Genel Tanıtım
Westinghouse Plasma Gazlaştırıcı Teknolojisi
Ağustos 2014
Confidential Information
İçindekiler
İçindekiler.............................................................................................................................................................. 2
1.
2.
3.
4.
4.1.
4.2.
5.
Vizyonumuz ........................................................................................................................................... 3
5.1.
5.2.
Westinghouse Plasma Şirketinin veWestinghouse Plasma Technology ............................................ 10
Kısaltmalar Listesi .................................................................................................................................. 4
Giriş ........................................................................................................................................................ 5
Plazma ve Plazma Gazlaştırmaya Giriş ................................................................................................ 7
Plazma Nedir? ....................................................................................................................................... 7
Plazma Gazlaştırma Nedir? ................................................................................................................... 8
Westinghouse Plasma Gasification – Tarih ve Ticari Deneyim ............................................................. 10
Ticari Tesisler ....................................................................................................................................... 12
Mihama-Mikata Japonya ..................................................................................................................... 12
EcoValley-Utashinai, Hokkaido, Japonya ........................................................................................... 13
MEPL, Pune, Hindistan ....................................................................................................................... 15
5.3.
Demo Tesisleri ..................................................................................................................................... 16
WPC Ticari Demo Tesisi-Madison, Pensilvanya, ABD ....................................................................... 16
Japon Ticari Demo Tesisi - Yoshii ....................................................................................................... 19
5.4.
İnşaat Halindeki Tesisler ...................................................................................................................... 20
Tees Valley Yenilenebilir Enerji Tesisi ................................................................................................ 20
Wuhan Kaidi Ahşap Atık Tesisi ........................................................................................................... 22
5.5.
6.
6.1.
Bağımsız Kuruluşların Raporları .......................................................................................................... 23
WPC Plazma Gazlaştırmanın Diğer Sistemlere Üstünlüğü ................................................................ 25
Westinghouse Plasma Gazlaştırma Teknolojisinin Faydaları / Avantajları.......................................... 25
Yönetilebilir Enerji ve Atık Bertaraf Geliri ............................................................................................ 25
Başlangıç ve Operasyonel Riski Azaltmak ......................................................................................... 25
İzin Zamanını ve Giderleri Azaltma ..................................................................................................... 25
Üstün Çevresel Performans ................................................................................................................ 26
6.2.
Westinghouse Plazma Gazlaştırıcısının Diğer Termal Arıtma Alternatifleriyle Karşılaştırılması ....... 29
Yakma ile Karşılaştırma....................................................................................................................... 29
Diğer Plazma Gazlaştırma Teknnolojileri ile Karşılaştırma ................................................................. 31
Plazma Olmayan Gazlaştırma Teknnolojileri ile Karşılaştırma ........................................................... 32
7.
7.1.
7.2.
8.
9.
9.1.
9.2.
9.3.
10.
Gazlaştırıcı Modelleri ve Gazlaştırma Tesisi Kapasiteleri ................................................................... 34
Westinghouse Plasma Gazlaştırma Modelleri ..................................................................................... 34
Gazlaştırıcı Model ile Enerji Üretimi ..................................................................................................... 35
Westinghouse Plasma Şirketi Tedarik ve Destek Servisi ..................................................................... 36
Tipik Plazma Gazlaştırma Tesisi .......................................................................................................... 37
Giriş ...................................................................................................................................................... 37
Tesis Sürecinin Özeti ........................................................................................................................... 37
IPGCC Tesisi Girdi ve Çıktıları Örnekleri .................................................................................................. 39
Örnek Tesis Ekonomisi ........................................................................................................................ 42
Ek 1- Demo Tesisi Süreç ve Yapı Taşı Akış Şeması .......................................................................... 43
Ek 2-Japon Atık Araştırma Vakfı Sertifikasyonu (Japonca) ................................................................. 44
Ek 3-Japon Atık Araştırma Vakfı Sertifikasyonu (İngilizce Tercümesi)................................................ 45
Genel Tanıtım
2
Confidential Information
1. Vizyonumuz
Westinghouse Plasma Şirketinde (Westinghouse Plasma Corp, (“WPC”))
vizyonumuz " Daha sağlıklı bir gezegen için, dünyanın çöpünü temiz
enerjiye dönüştürecek önde gelen teknoloji platformunu sağlamak,
depolama yönteminin ve klasik yakma teknolojilerinin yerine temiz ve
çevreci bi çözüm zunmak" tır.
WPC teknolojisi iki adet günlük 1000 tonluk belediye tesisi dahil üç referans fabrika
ve üç yeni ticari fabrikada kullanılmaktadır ve bir adet günlük 650 tonluk belediye atık
tesisi inşa halindedir.
Bu dokümanın devamında, WPC'nin plazma gazlaştırma teknolojisinin detaylı
niteliklerini ve faydalarını sunmaktayız.
Genel Tanıtım
3
Confidential Information
2. Kısaltmalar Listesi
Air Products
Alter
APCI
ATT
Cd
Cl
CO
CV
EPC
H2
Haz Waste
Hg
HRSG
IPGCC
Air Products and Chemicals, Inc.
Alter NRG
Air Products and Chemicals, Inc.
Advanced Thermal Treatment (Gelişmiş Isıl İşlem)
Cadmium
Chlorine
Carbon Monoxide
Calorific Value (Kalorifik Değer)
Engineer, Procure and Construct (Mühendislik, Tedarik ve İnşaat)
Hydrogen
Hazardous Waste (Tehlikeli Atık)
Mercury
Heat Recovery Steam Generator (Isı Geri Kazanımı Buhar Jeneratörü)
Integrated Plasma Gasification Combined Cycle (Entegre Plazma
Gazlaştırma Kombine Çevrimi)
JWRF
Japan Waste Research Foundation (Japon Atık Araştırma Vakfı)
Kaidi
kPag
kWh
MEPL
MJ
MWh
Nm3
O2
Wuhan Kaidi Holding Investment Company Ltd.
Kilopascal gauge (Kilopaskal ölçütü)
Kilowatt hour
Maharashtra Enviro Power Ltd.
Megajoule
Megawatt hour
Normal meter cubed (Normal metreküp)
Oxygen
Pb
ROC
S
tpd
Lead
Renewable Obligation Certificate (Yenilenebilir Yükümlülük Belgesi)
Sulphur
Tonnes per Day (Günlük ortalama ton)
tpa
WESP
WPC
Zn
Genel Tanıtım
Tonnes per Annum (Yıllık Ton)
Wet Electrostatic Precipitator (Islak Elektrostatik Çöktürücü)
Westinghouse Plasma Corporation
Zinc
4
Confidential Information
3. Giriş
Westinghouse Plazma Şirketi, geniş çeşitliliğe sahip olan çöpleri, diğer enerji formlarına
dönüştürebilecek nitelikteki temiz sentez gazı üreten teknolojiyi sağlamaktadır.
Plazma gazlaştırma teknolojimiz belediye atığını, tehlikeli atığı ve arıtma çamurunu
işleyen üç adet ticari tesiste küresel olarak kullanılmaktadır. Bir Fortune 500
endüstriyel gaz şirketi olan Air Products and Chemicals (“Air Products”) Kuzeydoğu
İngiltere'de inşa halinde olan iki günde 1000 tonluk (yılda 300 000 ton) fabrikasında
kullanılmak üzere Westinghouse Plasma Corp’tan iki plazma gaz haline dönüştürücü
satın almıştır.
Plazma gazlaştırma çözümümüz aşağıda belirtilmiş olan çöp akımlarına ideal düzeyde
uyum sağlamaktadır:
•
•
•
•
•
•
Katı Belediye atığı
Ticari atık
Endüstriyel atık
Petrokimyasal atık
Tıbbi atık ve
Yakma fırını (insineratör) külü
Plazma gazlaştırıcı çözümümüzün ürettiği temiz sentez gaz aşağıda belirtilmiş olan çok
çeşitil enerji türlerine dönüştürülebilmektedir:
•
•
Gaz türbinleri ve pistonlu motorlar aracılığıyla elektrik ve gelecekte yakıt hücreleri
Isı, buhar ve
Genel Tanıtım
5
Confidential Information
•
Aşağıda belirtilen sıvı yakıtlar:
o Etanol
o Jet Yakıtı
o Dizel ve Nafta
o Metanol
o Propanol
Vizyonumuz, sağlıklı bir gezegen için dünyanın atığını temiz enerjiye dönüştürecek önde
gelen teknoloji platformunu sağlamaktır.
Teknolojimizi kullanan üç ticari tesis sayesinde, plazma gazlaştırma pazarında açık
liderliğimiz söz konusudur. Başka hiçbir plazma gazlaştırma şirketi, önemli miktarlarda
atık işlemek için ticari olarak kullanılan teknolojiye sahip değildir.
Hedefimiz, yalnızca yüksek verimlilik ve yüksek değerli ürünlerle değil, aynı zamanda
çevresel faydalarla da, atıkları termal olarak işlemekte en yaygın yöntem olarak
kullanılan atık yakma yönteminin yerini almaktır. Plazma gazlaştırma, atıkların
işlenmesinde mevcut en iyi teknoloji olmaya adaydır.
Westinghouse Plazma Şirketi, Toronto Menkul Kıymetler Borsasına (ticaret sembolü
NRG) kote bir Kanadalı şirket olan Alter NRG'nin yüzde yüz iştirakidir.
