Malindzakova_et_al_PCh 08_2015

Marcela Malindzakova*, Martin Straka, Andrea Rosova, Maria Kanuchova, Peter Trebuna
Technical University of Košice, Slovakia
Modeling the process for incineration of municipal waste
Modelowanie procesu
spopielania odpadów komunalnych
DOI: 10.15199/62.2015.8.4
Stworzono model spopielania odpadów komunalnych w skali przemysłowej w celu optymalizacji przebiegu tego procesu i ograniczenia
emisji.
Ponieważ surowcowe rezerwy świata stale maleją, to nowoczesne
technologie muszą pomagać przedsiębiorstwom racjonalnie wykorzystywać wszelkie dostępne materiały jako surowce. Równocześnie następuje
gwałtowny wzrost konsumpcji, w wyniku czego powstają olbrzymie
ilości odpadów stałych, ciekłych i gazowych. Ze względu na rosnący
niedobór surowców z jednej strony oraz zwiększające się zagrożenie dla
środowiska z drugiej obserwuje się coraz silniejszą potrzebę racjonalnego
i skutecznego wykorzystania odpadów, będących przyszłościowym źródłem energii i surowców. Jedną z metod utylizacji odpadów komunalnych
jest ich spopielanie. Proces ten można modelować, aby osiągnąć skuteczne
ograniczenie emisji.
Każdego roku do firmy Koksov-Baksa (Słowacja) dostarczane jest
ok. 83 Gg odpadów i spopielane w instalacji przemysłowej (rys. 1).
Odpady te poddawane są kilkustopniowej segregacji. Na pierwszym
stopniu oddziela się tworzywa sztuczne, elektrośmieci i drewno.
Tworzywa sztuczne i elektrośmieci stanowią 18,73%, drewno w różMarcela MALINDZAKOVA is an Associate
Professor and research assistant with multi-theoretical and practical experience in the research
and teaching in the area of the statistics, spreadsheets & word processing, research methods
and quality logistics systems. With the PhD in
process management, she currently focuses in
her research on QMS, EMS and logistics. Her
teaching activities involve preparation and implementation of specialized pedagogical documentation. In her work she has so far published over
60 articles for variety of academic journals.
Marcela MALINDZAKOVA jest profesorem i pracownikiem naukowym, dysponującym rozległą wiedzą teoretyczną i praktycznym doświadczeniem w zakresie statystyki, przetwarzania
danych, metod badawczych oraz systemów
jakości logistyki. Ma doktorat w zakresie zarządzania procesowego i obecnie prowadzi badania
w obszarze QMS, EMS i logistyki. Jej działalność pedagogiczna obejmuje przygotowywanie
i wykorzystywanie specjalistycznej dokumentacji. Jest autorką ponad 60 prac opublikowanych
w różnych czasopismach naukowych.
* Corresponding author (autor do korespondencji):
Technical University of Kosice, Faculty of Mining, Ecology, Process
Control and Geotechnology, Letna 9, 042 00 Kosice, Slovak Republic,
[email protected]
1260
Incineration of municipal waste under industrial conditions
was modeled to optimize the plant operation and minimize
the dangerous emissions.
The current technologies help companies economically utilize
available materials, as the world reserves of raw materials are
growing smaller. At the same time, the worldwide trend is characterized by increasingly rapid growth of consumption. The consumption
leaves in its trail a massive amount of solid, liquid and gaseous
waste. With the growing shortage of raw materials on the one hand
and an increasing threat to the environment on the other hand, an
increasing need for more sophisticated and efficient use of wastes, as
a future source of energy and raw materials, is observed. To dispose
the municipal waste, it can be incinerated. The waste incineration
process can be simulated to achieve a better emission control.
Every year, about 83 Gg of municipal waste were imported into the
Koksov-Baksa company (Fig. 1). The waste underwent several degrees
of separation. The first separation step was intended to separate plastics,
electrical components and wood from imported waste. The plastic and
electrical components constitute 18.73%, wood in various forms 10.00%
and other household waste 71.27% of the total volume of imported waste.
