie dopalania osiągnie się odpowiednią temperaturę, można wówczas rozpalić odpady za pomocą palnika rozpałowego, umieszczonego w komorze paleniskowej.

Proces spalania odpadów na ruszcie można podzielić na kilka faz, które
w znacznym stopniu pokrywają się ze sobą:

1. Suszenie: w początkowej strefie rusztu odpady ogrzewane są w wyniku promieniowania lub konwekcji do temperatury powyżej 100ºC, co powoduje odparowanie wilgoci,

2. Odgazowanie: w wyniku dalszego ogrzewania do temperatury powyżej 250ºC wydzielane są składniki lotne. Jest to w pierwszej kolejności wilgoć resztkowa oraz gazy wytlewne. Odgazowanie odbywa się w atmosferze redukcyjnej przy dopływie ciepła,

3. Spalanie: w trzeciej części rusztu osiągane jest całkowite spalanie odpadów. Strata przy prażeniu dla żużla w spalarni odpadów komunalnych wynosi poniżej 0,5% udziału masowego,

4. Zgazowanie: w procesie zgazowania produkty odgazowania (substancje lotne) są utleniane przez tlen cząsteczkowy. Niestety jedynie niewielka część tego procesu odbywa się na ruszcie. Przeważająca część odpadów utleniana jest
   w temperaturze 100ºC w górnej strefie komory paleniskowej,

5. Dopalanie: w celu zminimalizowania części niespalonych i CO w spalinach wprowadzona została strefa dopalania. W strefie tej podaje się powietrze lub recylkulowane i odpylone spaliny w celu zupełnego spalania. Czas przebywania spalin w tej strefie powinien wynosić min. 2 sekundy w temperaturze 850ºC.

1. OPIS TECHNICZNY.

   1. Założenia projektowe.

Miasto: Żory

Liczba mieszkańców: 59 960 (stan na 31.12.2013 r.) – [źródło:http://www.zory.pl/miasto-zory-w-liczbach,m,mg,1,8.html]

Założony roczny przyrost ludności w mieście: 0,4 %

Trzy strefy zabudowy:

• I strefa: nowoczesna zabudowa blokowa mieszkalna z pełnym wyposażeniem budynków w urządzenia techniczno-sanitarne z podstawowymi obiektami użyteczności publicznej i obsługi ludności,

• II strefa: stara zabudowa zwarta nasycona obiektami niemieszkalnymi, zabytkowymi oraz innymi stanowiącymi obiekty użyteczności publicznej i obsługi ludności,

• III strefa: obrzeża, budownictwo rozproszone lub osiedlowe jednorodzinne lub wielorodzinne z ogródkami, o zróżnicowanym standardzie w zakresie ogrzewania, towarzyszącymi obiektami użyteczności publicznej i obsługi ludności.

Przyjęto, że procent ludności zamieszkałej w poszczególnych strefach wynosi:

• I strefa → 40% ludności

• II strefa → 25% ludności

• III strefa → 35% ludności

  1. Charakterystyka odpadów

Średni objętościowy współczynnik nagromadzenia odpadów:

• I strefa: 2,01 m³/M∙r

• II strefa: 1,94 m³/M∙r

• III strefa: 1,77 m³/M∙r

Średni ciężar objętościowy odpadów dla wszystkich stref: 140 [kg/m³]

Właściwości paliwowe odpadów:

• Zawartość wilgoci: 50,10 %

• Części palne: 29,39 %

• Części niepalne: 20,51 %

• Ciepło spalania: 12 134 kJ/kg.s.m.

Skład elementarny części palnych:

• C = 48,88 %cz.p.

• H = 4,91 %cz.p.

• N = 0,19 %cz.p.

• S = 0,10 %cz.p.

• Cl = 0,47 %cz.p.

• O = 45,45 %cz.p.

Współczynnik nadmiaru powietrza: λ = 2,0

Ciepła właściwe do bilansu cieplnego:

• Ciepło spalania odpadów: 12134 kJ/kg s.m.