Westinghouse plazma gazlaştırma teknolojisi atığı değerli
ürünlerine dönüştürmeyi sağlayan anahtar teknolojidir.
Genel Tanıtım
6
enerji
Confidential Information
4. Plazmaya ve Plazma Gazlaştırmaya Giriş
4.1. Plazma Nedir?
En temel düzeyde, plazma sadece çok yüksek sıcaklıktaki termal enerjidir. Doğada
plazma, yıldırımın havayı aşırı derecede ısıtmasıyla, şimşek çevresindeki havanın
yaklaşık 20.000 °C sıcaklığa dönüştürülmesiyle üretilmektedir. Plazma, maddenin katı,
sıvı ve gaz olan üç halinden farklı olduğu için bazen maddenin dördüncü hali olarak da
adlandırılır.
Westinghouse Plasma Şirketi, kendi plazma meşale (torç) sistemleri ile plazma
oluşturmaktadır.
Meşalelerimizin
içinde
yıldırıma
benzer
elekrik
arkları
oluşturmaktayız ve bu arklar aracılığıyla havayı iterek plazma meydana getirmekteyiz.
5000 °C ısıya yakın sıcaklıktaki plazma kontrol edilmekte ve gazlaştırıcımızın içine
yönlendirilmektedir.
Plazma meşaleleri sofistike cihazlardır ama amaçları basittir: yüksek sıcaklık ısıtma
cihazlarıdırlar.
Genel Tanıtım
7
Confidential Information
4.2. Plazma Gazlaştırma Nedir?
Plazma gazlaştırıcı, plazma ile ulaşılabilen çok yüksek sıcaklıklarda çalıştırılan ve yoğun
oksijen kullanan bir reaktördür. Reaktörün içindeki ortamda oksijen bulunmadığı için,
gazlaştırıcının içindeki hammadde (atık, çöp) yanmamaktadır. Bunun yerine, ısı
hammaddeyi hidrojen ile karbon monoksit ve su gibi basit bileşenlere ayırmaktadır. Elde
edilen gaz ise sentez gazı ya da "sentetik gaz" olarak adlandırılmaktadır.
Belediye katı atığı da dahil olmak üzere birçok hammadde organik ve inorganik
bileşenler içermektedir. Organik bileşenler "sentez gaz"a dönüştürülmektedir. Cam,
metal ve beton gibi inorganik bileşenler ise reaktörün içinde erimekte ve alt bölümden,
güvenli bir şekilde agrega olarak kullanılabilecek, toksik olmayan, vitrifiye edilmiş ve
erimiş cüruf olarak çıkmaktadır. Gazlaştırma ve vitrifikasyon süreçlerinin daha ayrıntılı
ve teknik açıklamasına Bölüm 8'de yer verilmiştir.
Plazma meşale sistemlerinden gelen ısı ve gazlaştırıcıda nispeten uzun süreli kalma
süresi hammaddenin tamamen yok olmasını garanti eder ve yüksek nem içeren
hammadde ya da cam ve metal gibi yüksek düzeyde organik olmayan madde içeren
hammaddelerin işlenmesini sağlar.
Gazlaştırıcıda elde edilen sentetik gaz, toz (parçacık) ile civa gibi diğer istenmeyen
unsurları bulundurur; elektrik, ısı ve sıvı yakıtlar olmak üzere diğer enerji formlarına
dönüştürülmeye uygun hale getirilmek için bir temizleme işlemine tabi tutulur. Sentez
gaz temizleme işlemi, her bir projenin gereksinimlerini karşılamak için özel olarak
tasarlanmıştır. Fakat, özellikle evsel katı atığın hammadde olduğu birçok durumda
sengaz temizliği parçacık temizleme, kükürt giderme ve civa / ağır metallerin
ayıklanmasını içerecektir.
Genel Tanıtım
8
Confidential Information
Plazma gazlaştırma ile plazma olmayan gazlaştırma arasında bir temel fark vardır:
sıcaklık. Plazma olmayan gazlaştırıcılar 800 ve 900 °C arası sıcaklıklarda faaliyet
göstermektedirler. Westinghouse Plazma gazlaştırıcısının içindeki ısı ise 3000
°C'nin üzerine çıkmaktadır. Sentez gaz gazlaştırıcıdan 950 °C sıcaklıkta
çıkmaktadır. Cüruf ise gazlaştırıcıdan 1650 °C ısıda çıkmaktadır. Plazma
gazlaştırıcımızın içindeki yüksek sıcaklıklar, plazma olmayan teknolojilerin elde
edemediği bir durum olan, katranın tamamen imha edilmesi ile sonuçlanmaktadır.
Plazma olmayan gazlaştırıcılarda katranı gazlaştırıcının aşağı bölmesinden dışarı
atmak mümkün olmadığı için üretilen "sentez gaz"ın yararı oldukça sınırlıdır.
Hemen yakılabilir fakat sıvı yakıta dönüştürülmek için gaz türbinlerinde ve pistonlu
motorlarda kullanılamaz.
Westinghouse Plazma Gazlaştırma teknolojisinin yakma ve diğer gazlaştırma teknolojileri
ile daha ayrıntılı bir karşılaştırması Bölüm 5'te gösterilmiştir.
Özet olarak, Westinghouse Plazma Gazlaştırıcı katı belediye
atığı
gibi
zor
hammaddelerin, yüksek verimli gaz türbinleri ya da yeni nesil sıvı yakıt teknolojileri gibi
gelişmiş donanımlarda kullanılmaya uygun olan temiz "sentez gaz"a dönüştürülmesini
sağlar. Yakın gelecekte, gazlaştırıcımızdan gelen sentez gaz ile yakıt hücrelerine güç
sağlayacağımızı tahmin ediyoruz.
Westinghouse Plazma Şirketi hem plazma meşale sistemlerinde
hem de plazma gazlaştırmada uzmanlığa sahiptir.
Genel Tanıtım
9
Confidential Information
5. Westinghouse Plasma Gasification – Tarih ve Ticari Deneyim
5.1. Westinghouse Plasma Şirketinin ve Westinghouse
Plazma Teknolojisinin Tarihi
Westinghouse Plasma Şirketinin (WPC) plazma teknolojisi 30 yılı aşkın bir süre ve
Westinhouse'un 100 milyon Amerikan Dolarını aşan Ar-Ge bütçesine finansman sağlamasıyla
geliştirilmiştir. WPC teknolojisi ilk olarak Apollo uzay programında, uzay aracının atmosfere
5,500°C'nin (10,000°F) üzerindeki sıcaklıkta yeniden giriş koşullarını simüle etmek amacıyla
NASA ile işbirliği içinde geliştirilmiştir. 1983 ile 1990 yılları arasında Westinghouse ve Elektrik
Gücü Araştırma Enstütüsü (EPRI) parçalanmış hurda metallerin geri kazanılması için
plazma kullanan bir reaktör geliştirdi. 1988 ile 1990 yılları arasında Westinghouse,
gömülmüş kirli atıkları, PCB bulaşmış elektrik donanımı, transformatörler ve kapasitörler
ve çelik sanayisi atıkları da dahil olmak üzere tehlikeli atıkları işlemek için plazma
kubbesi teknolojisini genişletmiştir.
WPC, Hitachi Metals ile işbirliği içinde, plazma kubbe teknolojisinin katı belediye atığı
ve diğer atık maddelerin işlenerek, buhar ve elektrik üretilmesi amacıyla elektrik
santralinde kullanılabilecek "sentez gaz" üretilmesini doğrulamak için
1990'ların
ortasında bir pilot deneme programını ve Ar-Ge programını tamamladı. Pensilvanya
eyaletinin Madison şehrindeki WPC Plazma Merkezinde, değişken nem koşullarında
çeşitli malzemeler kullanılarak bir dizi test tamanlanmıştır. Bu testlerin başarısı,
Japonya'da Yoshii'de bulunan 24 ton/gün pilot ölçekte bir gazlaştırma tesisinin tasarım
ve montajı için teknik temeli oluşturmuştur.
Hitachi Metals ve WPC'nin ortak çabaları, Japon hükümetine, Yoshii WTE tesisinin
enerji üretimi için atık maddeleri güvenli ve ekonomik olarak gazlaştırmak amacıyla
plazma enerjisini kullanabildiğini göstermiştir. 2000 yılının Eylül ayında, Japon Atık
Araştırma Vakfı teknolojinin süreç sertifikasyonunu ödüllendirdi ve böylece
Westinghouse Plazma Gazlaştırıcı doğdu.
Yoshii’de öğrenilen dersler her ikisi de ticari operasyonuna 2002 ve 2003’de başlayan
Mihama-Mikata ve Utashinai Japonya’daki tam ölçekli tesislerde uygulanmıştır. Bu iki
Japon tesisinde elde edilen deneyim, 2009 yılında Hindistan Pune'da SMSL
tarafından yeni nesil gazlaştırıcı oluşturmak için kullanıldı. Bu tesiste, 40 farklı sektörden
gelen tehlikeli atıklar gazlaştırılmaktadır.
Daha yakın zamanda, Air Products Kuzeydoğu İngiltere'de inşa edilecek olan günlük
1.1 ton kapasiteli tesisi için Westinghouse'dan plazma gazlaştırıcı reaktör satın
almıştır.
Şekil 5.1 Westinghouse Plazma Şirketi'nin teknolojisinin ticari tarihini göstermektedir.