Martin STRAKA is an Associate Professor at the
Logistics Institute of Industry and Transport, The
Technical University of Košice. He finished engineering study in 1996. PhD study finished in 2005
and habilitation finished in 2008. His research
interests are in the area of distribution logistics,
simulation, production logistics and information
logistics. He has published over 100 papers in
journals such as Asian Journal of Engineering
and Technology, International Journal Transport
& Logistics, International Scientific Journal
Acta Montanistica Slovaca, American Journal
of Mechanical Engineering, Scientific Journal
Metallurgy, Horizons of Transport, Logistics in
Practice and others.
Martin STRAKA jest profesorem w Instytucie
Logistyki Przemysłu i Transportu Politechniki
w Koszycach. Studia inżynieryjne ukończył w 1996 r.,
doktorat w 2005 r., a habilitację w 2008 r. Jego
zainteresowania badawcze obejmują logistykę
dystrybucji, produkcji i informacji oraz symulacje. Opublikował ponad 100 prac w takich
czasopismach, jak Asian Journal of Engineering
and Technology, International Journal Transport
& Logistics, International Scientific Journal
Acta Montanistica Slovaca, American Journal
of Mechanical Engineering, Scientific Journal
Metallurgy, Horizons of Transport oraz Logistics
in Practice.
94/8(2015)
Fig. 1. Simplified scheme of the chemical incinerator complex in Koksov-Baksa
Rys. 1. Uproszczony schemat instalacji przemysłowej do spopielania odpadów w Koksov-Baksa
nych postaciach 10,00%, a inne odpady z gospodarstw domowych
71,27% całkowitej objętości dostarczanych odpadów.
Drugi stopień segregacji ma miejsce bezpośrednio po spopieleniu
odpadów. W trakcie spopielania tworzy się popiół w ilości 3,37% masy
odpadów i powstają gazy odlotowe w ilości 6,63%. Gazy te, składające
się z pary wodnej (65%) i zanieczyszczeń (35%), poddawane są filtracji.
Trzeci stopień obejmuje oddzielenie metali zawartych w pozostałościach po spopieleniu. Stanowią one 2,34% objętości tych pozostałości.
Resztę (97,66%) stanowi zużel1, 2).
Część doświadczalna
The second separation step took place in a waste incineration,
just after the burning. The incineration resulted in separation of ash
3.37%, flue gases 6.63%. The gases passed through the filtration and
the total volume of flue gases consisted of water vapor 65% and of
other emissions 35%.
The third separation step is focused on remaining amounts of metals
in the resulting burned residues. The burned residues contained metals
(2.34%) and of pure slag (97.66%)1, 2).
Experimental
Material
Materiały
Wykorzystano stałe odpady komunalne zawierające biomasę
(44,5%), tworzywa sztuczne (7–9%), metale (4–5%), opakowania,
folie i tekstylia (4%), drewno, gumę i skórę (3%), odpady niebezpieczne (1%), materiały nieorganiczne, takie jak kamienie, piasek, gruz
rozbiórkowy i kopalniany (4%), papier (20%) i szkło (9%).
Metodyka badań
Odpady były spopielane w kotle K1, którego charakterystykę podano
w tabeli. Pobierano je z buforowego zbiornika magazynowego kotła K1
przy użyciu 2 dźwigów suwnicowych o nośności 2 × 10 Mg. Dźwigi były
sterowane z kabiny sterowniczej lub z kabiny operatora dźwigu. Komora
spalania kotła K1 była wyposażona w palniki zainstalowane na ścianach
bocznych oraz palniki stabilizacyjne zasilane gazem ziemnym. Palniki te
były wykorzystywane przy rozruchu kotła lub przy jego wygaszaniu, ale
także wówczas, gdy temperatura w kotle spadła poniżej 850°C.