• Ciepło właściwe substancji palnej (w temp. 0-1000ºC): 0,84 kJ/kg ∙ ºC

• Ciepło właściwe substancji niepalnej (w temp. 0-1000ºC): 0,84 kJ/kg ∙ ºC

• Ciepło właściwe wody (w temp. 0-100ºC): 4,19 kJ/kg ∙ ºC

• Ciepło właściwe powietrza (w temp. 200ºC): 1,01 kJ/kg ∙ ºC

• Ciepło właściwe gazów znajdujących się w spalinach:

• para wodna (w temp. 100-1000ºC): 1,51 kJ/kg ∙ ºC

• CO₂ (w temp. 400-1400ºC): 1,26 kJ/kg ∙ ºC

• SO₂ (w temp. 400-1400ºC): 0,84 kJ/kg ∙ ºC

• NO (w temp. 200-1400ºC): 1,13 kJ/kg ∙ ºC

• HCl (w temp. 0-1400ºC): 0,88 kJ/kg ∙ ºC

• O₂ (w temp. 100-1400ºC): 1,09 kJ/kg ∙ ºC

• N₂ (w temp. 100-1400ºC): 1,17 kJ/kg ∙ ºC

Ciepło parowania wody: 2263,00 kJ/kg Temperatura odprowadzanych gazów spalinowych: 850ºC

Wprowadzane odpady i powietrze mają temperaturę otoczenia: 20ºC

Całkowite straty ciepła wynoszą 10% ilości ciepła wprowadzanego do paleniska

1. Obliczenia technologiczne.

   1. Objętościowy współczynnik nagromadzenia odpadów:

$W_{(i)(s)} = \frac{W_{0}}{1 + e^{(a_{\left( s \right)} - x \bullet t)}}$ [m³/M∙r], gdzie

i – rok

s – dana strefa

W₀ – objętościowy wskaźnik nagromadzenia w stanie nasyconym W₀=4,5÷5 m³/M∙r;

przyjęto W₀=4,5 m³/M∙r

a_(s) – współczynnik wiążący dla danej strefy

x – współczynnik uwzględniający tempo wzrostu współczynnika nagromadzenia odpadów, x = 0,01÷0,015; przyjęto x = 0,01

t – czas w latach, t = 1, 2, 3 … 10

Powyższy wzór należy przekształcić w taki sposób, aby obliczyć współczynnik wiążący dla danej strefy dla podanego objętościowego współczynnika nagromadzenia odpadów dla każdej strefy zabudowy w 2013 roku.

$$a_{(s)} = ln\lbrack\left( \frac{W_{0}}{W_{\left( 2013 \right)\left( s \right)}} - 1 \right) \bullet e^{x \bullet t}\rbrack$$

$\mathbf{a}_{\mathbf{(I)}} = \ln\left\lbrack \left( \frac{4,5}{2,01} - 1 \right) \bullet e^{0,01 \bullet 0} \right\rbrack = \mathbf{0,2141}$, dla W_(2013)(I) = 2,01 m³/M∙r

$\mathbf{a}_{\mathbf{(II)}} = \ln\left\lbrack \left( \frac{4,5}{1,94} - 1 \right) \bullet e^{0,01 \bullet 0} \right\rbrack = \mathbf{0,2773}$, dla W_(2013)(II) = 1,94 m³/M∙r

$\mathbf{a}_{\mathbf{(III)}} = \ln\left\lbrack \left( \frac{4,5}{1,77} - 1 \right) \bullet e^{0,01 \bullet 0} \right\rbrack = \mathbf{0,4333}$, dla W_(2013)(III) = 1,77 m³/M∙r

$$\mathbf{W}_{\mathbf{(2014)(I)}} = \frac{4,5}{1 + e^{(0,2141 - 0,01*1)}} = \mathbf{2,0211}$$

$$\mathbf{W}_{\left( \mathbf{2014} \right)\left( \mathbf{\text{II}} \right)} = \frac{4,5}{1 + e^{\left( 0,2773 - 0,01*1 \right)}} = \mathbf{1,9510}$$

$$\mathbf{W}_{\mathbf{(2014)(III)}} = \frac{4,5}{1 + e^{(0,4333 - 0,01*1)}} = \mathbf{1,7807}$$

Obliczenia dla kolejnych lat wykonujemy podobnie, pamiętając o zmianie wartości t dla poszczególnych lat.