Genel Tanıtım
10
Confidential Information
Şekil
5.1 –Westinghouse Plazma Şirketinin Ticari Tarihi
Genel Tanıtım
11
Confidential Information
Çin’de kurulmuş olan GTS tıbbi atık dahil yakma fırını duman külü ve zararlı atığın bir
karışımını işleyecek olan bir plazma gazlaştırma tesisinin inşaatını 2014’ün başlarında
tamamlamıştır. Tesis halihazırda tasarım kriterlerine göre çalışmaktadır.
Aralık 2011’de Wuhan Kaidi Holding Investment Co., Ltd. (Kaidi) Wuhan, Çin’de yeni bir
teknoloji parkının inşaatına başlamıştır. Tesis WPC’den satın alınmış ve biokütleyi güç ve
sıvı yakıta çevirmek için işlemekte kullanılacak olan 150tpd’lik bir plazma gazlaştırma
tatbikat tesisi içermektedir.
5.2. Ticari Tesisler
Westinghouse Plazma teknolojisi üç ticari tesiste kullanılmaktadır. İki adet tesise de
monte edilmektedir. Aşağıda Tablo 5.1'de her bir tesisin özeti yer almaktadır. Her bir
tesise ilişkin daha ayrıntılı açıklama ilerleyen bölümlerde yer almaktadır.
Faaliyette Olan Tesisler
Konum
MihamaMikata
EcoValley
Maharashtra
Enviro
Power Ltd
(MEPL)
Shanghai
Chengtoun
(Şangay
Ekolojik)
Tees
Valley
Yenilenebili r
Enerji Tesisi
Bijie Şehri, Çin
Sunshine
Kaidi Enerji
Parkı
Mihama,
Utashinai,
Pune, India
Wuhan
Japan
Şanghay,
Jinagding, Çin
Tees
Japan
Valley,
England
,
Air Products
Wuha
n
Kaidi
600
Sahibi
Hitachi,
Muni and
Territory
Gov’ts
SMSIL
GTS
GES
Hubei,
Kapasite
(günlük
ton)
24
220
72
30
1000
150
MSW
Hammadde
20 tpd –
MSW
4 tpd –
kanalizasy on
çamuru
MSW
Çeşitli
Tehlikeli
Atklar
Tıbbi Atık /
Yakma Fırını
Duman Külü
Geri dönüşüm
yapılmış katı
belediye atığı
Karışı
k
Ahşa
p Atık
2016
İşletmeye
Alma
Tarihi
2002
2003
2009
Q1 – 2014 –
ticari
operasyonda
2014
Q4 - 2012
Elektrik –
Kombine
Çevrim
Çıktı ve
Isı- Kazanı
Güç Kazanı
Güç - Kazanı
Buhar ve Asal
(Çevre Dostu)
Cüruf
Güç –
Kombine
Çevrim
Etanol Katalitik
Bijie Şehri, Çin
Yapılan
dırma
Yeni Tesisler
Tablo 5.1 - Faaliyette Olan Tesislerin ve Yeni Tesislerin Özeti
Genel Tanıtım
13
Confidential Information
Mihama-Mikata,
Japonya
Mihama-Mikata tesisi, Mihama ve Mikata kasabalarından gelen günlük 20 ton katı
belediye atığı işlemektedir. Ayrıca günlük 4 ton da kanalizasyon çamuru işlemektedir.
Sentez gazı, kanalizasyon çamurunun gazlaştırılabilmesi için önce kurutulmasını
sağlayan ısı üretiminde kullanılmaktadır.
Mihama-Mikata tesisinden elde edilen tüm cüruf beton ya da kaldırım taşları için
yararlı bir şekilde agrega olarak kullanılmaktadır.
Tesis, tutarlı bir şekilde emisyon gereksinimlerini karşılamaktadır.
Şekil 5.2 – Mihama Mikata Plazma Gazlaştırma Tesisi
Genel Tanıtım
14
Confidential Information
EcoValley – Utashinai, Hokkaido, Japonya
Hokkaido adasının kırsal bir alanında bulunan Utashinai adlı küçük
kasabanın
yakınında bulunan EcoValley tesisi önceden geri dönüşüme tabi tutulmuş günlük 220
ton katı belediye atığı işleyebilmektedir. Tesiste her biri günlük 110 ton kapasiteli iki adet
gazlaştırıcı vardır.
Tesis, halen yeterli çöp olmaması nedeniyle kapasitenin altında çalışmaktadır.
WPC, tesisin operasyonel verisine ve işletme personeline erişim sağlama bakımından
şanslı olmuştur. Faaliyetlerinin ilk birkaç yılında tesisin işletmecisi olan Hitachi Metals,
gazlaştırıcıyı modifiye etmiş ve daha iyi duruma getirmiştir. Bu ticari deneyimle, WPC
tarafından üretilen ve Air Products tarafından satın alınan yeni nesil gazlaştırıcının
tasarımına dahil edilmiştir.
Tesis, tutarlı bir şekilde emisyon gereksinimlerini karşılamaktadır.
Şekil 5.3 – EcoValley Plazma Gazlaştırma Tesisi
Genel Tanıtım
15
Confidential Information
MEPL, Pune, Hindistan
MEPL tesisi, Hindistan'da 30'dan fazla sanayiden gelen tehlikeli atıkları işlemektedir.
Tesisin sahibi olan SMSIL, WPC'nin ortağıdır ve her iki şirket, birlikte Hindistan
pazarında plaszma gazlaştırma hizmetini sunmaktadır.
EcoValley tesisinde olduğu gibi, burada da WPC, operasyonel verilere ve tesisteki
işletme personeline erişim imkanına sahiptir. Ayrıca SMSIL, belirli WPC müşterilerinin
tesiste çeşitli pilot denemeler ve optimizasyon testleri yapmalarına izin vermektedir.
WPC'nin rakiplerine göre bir diğer üstünlüğü de, teknolojisinin verimliliğini hızlandırmak
için bu tür bilgilere erişim imkanının olmasıdır.
Şekil 5.4 – MEPL Tehlikeli Atık Plazma Gazlaştırma Tesisi
Genel Tanıtım
16
Confidential Information
5.3. Demo Tesisleri
WPC Ticari Demo Tesisi – Madison, Pensilvanya, ABD
Westinghouse Plasma Şirketi'nin Madison, Pennsilvanya, ABD yakınlarında sahip
olduğu ve işlettiği bir demo tesisi bulunmaktadır. Demo reaktörü 1984 yılında inşa
edilmiş olup, sayısız gazlaştırma testlerine ev sahipliği yapmıştır.
Pilot tesisimiz müşteriler için yapılan projelerin başarıyla tamamlanmasında kritik bir
unsurdur ve bu durum Westinghouse Plasma Şirketine rakipleri karşısında bir avantaj
sağlamaktadır. Müşterilerimizin projelerinde işlemeyi planladıkları hammaddeleri
gazlaştırma imkanına sahibiz. Gazlaştırma testleri, müşterilerin tesislerinin tasarımının
dengesi hakkında karara varabilmelerine yardımcı olan sentez gazı ve cüruf
kompozisyonu hakkında değerli bilgiler sunmaktadır. Ayrıca testler, müşterilerin
çevresel izinleri almaları için gerekli bilgileri sağlamaktadır. Air Products Şirketi, inşaat
halinde olan Tees Valley Yenilenebilir Enerji Tesislerinden daha iyi verim almak için
Madison'daki demo tesisimizde bir seri test yapmıştır.
Sentez gazı etanole çeviren teknolojinin sahibi olan bir diğer müşterimiz Coskata ise,
demonstrasyon tesisimizde iki yıldır sürdürdüğü başarılı testleri henüz bitirmiştir. WPC
Coskata'nın daha sonra etanole dönüştürdüğü sentez gazını elde edebilmek için hem
ahşap atıkları hem de katı belediye atığını gazlaştırmıştır.
Demo tesisimizde, aşağı yönlü gaz temizleme ekipmanı ve tekniğin geldiği son nokta
olan, gerçek zamanlı gaz bileşimi izleme monitörü bulunmaktadır. Her biri üzerinden katı
ya da sıvının gazlaştırıcıya beslemesinin yapılabildiği üç ayrı besleme sistemi vardır.
WPC, VMG simülasyon yazılımını kullanan ve tesisin dengesini de içeren tahmini
modelleme yeteneğine sahiptir.
WPC, demonstrasyon tesisinde, aşağıdakiler dahil olmak üzere geniş ölçekteki hammaddeyi
gazlaştırmıştır:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Katı belediye atığı
Elde edilen çöp yakıt
İnşaat ve hafriyat atıkları
PCB ile kontamine olmuş atık ve liman tortu çamuru dahil olmak üzere
tehlikeli atıklar
Atık su çamuru
Atık ahşap ve temiz talaş
Küspe
Topraktan kazılarak çıkarılmış depolama malzemesi
Lastikler
Otomatik Parçalama Artıkları
Ağır yağ
Yakma işleminden elde edilen kül
WPC, demo tesisinden elde edilen sonuçlar ve halen faaliyette olan tesislerden elde
ettiği deneyime bağlı olarak plazma meşale teknolojisini geliştirmeye devam etmektedir.