94/8(2015)
Solid municipal waste contained biomass (44.5%), plastics (7–9%),
metals (4–5%), cans, containers, lids, foil and textiles (4%), wood,
rubber and leather (3%), dangerous wastes (1%), inorganic materials
(rock, sand, gravel from demolitions and mining) (4%), paper (20%)
and glass (9%).
Methods
The waste was incinerated in the K1 boiler with characteristics
shown in Table. The waste was dispensed from the storage buffer of the
boiler K1 with 2 overhead cranes with capacity of 2 × 10 Mg. Cranes
were controlled from the control cabin or from the crane operators’
cabin. The combustion chamber of the K1 boiler was equipped with
side burners installed on the side walls and stabilizing burners for
combustion of natural gas. The burners were used for the start-up
and for the shut-down of the boiler, but also in the cases when the
temperature in the boiler dropped below 850°C.
Andrea ROSOVA is an Associate Professor at the
Logistics Institute of Industry and Transport, The
Technical University of Košice. He finished engineering study in 2000. PhD study finished in 2006
and habilitation finished in 2013 in the study field
Logistics. Her research interests are in the area
of commercial logistics, measurement and evaluation of logistics performance enterprise. She has
published over 100 papers in journals such as,
Scientific Journal Metallurgy, International Journal
Transport & Logistics, International Scientific
Journal Acta Montanistica Slovaca, Logistics in
Practice and others.
Maria KANUCHOVA is a teacher of chemistry at
the Institute of Earth Resources, The Technical
University of Košice. She finished study of chemistry in 1992. PhD study finished in 2004. Her
research interests are in the area of structural
analysis, general chemistry, preparation and characterization of new materials in environmental
chemistry. She has published papers in journals
such as, Environmental Progress and Sustainable
Energy, Superconductor Science and Technology,
Physica C, Applied Surface Science, Solid State
Sciences, Chemical Engineering Transactions
and others.
Andrea ROSOVA jest profesorem w Instytucie
Logistyki Przemysłu i Transportu Politechniki
w Koszycach. Studia ukończyła w 2000 r., doktorat w 2006 r., a habilitację w 2013 r. w dziedzinie
logistyki. Jej zainteresowania badawcze dotyczą obszaru logistyki handlowej oraz pomiarów
i oceny sprawności przedsięwzięć. Opublikowała
ponad 100 prac w takich czasopismach, jak
Scientific Journal Metallurgy, International Journal
Transport & Logistics, International Scientific
Journal Acta Montanistica Slovaca oraz Logistics
in Practice.
Maria KANUCHOVA jest wykładowcą chemii
w Instytucie Zasobów Ziemi na Politechnice
w Koszycach. Ukończyła studia w 1992 r., a doktorat w 2004 r. Jej zainteresowania badawcze obejmują analizę strukturalną, chemię ogólną, otrzymywanie i charakterystykę nowych materiałów
w chemii środowiska. Publikowała prace w takich
czasopismach, jak Environmental Progress and
Sustainable Energy, Superconductor Science and
Technology, Physica C, Applied Surface Science,
Solid State Sciences oraz Chemical Engineering
Transactions.
1261
Ciepło generowane w trakcie spalania odpadów było wykorzystywane do wytwarzania przegrzanej pary wodnej o temp.
270°C pod ciśnieniem 1,98 MPa. Pojedynczy opromieniowany
cylindryczny kocioł K1 zlokalizowany był w kotłowni. Powietrze
doprowadzano trzema kanałami. Układ kotła (rys. 2) składał się
z 6 rusztów obrotowych 3), ustawionych szeregowo i nachylonych
pod kątem 30°.
Emitowane gazy spalinowe były poddawane separacji z wydzieleniem cząstek stałych (pył i popiół lotny) oraz zanieczyszczeń
gazowych (CO, HCl, NOx, SO2, związki organiczne TOC, HF, PCDD,
PCDF oraz metale ciężkie). W trakcie procesu spopielania 5 rodzajów
emisji gazowych (CO, HCl, NOx, SO2, TOC) badano, analizowano
i rejestrowano w sposób ciągły. Emisje HF, furanów, dioksyn i metali ciężkich mierzono okresowo. Emisje gazowe były rejestrowane
w automatycznym układzie pomiarowym.