Tabela 1. Objętościowy współczynnik nagromadzenia odpadów [m³/M∙r].

rok	t	I strefa zabudowy	II strefa zabudowy	III strefa zabudowy
2014	1	2,0211	1,9510	1,7807
2015	2	2,0323	1,9621	1,7915
2016	3	2,0434	1,9732	1,8023
2017	4	2,0546	1,9843	1,8131
2018	5	2,0657	1,9954	1,8240
2019	6	2,0769	2,0065	1,8348
2020	7	2,0881	2,0176	1,8457
2021	8	2,0993	2,0287	1,8566
2022	9	2,1105	2,0399	1,8675
2023	10	2,1217	2,0510	1,8784

1. Liczba ludności poszczególnych latach:

- co roku został przyjęty systematyczny przyrost ludności w mieście Żory o 0,4 %

- liczba mieszkańców: 59 960 (stan na 31.12.2013 r.)

Obliczenia dla roku 2014:

- ogółem: 59 960 ∙ 1,4 = 60200

- I strefa: 60200 ∙ 0,4 = 24080

- I strefa: 60200 ∙ 0,25 = 15050

- I strefa: 60200 ∙ 0,35 = 21070

Obliczenia dla pozostałych lat wykonano analogicznie.

Tabela 2. Liczba ludności.

rok	ogółem	I strefa	II strefa	III strefa
2014	60200	24080	15050	21070
2015	60441	24176	15110	21154
2016	60682	24273	15171	21239
2017	60925	24370	15231	21324
2018	61169	24468	15292	21409
2019	61414	24565	15353	21495
2020	61659	24664	15415	21581
2021	61906	24762	15476	21667
2022	62153	24861	15538	21754
2023	62402	24961	15601	21841

1. Objętość wytworzonych odpadów w danym roku i w danej strefie:

V_(i)(s) = M_(i)(s) • W_(i)(s) [m³/r], gdzie:

M_(i)(s)-liczba mieszkańców w danym roku i w danej strefie

W_(i)(s)-współczynnik nagromadzenia odpadów

Np. V_(2014)(I) = 24080 • 2, 0211 =  48668,63 [m³/r]

Tabela 3. Objętość odpadów [m³/r].

rok	I strefa V(i)(I)	II strefa V(i)(II)	III strefa V(i)(II)	SUMA
2014	48668,63	29363,13	37520,29	115552,05
2015	49132,61	29647,68	37898,24	116678,53
2016	49599,78	29934,26	38279,08	117813,12
2017	50070,15	30222,85	38662,82	118955,83
2018	50543,73	30513,48	39049,47	120106,68
2019	51020,53	30806,14	39439,03	121265,70
2020	51500,54	31100,84	39831,52	122432,90
2021	51983,77	31397,59	40226,94	123608,29
2022	52470,23	31696,38	40625,30	124791,91
2023	52959,93	31997,22	41026,61	125983,75
SUMA	507949,90	306679,58	392559,29	1207188,76

1. Pojemniki na odpady dla poszczególnych stref:

Założenia:

	poj. 0,11m^3	poj. 1,1 m^3	poj. 7 m^3	µd	µm	µr	f
strefa I	10%∙V(i)(I)	80%∙V(i)(I)	10%∙V(i)(I)	1,1	1,15	1,1	3
strefa II	20%∙V(i)(II)	70%∙V(i)(II)	10%∙V(i)(II)	1,5	1,15	1,1	2
strefa III	80%∙V(i)(III)	0%∙V(i)(III)	20%∙V(i)(III)	1,2	1,15	1,1	1