Genel Tanıtım
17
Confidential Information
Demon Tesisi
Islak Elektrostatik Çöktürücü
Yığın Torba Besleme Sistemi
Genel Tanıtım
Termal Oksitleyici
18
Kontrol Odası
Confidential Information
Demo Tesisi Turları ve Sunumlar
Genel Tanıtım
19
Confidential Information
Demo tesisi için işlem blok akış şeması Ek 1'de gösterilmiştir.
Japon Ticari Demo Tesisi - Yoshii
WPC ile ortak gelişim çabalarının başarısına dayanarak Hitachi Metals, Japonya'da
1999 yılında, Yoshii kasabasında günlük 24 ton kapasiteli bir demonstrasyon plazma
gazlaştırıcı tesisi inşa etmiştir. Hitachi Metals tesisi katı belediye atığı ile bir yıl
çalıştırmış ve Japon Atık Araştırma Vakfı'ndan (JWRF) sertifika almıştır.
JWRF sertifikasyonu ve İngilizce çevirisi Ek 2 ve 3'te yer almaktadır.
Hitachi Metals 'in Yoshii tesisindeki başarısı Japonya'da Mihama-Mikata ve Utashinai
ticari tesislerinde de başarı elde edilmesini desteklemiştir.
Genel Tanıtım
20
Confidential Information
5.4. İnşaat Halindeki Tesisler
Tees Valley Yenilenebilir Enerji Tesisi
Air Products, Tees Valley #1 Yenilenebilir Enerji Tesisinin inşaatını neredeyse
tamamlamıştır. Air Products tesis için bir G65 olan gaz haline dönüştürücüyü WPC’den
satın almıştır ve işletmeye alma 2014 için planlanmaktadır. WPC gaz haline dönüştürücüyü
iş sahasına 2013 başlarında teslim etmiştir.
Kasım 2013’te Air Products ilk projenin bitişiğinde inşa edilecek ve 2016’de ticari
operasyona girecek olan ikinci proje (Tees Valley #2) için bir G65 gaz haline dönüştürücü
satın almıştır. Air Products, Tees Valley #2 tesisinin inşaatına 2014 başlarında başlamıştır.
Her bir Tees Valley tesisi 1000 tpd önceden tasnif edilmiş MSW işleyecek ve kombine
çevrim güç adası konfigürasyonu kanalıyla elektrik üretecektir. Kombine çevrim güç adası
gaz türbini(leri), bir ısı geri kazanımı buhar jeneratörü ve bir buhar türbininin birleşimidir ve
gazı güce dönüştürmek için en etkili teknoloji olarak görülmektedir.
Güç adasından emisyonlar geleneksel doğalgazlı kombine güç çevrim santralinin
emisyonu ile hemen hemen aynı olacaktır. Air Products çevresel onayını İngiliz
hükümetinden almıştır.
Air Products'ın iş planları Tees Valley #1 ve #2 tesislerine benzer en az üç tesis geliştirmeyi
kapsamaktadır.
Air Products Tees Valley Tesisi için Konum– Kuzey Doğu İngiltere
Genel Tanıtım
20
Confidential Information
Tees Valley #1 İş Alanındaki Westinghouse Plazma Gaz Haline Dönüştürücü.
Genel Tanıtım
21
Confidential Information
Aşağıdaki resimler, Tees Valley Tesisi için Westinghouse Plasma Şirketinin imal
ettirdiği Malezya'dan gemiye yüklenen G65 reaktörünü göstermektedir.
Genel Tanıtım
22
Confidential Information
Üst soldaki resim destek yapısına yerleştirilmekte olan gazlaştırma reaktörüdür. Genel Tanıtım
23
Confidential Information
Wuhan Kaidi Ahşap Atık Tesisi
Aralık 2011’de çok büyük bir Çin enerji şirketi olan Wuhan Kaidi Wuhan, Çin’de yeni bir
teknoloji parkının inşaatına başlamıştır. Tesis WPC’den 150tpd’lik bir plazma gaz haline
dönüştürücü içermektedir. Kaidi tesisi biokütleyi güç ve sıvı yakıta çevirmek için işleyecektir.
Kaidi'nin iş planında, günlük 800 ton biyo kütleden büyük kapasitesi olan çok sayıda
tesis inşa etmek vardır.
Wuhan Kaidi Alanı, Wuhan, Çin
Genel Tanıtım
24
Confidential Information
GTS Tıbbi Atık / Yakma Fırını Duman Külü Tatbikat Tesisi
2014’te, bir Çin şirketi olan GTS Şanghay Jiangding’deki Shanghai Chengtoun’da
(Şanghay Ekolojik) bir tehlikeli atık tatbikat tesisinin inşaatını tamamlamıştır. Fabrika
Westinghouse Plazmalı şaloma sistemleri dahil Westinghouse Plazma reaktör tasarımını
kullanacaktır. Proje tıbbi atık ve yakma fırını duman külünün bir bileşimini işleyecektir ve
tıbbi atık ve bunun potansiyel çevresel tehlikeleri ve kamu sağlığı risklerinin etkin ve yeterli
tasfiye yönetimine odaklanmaktadır. Yakma fırını duman külü Çin’de artan bir tasfiye
sorunu olduğu için Çin Hükümeti için yüksek öncelikli bir çevresel kaygı haline gelmiştir.
Tesis mevcut bir yakma fırınının bitişiğinde yer almaktadır ve 30tpd’li tıbbi atık, yakma fırını
külü ve diğer zor ve tehlikeli besleme stokunu işlemek için tasarlanmıştır. Tesis işlem
tesisinin kalanının her yerinde kullanım için buhar üretecektir ve tehlikeli yakma fırını
külünü çevre dostu cürufa dönüştürecektir; bu da duman külü tasfiye maliyetini azaltarak
toplam randımanı artırmaktadır.
Entegre sistem esnektir ve atığın çevresel ve sağlı etkilerini en aza indirmek için yeniden
kullanım, geri dönüşüm, sterilizasyon ve atık gömme gibi birkaç atık kontrolü, arıtımı ve
tasfiyesi metoduyla ilgilenecektir.
Büyük Açılış Q1 2014’te yapılmıştır ve sayısız Çin ve Avrupa şirketi şimdiden tesisi ziyaret
etmiştir.
Westinghouse Plasma Corp. ve GTS Energy amacı tüm dünyadaki müşterilere duman külü
ve tehlikeli atık çözümü sunmak olan bir Ortak Geliştirme ve Pazarlama Anlaşması
yapmıştır. Anlaşmanın şartları altında:
Westinghouse Plasma Corp gaz haline dönüştürücü adası için tasarımlanmış
ekipman paketi sağlar
Westinghouse Plasma Corp plazma şalomalarını üretir ve sağlar
GTS Energy fabrikanın geri kalanını üretir ve entegre eder
Westinghouse Plasma Corp ve GTS çözümu küresel olarak ortaklaşa pazarlar
ve satar
The Westinghouse Plasma - GTS Energy anahtar tesli çözümü modüler, uygun maliyetli ve
uygulamasında esnektir.
Seçenek #1 – Atıktan Buhara
Sentez gazı basınçlı buhar oluşturmak için ikincil bir odada yakılır (300psig’de
(~8000lbs/saat)
Seçenek #2 – Atıktan Sentez Gaza
Sıcak sentez gazı bitişikteki yakma fırınına beslenerek yama fırınının çalışma
ısısını (potansiyel furan ve diyoksinleri yok etmeye yardımcı olarak) ve toplam
güç çıktısını artırır.
Seçenek #3 – Atıktan Güce
Sentez gazı bir türbine güç sağlamak için buhar üretilen ikincil bir odada yakılır
Genel Tanıtım
25
Confidential Information
GTS İş Sahası, Şanghay, Çin
Genel Tanıtım
26
Confidential Information
Bijie City Green Environmental Energy Limited (GES) Atıktan Enerjiye Tesisi
Şubat 2014’te Alter NRG Westinghouse Plazma Gazlaştırma Çözümü sağlama için Bijie
City Green Environmental Energy Limited (“GES”) ile anlaşmalar imzaladı. Projenin Bijie
Şehri, Çin’den belediye katı atığını kullanarak 15 MW elektrik üretecek, günde 600 tonluk
bir tesis olması beklenmektedir. Bu proje beklenen çevresel faydalardan dolayı resmi
olarak Guizhou’nun Vilayet Hükümeti tarafından kilit bir proje olarak tasarlandı.
Proje iş geliştirme ve çevresel izin verme kanalıyla istikrarlı bir şekilde ilerledi. Proje vilayet
onayı elde etti ve 2014’ün Q2’sinde (ikinci çeyreğinde) verilmesi beklenen Çin Halk
Cumhuriyetinin son onayını belemektedir. 2018’nın ortalarında olması beklenen ilk
faaliyete geçmeden sonra BGE tesisin kapasitesini ikinci bir gaz haline dönüştürücü ile iki
katına çıkarmayı düşünmektedir.
GES İş Sahası, Bijie, Çin Genel Tanıtım
27
Confidential Information
5.5. Bağımsız Kuruluşların Raporları
Westinghouse plazma gazlaştırma teknolojisi bağımsız sektör uzmanları tarafından
terknik olarak sağlam ve çevresel açından üstün atık dönüştürme teknolojisi olarak
incelemiş ve onaylanmıştır. Altı adet yoruma ait bir özet aşağıda yer almaktadır.