The heat generated by the waste combustion was used to produce
superheated steam at 270°C under 1.98 MPa. The single barreled
radiant K1 boiler was located in the boiler room. The air access
was provided in 3 air passes. The boiler combustion system (Fig. 2)
consisted of 6 pieces of roller gridirons3), arranged in a sequence and
inclined at 30°.
The emitted combustion gases were divided into solid particles (dust
and fly ash) and gaseous pollutants (CO, HCl, NOx, SO2, TOC, HF, PCDD,
PCDF and heavy metals). During the process of waste incineration, 5
types of gaseous emissions (CO, HCl, NOx, SO2, organic compounds) were
examined, measured and recorded continuously. The emissions of HF,
furans, dioxins and heavy metals were measured discontinuously. Gaseous
emissions were recorded by automated measuring system.
Metody obliczeniowe
The energy efficiency of the K1 boiler was calculated by using the
formula (1):
Energetyczna sprawność kotła K1 była wyznaczana ze wzoru (1):
η=
E p − (E f + Ei )
0.97 ⋅ (E w + E f )
η=
(1)
Fig. 2. The basic overview of the material flow3)
Rys. 2. Schemat przepływu masy3)
Peter TREBUNA is an Associate Professor at
the Institute of technologies and management,
Department of industrial engineering and management, Faculty of mechanical engineering,
Technical University of Košice. He finished engineering study in 2003. PhD study finished in 2007
and habilitation finished in 2010. His research
interests are in the area of modeling, simulation,
industrial engineering and production management. He has published over 200 papers in journals such as Elsevier Failure Analyses, American
Journal of Mechanical Engineering and others.
Peter TREBUNA jest profesorem w Instytucie
Technologii i Zarządzania (Zakład Inżynierii
Przemysłowej i Zarządzania) na Wydziale
Mechanicznym Politechniki w Koszycach. Studia
ukończył w 2003 r., doktorat w 2007 r., a habilitację w 2010 r. Jego zainteresowania badawcze obejmują modelowanie, symulację, inżynierię przemysłową oraz zarządzanie produkcją.
Opublikował ponad 200 prac w takich czasopismach, jak Elsevier Failure Analyses oraz
American Journal Mechanical Engineering.
1262
Calculations
E p − (E f + Ei )
(1)
0.97 ⋅ (E w + E f )
Table. Characteristics of K1 boiler
Tabela. Charakterystyka kotła K1
Parameter
Parametr
Dimension Quantity
Wymiar
Ilość
Communal and other waste (OW) categories
Odpady komunalne i inne rodzaje
Mg/h
8–10
Additional fuel, natural diesel gas
Dodatkowe paliwo, gaz ziemny
m3/h
max.1660
Amount of produced steam
Produkcja pary
Mg/h
14–30
°C
min. 850
s
min. 2
Combustion temperature
Temperatura spalania
Holding time of flue gas at combustion
temperature
Czas przebywania gazu odlotowego w
temperaturze spalania
The oxygen content in the flue gas from boiler
% by vol.
Zawartość tlenu w gazie odlotowym z kotła
min. 6
94/8(2015)
w którym Ep oznacza energię wytwarzaną w ciągu roku jako energia
cieplna lub elektryczna (obliczana jako ilość ciepła przekazywanego
użytkownikom), pomnożona przez 1,1, oraz jako energia elektryczna, pomnożona przez 2,6, GJ/r, Ef oznacza energię wprowadzaną
w skali rocznej do układu z paliwem gazowym i wykorzystywaną
do produkcji pary, GJ/r, Ei oznacza energię wprowadzaną w skali
rocznej do układu oprócz Ew i Ef, GJ/r, Ew oznacza energię zawartą
w skali rocznej w spalanych odpadach, wyliczaną jako dolna
wartość kaloryczna tych odpadów, GJ/r, a k = 0,97 to współczynnik
uwzględniający straty energii odprowadzanej z żużlem i popiołem
oraz przez promieniowanie.