Ilość pojemników:

$Z = \frac{V*\mu_{d}*\mu_{m}*\mu_{r}}{52*f*v}$, gdzie:

µ_d- dobowy współczynnik nierównomierności nagromadzenia

µ_m-miesięczny współczynnik nierównomierności nagromadzenia

µ_r-rezerwowy współczynnik nierównomierności nagromadzenia

f-częstotliwość wywozu z pojemników

v- objętość pojemnika [m³]

Pojemniki i liczba samochodów zostały obliczone dla roku w którym została wytworzona największa objętość odpadów, dla miasta Żory jest to rok 2023.

dla I strefy:

poj. 0,11m³ $Z = \frac{0,1 \bullet 52959,93 \bullet 1,1 \bullet 1,15 \bullet 1,1}{52 \bullet 3 \bullet 0,11} = 429,45$

poj. 1,1 m³ $Z = \frac{0,8 \bullet 52959,93 \bullet 1,1 \bullet 1,15 \bullet 1,1}{52 \bullet 3 \bullet 1,1} = 343,56$

poj. 7 m³ $Z = \frac{0,1 \bullet 52959,93 \bullet 1,1 \bullet 1,15 \bullet 1,1}{52 \bullet 3 \bullet 7} = 6,75$

dla II strefy:

poj. 0,11m³ $Z = \frac{0,2 \bullet 31997,22 \bullet 1,5 \bullet 1,15 \bullet 1,1}{52 \bullet 2 \bullet 0,11} = 1061,45$

poj. 1,1 m³ $Z = \frac{0,7 \bullet 31997,22 \bullet 1,5 \bullet 1,15 \bullet 1,1}{52 \bullet 2 \bullet 1,1} = 371,51$

poj. 7 m³ $Z = \frac{0,1 \bullet 31997,22 \bullet 1,5 \bullet 1,15 \bullet 1,1}{52 \bullet 2 \bullet 7} = 8,34$

dla III strefy:

poj. 0,11m³ $Z = \frac{0,8 \bullet 44796,11 \bullet 1,2 \bullet 1,15 \bullet 1,1}{52 \bullet 1 \bullet 0,11} = 8710,26$

poj. 1,1 m³ $Z = \frac{0 \bullet 44796,11 \bullet 1,2 \bullet 1,15 \bullet 1,1}{52 \bullet 1 \bullet 1,1} = 0,00$

poj. 7 m³ $Z = \frac{0,2 \bullet 44796,11 \bullet 1,2 \bullet 1,15 \bullet 1,1}{52 \bullet 1 \bullet 7} = 34,22$

Tabela 4. Ilość pojemników/kontenerów na odpady [szt.]

	poj. 0,11m^3	poj. 1,1 m^3	poj. 7 m^3
strefa I	430	344	7
strefa II	1062	372	9
strefa III	8710	0	34

1. Objętość odpadów nagromadzona w pojemnikach/kontenerach:

Założono że pojemniki są o pojemności 0,11 i 1,1 m³, a kontenery o 7m³.

- dla strefy I : V_{(i)(pojemnik)(I)} =  0, 1 • V_(i)(s) + 0, 8 • V_(i)(s)

V_{(i)(kontener)(I)} =  0, 1 • V_(i)(s)

- dla strefy II : V_{(i)(pojemnik)(II)} =  0, 2 • V_(i)(s) + 0, 7 • V_(i)(s)

V_{(i)(kontener)(II)} =  0, 1 • V_(i)(s)

- dla strefy II : V_{(i)(pojemnik)(III)} =  0, 8 • V_(i)(s) + 0 • V_(i)(s)

V_{(i)(kontener)(III)} =  0, 2 • V_(i)(s)