Şirket
Kimlik Bilgileri
WPC İnceleme Sonuçları
R.W. Beck dünya çapında
kamu ve özel altyapı
kuruluşlarına hizmet veren
teknik bazlı danışmanlardan
oluşan bir gruptur
RW Beck, WPC'nin plazma
gazlaştırıcı teknolojisini santral
güçlendirmesi ve katı belediye atığı
uygulamaları bakımından
incelemiş, hiçbir önemli teknik
sorun tespit edememiştir ve
"plazma teknolojisi organik
hammaddeleri gazlaştıran ve
kazan dairesinin yanması ile
uyumlu yakıt gazı üreten sağlam
bir yöntem gibi görünüyor" ve
"incelemede büyük tasarım
sorunları tespit edilmedi" gibi görüş
belirtmişlerdir.
AECOM'un bir birimi olan
ENSR, çevre ve enerji
geliştirme hizmetlerinde
küresel sağlayıcıdır
ENSR – AECOM'un tamamlamış
olduğu mühendislik incelemesi,
günlük 750 ton katı belediye atığı
işleyen Plazma Gazlaştırıcı
Kombine Çevrim WTE tesisi için
WPC'nin emisyon varsayımlarının,
Kuzey Amerika için belirlenmiş olan
limitlerin altında kalacağını
doğrulamaktadır. Rapor, atıkları
plazma gazlaştırıcı ile işlemenin
"kitle yakma işlemine göre emisyon
oranlarının önemli ölçüde düşük
seviyede" kalmasını sağladığını
teyit etmektedir.
AMEC, 30'dan fazla ülkede
bilimsel, çevre ile ilgili,
mühendislik ve proje
yönetimi desteği
sağlamaktadır.
AMEC/BDR, kombine çevrim,
muhar çevrim ve sentez gazı üreten
üç farklı tesis konfigürasyonları için
tam süreç akış şemaları ve CAPEX
(Yatırım Harcamaları) tahminlerini
içeren Temel Tasarım
Memorandumlarını tamamlamıştır.
Genel Tanıtım
28
Confidential Information
Golder Associates dünya
çapında jeoteknik / inşaat ve
çevre danışmanlık
hizmetleri vermektedir
Shimadzu Tekno Araştırma
sağlık, çevre, ürün ve
malzeme test piyasalarında
analitik araştırma hizmeti
sağlayıcısıdır
Juniper Danışmanlık, atık
yönetimi alanında
gelişmekte olan
teknolojilerin önde gelen
bağımsız analisti olarak
kabul edilmektedir
Golder, Utashinai ve MihamaMikata tesislerindeki emisyon
verilerini incelemiş ve mevcut
tesislerin Kuzey Amerika'nın
yanısıra Japonya için de
düzenlenmiş emüsyon sınırlarının
altında faaliyet gösterdiğini
doğrulamıştır
Shimadzu Tekno Araştırma,
Japonya'daki Mihama Mikata
plazma gazlaştırıcı tesisinden
altıkları cürufu test etmişlerdir. Bu
çalışmanın sonucu, vitrifiye cüruf
kompozisyonunun etkisiz kabul
edildiğini ve toprak ya da içme
suyu ile kontamine olmadığını
göstermiştir.
Juniper, Westinghouse Plazma
Gazlaştırıcı teknolojinin ve
Mİhama-Mikata ile Utashinai'daki
WTE tesislerinin ayrıntılı bir
incelemesini yapmıştır. Juniper bu
tesisleri, "dünyada katı belediye
atığının işlendiği yegane ticari
plazma gazlaştırma tesisleri olarak
tanıdığını belirtmiştir Juniper,
Alter NRG/Westinhouse Plazma
Gazlaştırma teknolojisini,
doğrudan rakiplerine göre kendisini
daha kanıtlamış olarak ve plazma
bazlı sistemlerin tasarım ve
tedarikinde Alter NRG'yi dünya
lideri olarak görür.
Westinghouse Plazma Şirketi, ürün sunumunu geliştirmek
ve
müşterileri için teknik riski en aza indirmek için ticari deneyimini
geliştirmeye devam eder.
Genel Tanıtım
29
Confidential Information
6. WPC Plazma Gazlaştırmanın Diğer Sistemlere Üstünlüğü
6.1. Westinghouse Plasma Gazlaştırma Teknolojisinin Faydaları /
Avantajları
Yönetilebilir Enerji ve Atık Bertaraf Geliri
Yalnızca katı belediye atığı ve benzer hammaddeleri işleyebilen tipik yakma
teknolojisinden farklı olarak, WPC plazma gazlaştırıcısı hem katı hem de sıvı olmak
üzere hemen hemen her hammaddeyi işleyebilir. Ayrıca, hammadde karışımlarını da
işleyebilir. Proje sahipleri, kalorifik değere ve boşaltma ücretine bağlı olarak doğru
hammadde karışımına karar verebilir ve gelir akışlarını optimize edebilirler.
Hammadde taşıma sistemlerinde bazı esneklikler olduğu müddetçe, plazma gazlaştırma
tesisi sahipleri tesisin ömrü boyunca yüksek atık boşaltma ücretlerinden faydalanmak
için hammaddeleri daha yüksek boşaltma ücreti olan hammaddelerle değiştirebilirler.
Birçok pazarda, plazma gazlaştırma, özellikle gaz türbinleri ve pistonlu motorlarla
kombinasyon halinde yeşil enerji teşvikleri için nitelendirilir. Air Products Şirketi Birleşik
Krallıkta, Tees Valley tesisinde üreteceği her MWh için iki adet
Yenilenebilir
Yükümlülüğü Sertifikası (ROCs) alacaktır.
Başlangıç ve Operasyonel Riski Azaltmak
WPC, Air Products’ın Tees Valley projesinde dördüncü nesil gazlaştırıcısını kuracaktır.
Normalde ilk nesil teknolojinin kullanımı ile ilgili konular tecrübe edilmiş ve çözülmüştür.
WPC'nin doğrudan rakiplerinin çoğu henüz teknolojilerini ilk ticari tesislerine
kuramamışlardır. WPC'nin Japonya'daki Hitachi Metals EcoValley tesisi gibi önceki
tesislerdeki işletmeye alma ve operasyon deneyimleri, daha kısa süreli işletmeye alma
ve faaliyetin ilk yılında müşteriler için daha yüksek kullanılabilirlik olarak sonuç
doğuracaktır.
WPC, Tees Valley ve Kaidi tesislerinin faaliyete geçmesi ile birlikte işletmeye alma ve
operasyonel tecrübe kazanmaya devam edecektir.
İzin Zamanını ve Giderleri Azaltma
WPC teknolojisi, bir kombine çevrim ve pistonlu motor uygulamasında, Air Products
Şirketinin Birleşik Krallık hükümetinin Çevre Ajansından çevre izin belgesi almasıyla da
kanıtlandığı üzere, AB'nin Atık Yakma Direktifi'ndeki hükümlerin gereğini yerine
getirecektir. Ayrıca, teknoloji Gelişmiş Termal Muamele (ATT) olarak nitelendirilir ve
böylece Gelişmiş Termal Muamele olmayan yakma gibi teknolojilere karşı ayrıcalıklı
muameleye tabi tutulur.
Genel Tanıtım
30
Confidential Information
Üstün Çevresel Performans
Plazma gazlaştırmanın çevresel etkileri aşağıdaki hususlar içerir:
• düşük emisyonlar
• Yan ürünlerin faydalı kullanımı ve sonuçta depolanacak malzeme
miktarında bir azalma
• Düşük sera gazı izi
Bunların her birisi ilerleyen bölümlerde anlatılacaktır.
Düşük Emisyonlar
Bir plazma gazlaştırma çevrim santrali veya pistonlu motor tesisi emisyon açısından bir
yakma tesisinden tamamen farklıdır. Yakma teknolojisi enerji oluşturmak için kelimenin
tam anlamıyla katı belediye atığını yakarken, WPC'nin teknolojisi, katı belediye atığı,
sentez gazın da iki temel yapıtaşı olan hidrojen ve karbon monoksitin de dahil olduğu
moleküler bileşenlerine ayırmak için aşırı ısı kullanmaktadır. Kombine çevrim ya da
pistonlu motor uygulamasında sentez gazı doğal gaz benzeri özelliklere sahip oluncaya
kadar temizlenir. Gaz türbininde ya da pistonlu motorda güç üretmek için yakılan bu
temiz sentez gazdır. Bu tür bir tesisten kaynaklanan emisyon, doğal gaz yakıtlı enerji
santraline çok benzer olacaktır.
Bir plazma gazlaştırma kombine çevrim santrali ve bir yakma tesisi arasındaki
emisyonların karşılaştırılması için Tablo 6.3'e bakınız.
Sentez gazı temizlenme sonrasında aşağıdaki özelliklere sahip olabilir. Gerekirse daha
katı özellikleri de karşılanabilir.