Jeśli energetyczna sprawność kotła była mniejsza niż 0,65, to
oznaczało, że energia była tracona. Jeśli sprawność energetyczna
kotła była równa lub większa niż 0,65, to oznaczało, że energia była
odzyskiwana4).
Spopielanie zużytych palet, drewna z rozbiórki, uszkodzonych
mebli, drewna po obróbce chemicznej, włókna drzewnego, pustych
opakowań po napojach, starych dywanów, liści, papieru, tekstyliów
oraz odpadów z tworzyw sztucznych było traktowane tak jak spalanie
węglowodorów, zgodnie z równaniami (2) i (2a):
CnHm + 3,8 O2 → 2,6 CO2 + 2,4 H2O + ΔH
1 m3 + 3,8 m3 → 2,6 m3 + 2,4 m3 + 73,27 MJ
(2)
(2a)
Spalanie PVC powodowało tworzenie się chlorowodoru jako produktu ubocznego. Spalanie gumy powodowało uwalnianie się siarki,
która utleniała się do ditlenku siarki zgodnie z równaniem (3):
S + O2 → SO2
(3)
Także siarkowodór, metan i wodór utleniały się do odpowiednich
tlenków, węgla i popiołu zgodnie z równaniami (4), (4a), (5), (5a), (6)
i (6a):
H2S + 1,5 O2 → SO2 + H2O + ΔH
1 m + 1,5 m → 1 m + 1 m + 23,7 MJ
3
3
3
3
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O + ΔH
1 m3 + 2 m3 → 1 m3 + 2 m3 + 35,8 MJ
H2 + 0,5 O2 → H2O + ΔH
1 m3 + 0,5 m3 → 1 m3 + 10,76 MJ
(4)
(4a)
(5)
(5a)
(6)
(6a)
Wyniki badań
Po szczegółowej analizie wyników badań stwierdzono,
że co 6–6,5 min do układu wprowadzano 1 Mg odpadów.
Określono dokładną częstotliwość zasilania w modelu spopielania.
Wprowadzanie 1 Mg odpadów zajmowało co najmniej 6,39 min,
ale nie więcej niż 6,52 min (średnio 6,45 min). Proces składowania
where Ep means the annual energy produced as heat or electricity (calculated from energy in the form of heat produced for commercial use), multiplied by 1.1, and in the form of electricity, multiplied by 2.6, GJ/year,
Ef annual energy input into the system from fuels contributing to the
production of steam, GJ/year, Ew annual energy contained in the treated
waste calculated by using the lower net calorific value of the waste,
GJ/year, Ei annual energy input into the facility with exception of Ew and
Ef, GJ/year, and k = 0.97 (factor accounting for energy losses as a result
of slag and ash formation and radiation).
As the value of the energy efficiency of the boiler was less than 0.65,
the energy was disposed. When the energy efficiency of the boiler was
equal to or higher than 0.65, the energy was recovered4).