V_{(2023)(pojemnik)(I)} = 0, 1 • 52959, 93 + 0, 8 • 52959, 93 = 47663,93

V_{(2023)(kontener)(I)} =  0, 1 • 52959, 93 = 5295,99

V_{(2023)(pojemnik)(II)} =  0, 2 • 31997, 22 + 0, 7 • 31997, 22 = 28797,50

V_{(2023)(kontener)(II)} =  0, 1 • 31997, 22 = 3199,72

V_{(2023)(pojemnik)(III)} =  0, 8 • 41026, 61 + 0 • 41026, 61 = 32821,29

V_{(2023)(kontener)(III)} =  0, 2 • 41026, 61 = 8205,32

Tabela 5. Ilość odpadów gromadzona w pojemnikach/kontenerach [m³/r] dla 2023 roku.

	V(w pojemnikach)	V(w kontenerach)
strefa I	47663,93	5295,99
strefa II	28797,50	3199,72
strefa III	32821,29	8205,32

Tabela 6 .Objętość odpadów gromadzona w pojemnikach/kontenerach dla całego miasta [m³/r].

	V(w pojemnikach)	V(w kontenerach)
SUMA:	109282,72	16701,04

1. Transport odpadów do spalarni.

Liczba samochodów:

$\mathbf{N =}\frac{\mathbf{V}_{\left( \mathbf{i} \right)\left( \mathbf{m} \right)}\mathbf{\bullet \ }\mathbf{N}_{\mathbf{r}}}{\mathbf{260*n*S}}\mathbf{,\ }$ gdzie:

N- liczba samochodów

V_(i)(m) – objętość odpadów gromadzona w pojemnikach/kontenerach dla całego miasta [m3/r]

N_r – współczynnik rezerwowy, N_r = 1,15 ÷ 1,25

260- liczba dni wywozowych w roku

n=0,8 – gotowość techniczna samochodów wywożących odpady

S – dobowa wydajność samochodu [km/d]

S=v ∙ q ∙ z , gdzie:

v – pojemność skrzyni ładunkowej

q – współczynnik zgniatania (komprymacji)

z – liczba kursów, z =2÷4

W celu transportu odpadów z pojemników z terenu całego miasta do miejsca ich unieszkodliwienia dobrano śmieciarkę z tylnym załadunkiem. Skrzynia wykonana z blachy o kształcie owalnym. Kompresja śmieci następuje poprzez prasę i płytę zagarniającą. Opróżnianie śmieci ze skrzyni ładunkowej następuje poprzez płytę wypychającą. Śmieciarka posiada regulowany stopień zgniotu odpadów.

DANE TECHNICZNE:

Mechanizm wywrotu przystosowany dla pojemników 110 – 1100 l.

Pojemność zabudowy [m³]: 16

Pojemność kosza zasypowego [m³]: 1,8 ÷ 2

Ładowność śmieci [kg]: 7000

Współczynnik zgniotu śmieci: 6:1

[źródło: http://dobrowolski.com.pl/?p=275]

Do obliczeń przyjęto współczynnik zgniotu śmieci q=5 oraz liczbę kursów z=4, współczynnik rezerwowy N_r =1,2.

S=16*5*4=320 [km/d]

Liczba samochodów do odpadów gromadzonych w pojemnikach:

$$N = \frac{109282,72 \bullet 1,2}{260*0,8 \bullet 320} = 1,97$$

Liczba samochodów do odpadów z kontenerów (system wymienny):

Założono q=1

Do wywozu kontenerów dobrano śmieciarkę kompaktową KOS 8 o pojemnościach: 7m³.

S=7*1*4=28 [km/d]

$$N = \frac{16701,04 \bullet 1,2}{260 \bullet 0,8 \bullet 28} = 3,44$$

Tabela 7. Liczba samochodów [szt.].