Özellikler
Kükürt
< 200 ppmw
Alkali Metaller
< 1 ppmw
Volatil Metaller
< 1 ppmw
Halojenle
< 1 ppmw
Partükül Madde
< 20 ppmw
7-12 MJ/Nm3
Sentes Gazı Kalori Değeri
Tablo 6.1 – Temizleme Sonrası Sentez Gazı Özellikleri
Bir küresel enerji ve çevre geliştirme hizmetleri şirketi olan ENSR/AECOM, şu
değerlendirmeyi yapmıştır
Genel Tanıtım
31
Confidential Information
WPC'nin günlük 750 ton kapasiteli plazma gazlaştırıcı tesisi " bir yandan tekniğin
gelinen son gelişmişlik durumunda emisyon kontrolü sağlanırken, normalde toprağa
gömülecek olan tüketici sonrası atık akımlarından önemli yenilenebilir enerji
üretilmesi gibi bir sonuç doğuracaktır:
• Kükürt dioksit (SO2)
• Hidrojen klorür (HCl) ve hidrojen florür (HF) gibi asit gazlar
• Azot oksitleri (NOx)
• Civa (Hg)
• Civa olmayan ağır metaller içeren partiküller (PM, PM10 and PM2.5)
• Dioksinler, furan ve poli aromatik hidrokarbonlar içeren uçucu organik
bileşikler (VOC)
“Bunlar, çöpten enerji elde etme sektöründe yoğun olarak kullanılan geleneksel
kitlesel atık yakma veya çöpten yakıt elde etme işlemlerine göre oldukça düşük
emisyona sahiptirler. Katı belediye atığını katı çöp depolamadan (güçlü sera gazı
etkisi yaratan metanın oluştuğu yer) alıkoymak, CO2 eşdeğeri sera gazları
emisyonunda net ve önemli bir düşüş sağlayacaktır. Önerilen hammadde stokları
tüketici sonrası akımlar olduğu için proje, yenilenebilir ve sürdürülebilir temiz bir enerji
kaynağını temsil eder.”
Faydalı Yan Ürünlere Karşı Alt Kül ve Uçucu Kül
Bir WPC gazlaştırma tesisi yan ürün olarak vitrifiye edilmiş cüruf üretir. Cüruf atıldır ve
bunu agrega olarak diğer uygulamalarda kullanmak güvenlidir. Cüruf, toprak veya içme
suyuna kontamine olmaz. Mihama Mikata tesisindeki cüruf JLT-46, NEN-7341 ve TCLP
analizleri de dahil olmak üzere birçok standarda göre test edilmiştir. Bu testler, iki
bağımsız laboratuar olan Shimadzu Techno-Research Şirketi ve ALS Laboratory Group
tarafından yapılmıştır. Sonuçlara göre Mihama-Mikata'dan elde edilen cürufun
bileşenlerinin test tespit limitlerinin altında olduğu ve cürufun liçsiz olduğu kabul
edilmiştir. Aşağıdaki tabloda, JLT-46 testlerinden bazılarının sonuçları yer almaktadır:
Liçsiz Vitrifiye Cüruf: Mihama Cürufu JLT-46 Sonuçları
Ağır Metal
Arsenik
Birim
mg/L
Yöntem
Tespit Sınırı
Cürufun Ortalama
Ölçülen Değeri
0.001
JLT-46 Sınırı
< 0.001
0.01
0.01
Kadmiyum
mg/L
0.001
< 0.001
Krom VI
mg/L
0.005
< 0.005
0.05
Kurşun
mg/L
0.001
< 0.001
0.01
Merkür
mg/L
0.0001
< 0.0001
0.005
Selenyum
mg/L
0.001
< 0.001
0.01
Notlar:
1) mg/L – milyonda bir parça
2) JLT - 46 Shimadzu Techno Research Şirketi tarafından Mihama Mikata cüruf
örnekleri üzerinden yapılan test.
Tablo 6.2 –JLT Cüruf Testleri Sonuçları
Genel Tanıtım
32
Confidential Information
Mihama Mikata tesisinden gelen cürufun yüzde yüzü beton ürünler için agrega olarak
kullanılmaktadır.
Bir WPC plazma gazlaştırma tesisi aynı zamanda sentez gazdan, gazlaştırıcının altına
doğru aşağı yönlü olarak çıkarılan partikül üretir. Bununla birlikte, partikül gazlaştırıcının
içine yok edilmek üzere tekrar gönderilebilir ve böylece bertaraf edilmesi gereken bir
yan ürün olmaz.
Yakma tesisleri, cüruf yerine taban külü ve uçucu kül üretirler. Uçucu külün özel olarak
imha edilmesi gerekir ve birçok yerde tehlikeli atık olarak kabul edilir.
Partükülün tekrar gazlaştırıcının içine geri gönderildiği varsayıldığında, bir WPC plazma
gazlaştırıcı tesisine giren materyalin yalnızca % 2-4'lük bir bölümünün depolanmak
üzere gönderilmesinin gerekecektir. Buna karşılık, bir insineratördeki yakılmış atığın
%20-30'luk kısmının depolanmak üzere gönderilmesi gerekmektedir.
Düşük Sera Gazı İzi
Bağımsız bir danışmanlık firması olan Bilimsel Sertifikasyon Sistemleri ("SCS") 2010
yılında, plazma gazlaştırıcı kombine güç tesisinin, yakma tesisinin geldiği en son
aşamanın ve toprağa depolamadan enerji elde eden bir tesisin kullanım ömrü boyunca
sera gazı emisyonlarını karşılaştırmıştır.
Raporlarında SCS şunları belirtmektedir:
“ Bu analiz sonuçları göstermektedir ki, Plazma Gazlaştırıcı Kombine Çevrimi
(“PGCC”) sistemi atık imhası için değerlendirilen sistemler arasında en az sera gazı
emisyonunu sağlamaktadır.”. Şekil 6.1'da, SCS çalışmasından, her üç senaryo için
sera gazı emisyonlarının karşılaştırılmasına ilave olarak, da kombine çevrimde doğal
gazın tesiste ateşlenmesi sonucu oluşan gaz emisyonları da karşılatırmaya tabi
tutulmuştur.
SCS çalışması ayrıca, yaşam döngüsü boyunca sera gazı emisyonlarının her
tesiste neredeyse doğal gaz kombine çevrim santralinin durumu ile hemen hemen
aynı olduğu sonucuna varmıştır.
Düşük emisyon, depolanması gereken düşük katı atık miktarı ve azalan sera gazı
emisyonları, plazma gazlaşmasının her alanda daha iyi çevresel performansa sahip
olduğunu göstermektdir.
Genel Tanıtım
33
Confidential Information
Notlar:
1) Dört adet güç üretim opsiyonu için yirmi yıl birikmiş GHG yüklenmektedir.
2) Sonuçlar 1,000,000 MWh temelinde karşılaştırıldığında.
3) Kuzeydoğu Güç Koordinasyon Konseyi bölge. Y-eksenindeki sıfır, bölgede 1
milyon MWh başına güç tesislerindeki ortalama sera gazı emisyonunu temsil
etmektedir.
Şekil 6.1 –SCS Yaşam Döngüsü Sera Gazı Emisyon Çalışmaları Çalışmasının Sonuçları
6.2. Westinghouse Plazma Gazlaştırıcısının
Arıtma Alternatifleriyle Karşılaştırılması
Diğer
Termal
Yakma ile Karşılaştırma
Tablo 6.3, katı belediye atığının arıtılmasında Westinghouse plazma gazlaştırıcısının
yakmaya göre sayısız yararlarını ayrıntılandırmaktadır.
Genel Tanıtım
34
Confidential Information
Westinghouse Plazma Gazlaştırma
Hammadde
Esnekliği
Hamaddeleri karıştırma yeteneği
• katı belediye atığı
• Endüstriyel Atık
• Ticari ve Endüstriyel Atık
• Tehlikeli Atık
• Lastik Atık
• Biyokütle Yakıtlar (ahşap atık
gibi)
katı belediye atığı
ve diğer yaygın atık
akımları
Üretilen Yakıt
Sentetik Gaz (Karbon Monoksit
ve Hidrojen)
Uygulanamaz
Son Ürün
Fırsatları
• Doğalgaz ve Fuel Oil için ikame
•
•
•
•
•
•
•
yakıt
Buhar döngüsü üzerinden güç
Kombine Çevrim veya Pistonlu
Motorlar ile güç
Yakıt hücreleri ile güç (gelecekte)
Proses Buhar
Sıvı Yakıtlar (etanol, biyodizel)
Hidrojen
Gübre Bileşikleri
Genel Tesis
Verimliliği
Kombine Çevrim Süreci: 1 ton katı
belediye atığı, kombine çevrim
yapılandırması aracılığıyla 1000
kWh elektrik üretme yeteneğine
sahiptir.
Emisyonlar
Kombine Çevrim Süreci:
• Azot Oksit (NOx): <36
ppmvd
• Kükürt Dioksit (SO2): <1.05
ppmvd
• Civa (Hg): <1.4 μg/dscm
Dioksinler ve
Furanlar
Yüksek çalışma sıcaklığı
(>1000°C) , oksijenden yoksun bir
ortamla bağlantılı olarak
hammadde içinde mevcut
olabilecek dioksin/furan'ı yok eder
ve dioksin/furan oluşma
potansiyelini ortadan kaldırır.
Sengaz'ın su ile bastırma işlemiyle
hızlı soğutulması, dioksinlerin ve
furanların de-novo sentezini önler.
Genel Tanıtım
30
Yakma
Buhar döngüsü
üzerinden güç
Buhar Süreci
Steam Cycle Process: 1
ton katı belediye atığı,
500-650 kWh arası
elektrik üretmektedir.
• Azot
Oksit
(NOx): 110-205
ppmvd
• Kükürt Dioksit
(SO2): 26-29 ppmvd
• Civa (Hg): 28-80
μg/dscm
Oksijen, klorin ve partikül
varlığı, dioksin ve
furanların oluşumu için
uygun koşulları yaratır.