The incineration of old palettes, timber from demolitions, broken
furniture, chemically treated wood, fiberwood, empty beverage boxes,
old carpets, leaflets, paper, textile, organic waste and plastic waste
were converted to hydrocarbons CnHm, that released CO2 after burning
according to equations (2) and (2a):
(2)
CnHm + 3.8 O2 → 2.6 CO2 + 2.4 H2O + ΔH
1 m3 + 3.8 m3 → 2.6 m3 + 2.4 m3 + 73.27 MJ
(2a)
The burning of PVC produced HCl as a by-product. The burning of
rubber produced sulfur changed into SO2 during burning according to
equation (3):
(3)
S + O2 → SO2
Hydrogen sulfide, methane and hydrogen were converted to oxides,
pure carbon and ash during burning according to equations (4), (4a),
(5), (5a), (6) and (6a):
(4)
H2S + 1.5 O2 → SO2 + H2O + ΔH
(4a)
1 m3 + 1.5 m3 → 1 m3 + 1 m3 + 23.7 MJ
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O + ΔH
(5)
(5a)
1 m3 + 2 m3 → 1 m3 + 2 m3 + 35.8 MJ
H2 + 0.5 O2 → H2O + ΔH
(6)
1 m3 + 0.5 m3 →1 m3 + 10.76 MJ
(6a)
Results
After a detailed analysis of the data, it was observed that every 6–6.5 min
1 Mg of waste was brought into the complex. The exact waste input frequency for the incineration model was determined. The minimum interval
for input of 1 Mg waste was 6.39 min, the maximum one 6.52 min (in average 6.45 min). The imported waste was disposed as a landfill represented
by the block Queue. It was followed by the first separating stage, where the
plastics, electrical components, and wood were separated from the remaining waste. Within the block diagram of the simulation system Extendsim,
this operation of waste separation was represented by the block called
Select Item Out (Fig. 3). It was a wet waste and addition of dry wood was
needed. Mixing wet waste with dry wood was modeled by the block Select
Item In. It was followed by the placement of waste into the container from
which it was collected and pushed with a large crane into actual incinera-
Fig. 3. Block diagram of the simulation system Extendsim of all activities of chemical incinerator complex in Koksov-Baksa
Rys. 3. Schemat blokowy układu Extendsim symulującego wszystkie działania chemicznego kompleksu do spopielania odpadów w Koksov-Baksa
94/8(2015)
1263
odpadów określony został jako blok Queue. Po nim następował
pierwszy stopień separacji (oddzielenie tworzyw sztucznych, elektrośmieci i drewna), określony jako blok Select Item Out na schemacie (rys. 3). Ponieważ odpady były wilgotne, konieczne było
dodawanie suchego drewna (blok Select Item In na schemacie).
Następnie odpady były umieszczane w pojemniku buforowym,
z którego były podawane do spopielania (bloki Queue i Batch na
schemacie). Proces spopielania w bloku Batch dawał statystycznie
ok. 220 kg pozostałości po spopieleniu 1 Mg odpadów. Tak więc
do wytworzenia 1 Mg pozostałości trzeba było spopielić 4,545 Mg
odpadów5, 6).
W następnym stopniu separacji oddzielano popiół lotny, gazy
i metale. Operacje te na schemacie zostały pokazane jako 3 bloki Select
Item Out. W pierwszym z tych bloków wydzielano popiół (3,37%),
palne pozostałości (90,00%) i gazy (6,63%). Drugi blok opuszczały
gazy składające się z pary wodnej (65%) i gazowych zanieczyszczeń
(35%). W trzecim z bloków oddzielane były metale (2,34%) od palnych
pozostałości. Gorący żużel stanowił 97,66% masy tych pozostałości.
W ostatniej części schematu blokowego następowało chłodzenie
gorącego żużla poprzez stopniowe dodawanie wody. Aby uruchomić
symulację, założono, że co 80 min wprowadza się do układu 1 m3
wody. Część wody odparowuje, a część pozostaje w żużlu. To
chłodzenie modelowane jest na schemacie blokami Create i Select
Item In. W bloku Create dostarczana jest woda do chłodzenia
gorącego żużla (funkcja rozkładu constant). W bloku Select Item In
następuje chłodzenie poprzedzone operacją tworzenia mieszaniny
wody z gorącym żużlem7).
Wnioski
Przeprowadzone studia przypadku objęły zastosowanie metody symulacyjnej do modelowania procesu spopielania odpadów.