	LICZBA SAMOCHODÓW [szt.]
do odpadów gromadzonych w pojemnikach	2
do odpadów z kontenerów	4

1. SPALARNIA ODPADÓW KOMUNALNYCH.

   1. Zdolność przerobowa.

$P = \frac{V_{(i)(m)} \bullet \delta}{\left( 365 - 21 \right) \bullet 24}\ $[kg/h] , gdzie:

δ – średni ciężar objętościowy odpadów dla wszystkich stref; δ = 140 kg/m³

365 – liczba dni w roku

21 – dni remontu (14) i rezerwy (7)

V_(2023)(m)= 129 753,25 m³/r

$$P = \frac{125983,75 \bullet 152}{\left( 365 - 21 \right) \bullet 24} = 2\ 136,35\ kg/h$$

1. Ilość odpadów wprowadzanych do paleniska.

Tabela 8. Skład masowy odpadów komunalnych [kg/h].

	zawartość procentowa	obliczenia	wynik
woda	50,10 %	0,5010 ∙ 2 136,35	1 070,31
części palne	29,39 %	0,2939 ∙ 2 136,35	627,87
części niepalne	20,51 %	0,2051 ∙ 2 136,35	438,17
	SUMA:	2 136,35

1. Skład elementarny części palnych.

Tabela 9. Skład elementarny części palnych [kg/h].

	zawartość procentowa	obliczenia	wynik
C	48,88 %	0,4888 ∙ 627,87	306,90
H	4,91 %	0,0491 ∙ 627,87	30,83
N	0,19 %	0,0019 ∙ 627,87	1,19
S	0,10 %	0,0010 ∙ 627,87	0,63
Cl	0,47 %	0,0047 ∙ 627,87	2,95
O	45,45 %	0,4545 ∙ 627,87	285,37
SUMA:	627,87

1. Bilans masowy.

Ilość doprowadzanego powietrza do spalarni [kg/h]:

Ilość odprowadzanych spalin ze spalarni [kg/h]:

- węgiel: C + O2 → CO2 12 – 32 306,90 – x XO2 = 818,41 kg/h - wodór: H2 + Cl2 → HCl 1 – 35,5 x – 2,95 XH2 = 0,08 kg/h - tlen: H2 + O2 → 2H2O 2 – 16 (30,83-0,08) – x XO2 = 245,96 kg/h - siarka: S + O2 → SO2 32 – 32 0,63 – x XO2 = 0,63 kg/h - azot: N2 + O2 → NOx 14 – 16 1,19 – x XO2 = 1,36 kg/h ∑ O 2 = 818,41+245,96+0,63+1,36 = = 1 066,37 [kg/h] – ilość teoretyczna Praktyczna ilość tlenu: 1 066,37 – 285,37 = 781,00 [kg/h]

C + O2 → CO2 12 – 44 306,90 – x XCO2 = 1125,32 kg/h H2 + Cl2 → HCl 1 – 36,5 0,08 – x XHCl = 3,03 kg/h 2H2 + O2 → 2H2O 2 – 18 (30,83-0,08) – x XH2O = 276,71 kg/h ∑H2O = 276,71 +1 070,31 = 1 3847,02 kg/h S + O2 → SO2 32 – 64 0,63 – x XSO2 = 1,26kg/h N2 + O2 → NO 14 – 30 1,19 – x XNO = 2,56 kg/h

λ = 1,8÷2,5, przyjęto λ = 2

Współczynnik nadmiaru powietrza: O_{2 z λ} = 781,0 ∙ 2 = 1 562,0 kg/h

Ilość powietrza: I_{p z λ} = 1 562,0 / 0,232 = 6 732,75 kg/h

Nadmiar tlenu: 1 562,0 - 781,0 = 781,0 [kg/h]

Ilość azotu w powietrzu: N_{2 z λ} = 6 732,75 – 1 562,0 = 5 170,75 kg/h

∑ spalin =1 125,32 + 3,03+ 1 347,02 + 1,26 + 2,56 + 781,0 + 5 170,75 = 8 430,94 kg/h

Tabela 10. Bilans masowy[kg/h].

DOPROWADZAMY	ODPROWADZAMY
odpady komunalne	2 136,35 kg/h
powietrze	6 732,75 kg/h
SUMA:	8 869,10 kg/h

1. Bilans cieplny.

Założenie: wprowadzamy odpady i powietrze w temperaturze ∆t = 20°C do paleniska.