Confidential Information
Yan-ürün
Etkisiz, tehlikesiz ve liçli olmayan
camsı cüruf, agraga inşaat ürünü
ya da kaya yünü gibi satılabilir
Tehlikeli uçucu kül ve
yıkama kalıntıları artı
yakma taban külü
Sentez gaz temizlenmesi sırasında
elde edilen partikülün çoğu geri
dönüştürülebilir
Table 6.3 – Westinghouse Plazma Gazlaştırmaya karşı Yakma
Diğer Plazma Gazlaştırma Teknolojileri ile Karşılaştırma
Westinghouse Plazma Gazlaştırma
Diğer Plazma Teknolojileri
Referans Ticari
Tesisler
Üç adet referans tesis. Yapım
aşamasında iki tane daha tesis
vardır.
Çoğunun referans ticari
tesisi yoktur.
Operasyonel
Deneyim
On yıldan fazla.
Bazı rakiplerin küçük
demo tesislerindeki
tecrübesi haricinde, yoktur.
Demo Tesisi
Evet, günlük 50 tona kadar
Bazı rakiplerin demo tesisi
vardır. Bazıları laboratuar
ölçeğindedir.
Bazılarının demo tesisi
yoktur.
Plazma
Gazlaştırıcı
Tasarımı
Basit tek reaktör tasarımı
Rakiplerin çoğunun çok
aşamalı tasarımı vardır.
Plazma Meşale
Teknolojsi
30 yıllık deneyim. Westinghouse
Plazma Şirketine aittir ve bu
şirket tarafından geliştirilmiştir.
Satın alınmalıdır. Plazma
meşalelerinde hiçbir
uzmanlık yoktur.
Ölçek
Tek bir kanalda günlük 1000 tona
kadar. Sürekli besleme.
Bazı rakipler için günlük
150 tona kadar. Bazı
rakipler toplu besleme
kullanmaktadırlar.
Table 6.4 – Westinghouse Plazma Gazlaştırmaya karşı Diğer Plazma Teknolojileri
Genel Tanıtım
31
Confidential Information
Plazma Olmayan Gazlaştırma Teknolojileri ile Karşılaştırma
Westinghouse plazma gazlaştırmanın plazma olmayan gazlaştırma teknolojilerine göre
üstünlükleri, teknolojimizin yakmaya göre üstünlükleri ile oldukça benzer niteliktedir.
Plazma Olmayan Gazlaştırma
Teknolojileri
Westinghouse Plazma Gazlaştırma
Sentez Gaz
Kalitesi
Katransız sentez gaz; gaz
türbinleri, pistonlu motorlar, sıvı
yakıt teknolojileri ve yakıt
hücrelerinin gerektirdiği özellikler
için temizlenmeye uygundur.
Sentez gaz
temizlenmeden önce
hemen yakılmalıdır.
Hammadde
Esnekliği
Aşağıdaki hammaddeler
karıştırılabilmektedir:
• Katı belediye atığı
• Endüstriyel Atık
• Ticari ve Endüstriyel Atık
• Tehlikeli Atık
• Lastik Atık
• Biyokütle Yakıtlar (ahşap atık
gibi)
Katı belediye atığı
dışındaki atıkları sınırlı
işleme yeteneği.
Nihai Ürün
Fırsatları
• Doğalgaz ya da akaryakıt için
ikame yakıt
• Buhar döngüsü ile güç
• Kombine Çevrim ya da
Piston Motorlar ile güç
• Yakıt Hücreleri ile güç
(gelecekte)
• Buhar süreci
• Sıvı yakıtlar (etanol, biyodizel)
• Hidrojen
• Gübre Bileşikleri
Yan Ürün
Etkisiz, tehlikesiz ve liçli olmayan
camsı cüruf, agraga inşaat ürünü
ya da kaya yünü gibi satılabilir
Sengaz temizlenmesi sırasında
elde edilen partikülün çoğu geri
dönüştürülebilir
Düşük sıcaklıklar
hammadde esnekliğini
sınırlamaktadır.
Buhar döngüsü ile güç
Buhar süreci
Yakmaya benzer - tehlikeli
uçucu kül ve yıkama
kalıntıları artı yakma taban
külü
Table 6.5 – Westinghouse Plazma Gazlaştırmaya karşı Plazma Olmayan Teknolojiler
Genel Tanıtım
32
Confidential Information
Westinghouse Plazma Şirketinin teknolojisi gelirleri artıracak,
oeprasyonel riskleri düşürecek ve diğer teknolojilere göre
üstün
çevresel performans sağlayacaktır. Referans ticari tesisleri olan tek
firma biziz - üç adet faal tesis ve iki adet yapım aşamasında tesis
mevcuttur.
Genel Tanıtım
33
Confidential Information
7. Gazlaştırıcı Modelleri ve Gazlaştırma Tesisi Kapasiteleri
7.1. Westinghouse Plasma Gazlaştırma Modelleri
WPC'nin üç standart boyutta plazma gazlaştırıcısı vardır. Tablo 7.1'de her bir model için
tipik kapasite ve diğer bilgiler yer almaktadır.
Gazlaşt
ırıcı
Modeli
G65
W15
Kapasite (günlük ton)
Hammad
de
Düşük
Yüksek
ÜflenenOk
sijen
Düşük
Yüksek
540
620
1000
1000
Teh. Atık
430
720
830
1000
Kat.Bel.At.
120
140
240
290
100
160
190
300
40
50
80
100
30
50
60
100
Kat.Bel.At.
Teh. Atık
Kat.Bel.At.
P5
Üflenen Hava
Teh. Atık
Boyutlar
(metre)
Üretilen
Sengaz
3
(N
hr)
m /
Üst
Ça
p
Alt Çap
65,000
9
4
15,000
6
2.5
5,000
4
2
Kanal
Yüksek
liği
24
15
10
Kurulu
Yükseklik
30
18
13
Notlar:
1) Katı Belediye Atığı kalorifik değeri (C.V.) aralığı: 9.3 - 14.0 MJ/kg (4000 - 6000 Btu/lb) HHV
bazında
2) Tehliekli atık C.V. aralığı: 14.0 - 23.3 MJ/kg (6000 - 10,000 Btu/lb) HHV bazında
3) Sentes gaz çıkış flanşı için alt zemin. Havalandırma kanalı yüksekliği projeye özgü olduğu
için hariç tutulmuştur.
Tablo 7.1 – Gazlaştırıcı Özellikleri
Genel Tanıtım
34
Confidential Information
7.2. Gazlaştırıcı Modeli ile Enerji Üretimi
WPC teknolojisi fosil yakıtları ikame etmek için elektrik, sıvı yakıtlar, ısı ya da sengaz
üreten tesislerde kullanılabilir. Tablo 7.2 katı belediye atığı işleyen WPC gazlaştırma
tesisinden beklenebilecek enerji üretimine ilişkin bazı temsili örnekler sunmaktadır.
Kapasite
(katı
belediye
atığı
günlük
ton)
Gazlaştırıcı
Modeli
G65
W15
P5
1000
290
100
Üretilen
Sengaz
3
(NM /hr)
Sengaz
Kimyasal
Enerji,
HHV
(GJ/yıl)
Kombine
Çevrim
Santrali
(MW brüt ve
net)
FT Sıvılar
BPD / BPY
65,000
4,100,000
58 / 39
785 / 287,000
15,000
976,000
14 / 9
188 / 68,000
5,000
323,000
4.5 / 3
62 / 23,000
Fosil Yakıt
İkamesi
(bbls/yıl)
670,000
160,000
50,000
Notlar:
1) 14 MJ/kg (6000 Btu/lb) HHV bazına göre
Tablo 7.2 –Gazlaştırıcı Modeli ile Tipik Enerji Üretimi
Bir WPC gazlaştırma tesisinin gerçek üretim çıktısı, kullanılan hammaddeye ve tesisin
fiili yapılandırmasına göre değişmektedir.
Gazlaştırıcılar, herhangi bir ihtiyaca göre kapasitesini uyumlulaştıracak bir tesis
oluşturmak için paralel olarak kurulabilir.
Genel Tanıtım
35
Confidential Information
8. Westinghouse Plasma Şirketi Tedarik ve Destek Servisi
Westinghouse Plazma Şirketinin uzmanlığı plazma gazlaştırıcı ve bunun alt sistemleridir
(Bölüm 9'da daha detalı olarak açıklanmıştır). WPC müşteri için plazma gazlaştırıcıyı
tasarlayacak, imal edecek ve teslim edecektir.
Bazı müşteriler WPC'den sadece plazma gazlaştırıcıyı almak isterken çoğu müşteri
komple bir çözüm istemektedir. WPC, bir plazma gazlaştırma tesisinin tamamını, küresel
bir mühendislik, tedarik ve inşaat (“EPC”) ortağı ile uyum içinde tasarlayabilir ve inşa
edebilir.
Her bir plazma gazlaştırma tesisi kendine özgüdür. Yine WPC, bir mühendislik, tedarik
ve inşaat (“EPC”) ortağı ile uyum içinde, müşterilerine tüm proje geliştirme sürecinde
teknik ve işletme desteği sağlayabilir. Erken aşamalarda fizibilite çalışması yapabiliriz
ve sonraki aşamada detaylı düzeyde bir mühendislik hizmeti sağlayabiliriz (örneğin - Ön
Baştan Sona Mühendislik Tasarımı (Front End Engineering Design) and Baştan Sona
Mühendislik Tasarımı (Front End Engineering Design)). WPC ayrıca, işletmeye alma
desteğini de yerinde sağlamaktadır.