Modelowanie symulacyjne było poprzedzone wnikliwą analizą
procesu rzeczywistego i przedstawieniem instalacji przemysłowej
w postaci schematu blokowego poddanego symulacji. Zestaw
dokładnych parametrów procesu i opracowany model w programie Extend umożliwiły wyznaczenie ilości produktów z procesu
spopielania w postaci gazowych i stałych emisji. Sformalizowany
model symulacyjny został uproszczony do postaci umożliwiającej
opis obecnego stanu instalacji do spopielania odpadów. Stanowi
on skuteczne narzędzie do kompleksowej analizy instalacji do
spopielania odpadów w Koksov-Baksa. Dokonana modyfikacja
parametrów modelu symulacyjnego umożliwiła przeprowadzenie
testów procesowych bez ryzyka ponoszenia nieuzasadnionych
kosztów oraz rekomendację sposobu poprawy ruchu instalacji
spopielania odpadów.
Praca została wykonana przy wsparciu Slovak Research and
Development Agency (granty VEGA nr 1/0216/13, VEGA nr 1/0036/12
i KEGA nr 004TUKE-4/2013).
Received/Otrzymano: 13-05-2015
tion. Modeling the container before incineration and the actual incineration
is modeled by blocks Queue and Batch.
Block Batch in the block diagram represented the incineration of
waste. Physically and statistically, it can be concluded that the incineration of 1 Mg of waste yielded about 220 kg of burned residues. Thus, for
a production of 1 Mg burned residues 4.545 Mg of waste was needed.
Block Batch reflected in this case and for every 4.545 Mg waste entering
into the system, the block emitted 1 Mg of burned residue5, 6).
Then, the several levels of separation, for the fly ash, gases and metals were applied. The operations were represented on the diagram by
3 blocks Select Item Out. The 1st block Select Item Out divided the total
produced flow into 3.37% ash, 90.00% of burned residues and 6.63%
of gases. The 2nd block Select Item Out distributed released gases into
65% of water vapor and 35% of the gaseous emissions. The 3rd block
Select Item Out separated the metals 2.34% from the burned residues.
The hot slag constituted 97.66% of the burned residues.
The last part of the block diagram was represented by cooling the hot
slag by gradual adding water. In terms of providing for the simulation
model to run, every 80 min 1 m3 of water was introduced in the system.
Part of the water evaporated and part remained in the final slag. Within
the block diagram, this is modeled by cooling blocks Create and Select,
Item In. The section Create generates water for cooling of the hot slag,
using a distribution function “constant”. The block Select Item In models
the cooling operation and the operation of mixing hot slag with water7).
Conclusions
A case study consists in implementing the simulation method to modeling
the process for waste incineration. The simulation modeling was preceded
by a thorough analysis of the actual process data and a description of each
facility represented by set of building blocks in the following simulation.
A thorough parameters setting and model development in the Extend
software enabled to model also the incineration process outputs in a form of
gaseous and solid emissions. The formalized simulation model was simplified to describe the current state of the incineration plant. It provides a tool
to analyze the complex processes of waste incineration in the Koksov-Baksa
incineration plant. The modification of the simulation model parameters
allowed for performing process tests without any risk of unnecessary costs
and giving recommendations to improve the incineration plant operation.
This work was supported by the Slovak Research and Development
Agency under the grants VEGA No. 1/0216/13, VEGA No. 1/0036/12
and KEGA No. 004TUKE-4/2013.
REFERENCES
LITERATURA
1. M. Straka, E. Zatkovic, R. Schreter, Acta Logistica 2014, No. 3, 11.
2. P. Besta, A. Samolejova, K. Janovska, M. Lampa, R. Lenort, Metallurgiya
2012, No. 4, 457.
3. Integrated permit 2067-25831/2007/Mil/571070106 (internal document KOSIT, j.s.c.).
4. http://www.odpady-portal.sk/Document/100373/2010/municipal-waste-municipal-waste.aspx.
5. S. Szabo, V. Ferencz, A. Pucihar, Quality Innovation Prosperity 2013, No. 2, 1.
6. R. Popovic, M. Kliment, P. Trebuna, M. Pekarcikova, Acta Logistica 2015, No. 3, 1.
7. S. Saniuk, A. Saniuk, Adv. Mater. Res. 2008, 44, 355.
www.przemchem.pl
1264
94/8(2015)