Ciepło fizyczne: Q = m ∙ C_w ∙ ∆t

Ciepło chemiczne: Q = (m_cz.p. + m_cz.niep.) ∙ C_s

Doprowadzane ciepło:

• z odpadami komunalnymi:

- woda: Q = 1 070,31 ∙ 4,19 ∙ 20 = 89 692,19 kJ/h

- części palne: Q = 627,87 ∙ 0,84 ∙ 20 = 10 548,28 kJ/h

- części niepalne: Q = 438,17 ∙ 0,84 ∙ 20 = 7 361,19 kJ/h

∑ Q = 107 601,66 kJ/h

• z powietrzem: Q = 6 732,75 ∙ 1,01 ∙ 20 = 136 001,59 kJ/h

• ciepło chemiczne: Q =(627,87 + 438,17) ∙ 12 134 = 12 935 327,51 kJ/h

∑ Q_doprowadzone = 13 178 930,76 kJ/h

Odprowadzane ciepło:

∆t = 850°C

• ze spalinami:

- q_CO2 = 1 125,32∙ 1,26 ∙ 850 = 1 205 215,14kJ/h

- q_SO2= 1,26 ∙ 0,84 ∙ 850 = 896,60 kJ/h

- q_HCl = 3,03 ∙ 0,88 ∙ 850 = 2 269,53 kJ/h

- q_NO = 2,56 ∙ 1,13 ∙ 850 = 2 455,37 kJ/h

- q_O2 = 781,0 ∙ 1,09 ∙ 850 = 723 595,77 kJ/h

- q_N2 = 5 170,75 ∙ 1,17 ∙ 850 = 5 142 314,24 kJ/h

- q_H2O = (1 070,31 ∙ 4,19 ∙ (100-20)) + ( 1 070,31 ∙ 2 263) + (1 070,31 ∙1,51(850-100)) + (276,71 ∙ 1,51 ∙ 850) = 3 974 514,054 kJ/h

∑ Q_spalin = 11 051 260,70kJ/h

• z częściami niepalnymi:

Q = 438,17 ∙ 0,84 ∙ 850 = 312 850,44 kJ/h

• straty (10% Q_{doprowadzonego}):

Q = 0,1 ∙ 13 178 930,76 = 1 317 893,076 kJ/h

∑ Q_odprowadzone = 11 051 260,70 + 312 850,44 + 1 317 893,076 = 12 682 004,21 kJ/h

∑ Q_{doprowadzone >} ∑ Q_odprowadzone

Na podstawie powyższych obliczeń wnioskujemy, ze nasze odpady mają wystarczające ciepło spalania, stąd też doprowadzanie dodatkowego paliwa jest niekonieczne.

1. POWIERZCHNIA SKŁADOWISKA.

$F = \ \frac{V_{(m)} \bullet k}{H \bullet k_{\text{zg}}}$, gdzie

V_(m) – objętość ze wszystkich lat, V_(m) =

k – współczynnik zwiększający, k = 1,5÷2, przyjęto k=1,75

H – wysokość składowiska, H = 25m

k_zg – współczynnik zagęszczania, k_zg =3,0

$$F = \ \frac{1\ 207\ 188,76 \bullet 1,75}{25 \bullet 3} = 28\ 167,74\ \ \lbrack m^{2}\rbrack$$

1. WNIOSKI.

Jak wynika z przeprowadzonych obliczeń instalacja jaką jest spalarnia odpadów
w Żorach jest inwestycją bardzo korzystną. Zaletą jest wysokie ciepło spalania, Q_doprowadzane jest wyższe od Q_{odprowadzanego} w związku z tym nie trzeba dostarczać dodatkowego paliwa, co znacznie zmniejsza koszty. Istotny jest również bilans masowy, ponieważ dokładnie tyle powietrza ile doprowadzamy do spalarni również z niej odprowadzamy.