WPC'nin yetenekli ve deneyim bir teknik ekibi vardır. Rakiplerimizin aksine, plazma
gazlaştırıcıları tasarladık ve işletmeye aldık. Onlarca ya da yüzlerce milyon dolar yatırım
yapmakta olan bir müşteriye doğru bir şekilde destek olmanın ne olduğunu biliyoruz.
WPC, plazma gazlaştırıcının performansına ilişkin garanti vermektedir. EPC ortaklarımız
komple tesis için performans garantisi verebilmektedirler.
Genel Tanıtım
36
Confidential Information
9. Tipik Plazma Gazlaştırma Tesisi
9.1. Giriş
Bu bölümde, katı belediye atığını hammadde olarak kullanan entegre
plazma
gazlaştırma kombine çevrim santralini (IPGCC) oluşturan sürecin
başlıca yapı
yaşlarının bir özetini sunmaktadır. Air Products Tees Valley Yenilenebilir Enerji tesisi bir
IPGCC olarak yapılandırılmıştır. Bu çalışmanın önceki bölümlerinde açıklandığı üzere,
plazma gazlaştırma, sonrasında yakıt hücreleri ya da pistonlu motorlar gibi teknoloji
platformları aracılığıyla güce veya sıvı yakıtlara dönüştürülmek üzere sengaz üretiminde
kullanılabilir.
Tüm bu uygulamalar için, tesisin, atıkları işleme ve temiz sentez gaz üretmeye yönelik
olan büyük çoğunluğu, oldukça benzer nitelikte olacaktır.
Şekil 9.1 bir IPGCC tesisi için işlemin yapı taşının akım şemasını göstermektedir.
9.2. Tesis Sürecinin Özeti
Katı belediye atığı birkaç günlük atık depolama kapasitesi olan tesise gönderilir. Katı belediye
atığı ile aynı zamanda gazlaştırıcıya gönderilen diğer iki malzeme olan kok kömürü ve akış
malzemesi tesise aynı zamanda gönderilir. Akış malzemesi genelde ezilmiş kireçtaşıdır
ve gazlaştırıcı içinde uygun cüruf akışını sağlamak amacıyla kullanılır. Kok kömürü
reaktör içindebir yatak oluşturur. Kok kömürü kullanımı evsel atığa (katı belediye atığı)
göre kütle olarak genellikle 1:25 oranındadır. Kütle olarak akış malzemesinin oranı ise
0:25 ile 2:25 arasında değişir.
Bu üç madde, hammaddeyi gazlaştırıcıya taşıyan ortak taşıyıcı üzerinde ölçeklendirilir.
Katı belediye atığının büyüklüğüne bağlı olarak, taşıyıcıya yerleştirilmeden önce, yaklaşık
olarak 15 cm'den küçük halde parçalanmış olması gerekmektedir.
Gazlaştırıcının içinde katı belediye atığının organik bölümü sentetik gaza (sengaz)
dönüştürülür. Sengaz, gazlaştırıcıdan iki hava deliği aracılığıyla yaklaşık 850°C
sıcaklıkta çıkmasını takiben, gazlaştırıcının tepesinden gelen püskürtme suyu ile
soğutulur.
Katı belediye atığı metalik ve kül içeriği, gazlaştırıcının altındaki deliklerden akan erimiş
cürufu oluşturur. Cüruf, gazlaştırıcıdan çıkışını müteakip soğutulur ve granül haline
getirilir. Elde edilen camsı granüller müşterilere satılmak ve nakliyesi sağlanmak üzere
kamyonlara yüklenir.
Gazlaştırıcı, reaktörün içindeki iç ısının inorganik maddelerin tamamen sengaza
dönüştürülmesini ve tüm inorganik
maddelerin
eritilmesini
sağlamaya
yeterli
olduğundan emin olmak için, Westinghouse plazma meşale sistemleri ile donatılmıştır.
Genel Tanıtım
37
Confidential Information
Şekil 9.1 Bir IPGCC Tesisi için İşlemin Yapı Taşının Akım Şeması
Genel Tanıtım
38
Confidential Information
Sengaz yakıcı venturi soğutucu ve yıkama sistemi aracılığıyla soğutulur ve sonra sulu
elektrostatik çökeltici (WESP) üzerinden ilerler. Venturi soğutucusunun ve WESP'in
temel amacı, sengazın içine giren partikülleri ayırmaktır. Soğutulmuş ve partiküllerinden
ayrışmış sengaz klor, kükürt, kurşun, kadmiyum, civa ve çinkodan ayrıştırılmak için çeşitli
temizleme işlemlerine tabi tutulur. Orta düzey sıkıştırma ve soğutma aşamaları gazdaki
nemi gidermektedir.
Temiz sengaz daha sonra çok kademeli bir kompresörde sıkıştırılır ve elektrik enerjisi
üretmek için gaz türbinine yönlendirilir. Türbin baca gazı, ısı geri kazanımlı buhar
jeneratörü (“HRSG”) tarafından geri kazanılır. HRSG'den gelen buhar ise toplanıp bir
araya getirilir ve enerji üretmek için çok kademeli buhar türbinine gönderilir.
Alternatif olarak, temizlenmiş sengaz pistonlu motorlarda güç üretmek için kullanılabilir veya
mevcut dönüşüm teknolojileri kullanılarak sıvı yakıtlara dönüştürülebilir.
9.3. IPGCC Tesisi Girdi ve Çıktıları Örnekleri
Şekil 9.2, günlük 1000 ton katı belediye atığı işleyen IPGCC tesisinin girdi ve çıktılarına
ilişkin örnek sağlamaktadır.
Şekil 9.5'te gösterildiği üzere, günlük 1000 ton katı belediye atığı işleyen bir IPGCC
tesisi yaklaşık 49 MW enerji üretecektir. Ayrıca, agrega olarak satılabilir nitelikte günlük
250 ton cüruf üretecektir. İlave olarak günlük üretilecek 20 ton kaba partikül ise tekrar
gazlaştırıcıya gönderilebilecektir. Kadmiyum ve civa gibi unsurları içeren günlük 20 ton
ince partikül ise uygun şekilde imha edilmelidir. Diğer bir deyişle, günlük 1000 ton katı
belediye atığı işleyen bir IPGCC tesisi, yalnızca günlük 20 ton, uzun vadede imha
gerektiren artık üretecektir. Günlük kalan 980 ton ise elektrik ve diğer faydalı ürünlere
dönüştürülür.
Genel Tanıtım
39
Confidential Information
Genel Tanıtımi
40
Confidential Information
Şekil 9.2 – Günlük 1000 tonluk IPGCC Tesisi için Girdiler ve Çıktılar
Genel Tanıtımi
41
Confidential Information
10.
Bir plazma gazlaştırma tesisinin ekonomisi çeşitli faktörlerin fonksiyonudur. WPC, proje
geliştirmenin ilk evrelerinde müşterilere yardımcı olmak kullandığımız için özel bir
ekonomik modelleme platformu (“WPC Kapsam Belirleme Modeli”) oluşturmuştur.
WPC Kapsam Belirleme Modeli müşterilerin, aşağıda belirtilmiş olan birçok varsayımın
değişen etkilerini değerlendirmelerini sağlamaktadır:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Örnek Tesis Ekonomisi
Tesis kapasitesi
Hammadde türü (katı belediye atığı), atıktan türetilmiş yakıt, lastikler, elektrikli
atıklar,otomatik öğütücü atıkları vs.)
Kapı ücretleri (atık döküm ücretleri)
Hammadde ve kapı ücretlerinin kombinasyonları
Enerji fiyatları ve/veya sıvı yakıt fiyatları
Tesis yapılandırması (kombine çevrim, pistonlu motorlar, sıvı yakıtlar, vs.)
Tesis personeli için işgücü oranları
Yenilenebilir enerji teşvikleri
Faiz oranları
Borç ve özkaynak düzeyleri
Belli bir coğrafyaya özgü kurulum faktörleri
Öngörülmeyen Durum Faktörü
WPC Kapsam Belirleme Modelinin çıktıları şunları içerir:
•
•
•
•
Tahmini yatırım maliyeti
Tahmini faaliyet giderleri
Getirinin içverim oranı
Özkaynak getirisi
WPC Kapsam Belirleme Modeli, sadece gösterge sermaye maliyeti tahminlerini ve
proje getirisini sağlar. Amacı, nihai maliyet ve getiri sağlamak değildir. Proje
geliştirmenin ilk evrelerinde "senaryo analizleri"ni çalıştırmak için mükemmel bir araçtır.
Genel Tanıtım
42
Confidential Information
Ek 1 – Demo Tesisi Süreç Yapı Taşı Akış Şeması
Niiteliklerin Özeti
43
Confidential Information
Ek 2 – Japon Atık Araştırma Vakfı
Sertifikasyonu (Japonca)
Genel Tanıtım
Confidential Information
N
Genel Tanıtım
Confidential Information
Ek 3 – Japon Atık Araştırma Vakfı Sertifikasyonu (İngilizce
Tercümesi)
Genel Tanıtım
Confidential Information
N
Genel Tanıtım
Confidential Information
© Copyright 2024 Paperzz
