Ja se perou spaliny

Již v minulém díle našeho odpadového seriálu (zde) jsme si vysvětlili jaký je rozdíl ve spalování odpadu v domácích a průmyslových podmínkách. Z hlediska vlivu na životní prostředí je zcela zásadní rozdíl v nakládání s plynnými produkty spalování a unášeným popílkem. Zatímco v domácím topeništi dosáhneme teploty 450 - 850°C, v podmínkách spaloven je odpad spalováním při teplotách vyšších než 850 - 1100°C. Při vyšší teplotě dochází k lepšímu rozkladu látek. Vznikající škodlivé látky prochází komínem domácího topeniště přímo do ovzduší bez sebemenší filtrace. Spalovny jsou oproti tomu vybaveny mohutnými jednotkami na čištění spalin vybavenými nejrůznějšími filtry, katalyzátory a v případě mokrého čištění i tzv. pračkou spalin.

Spalování odpadu
Směsný komunální odpad a velkoobjemový odpad, tj. odpady, které jsou ve spalovnách komunálního odpadu (KO) především spalovány, mají velmi různorodé složení - od dřeva, dřevotřísky, plastu, textilu, pryže, kovu až po papír. Spalování těchto materiálů vzniká směs nejrůznějších odpadních produktů.
Organické látky v odpadu hoří, pokud dosáhnou nezbytné teploty vznícení a dostanou se do kontaktu s kyslíkem. Skutečný proces hoření proběhne v plynné fázi ve zlomku vteřiny za současného uvolňování energie. V podmínkách spalovny to znamená teplotu spalování 850 - 1100°C, zdržení spalin v kotli v řádech několika vteřin a spalování v přebytku kyslíku.
Z odpadu vznikne hořením popel, spaliny a popílek, který je spalinami unášen. Ve spalovnách komunálního odpadu je obsah popela přibližně 20-30 % hmotnostních ze vstupujícího tuhého odpadu. Horké spaliny předávají svou energii přitékající vodě, kterou mění na páru. Pára je přiváděna k turbogenerátou a zde se vyrábí elektřina. Část páry je odváděna k ohřevu vody. Při plně oxidačním spalování jsou hlavními složkami spalin: vodní pára, oxid uhličitý (CO₂) a kyslík (O₂). Podle složení spalovaného materiálu a v závislosti na provozních podmínkách vzniká také malé množství oxidu uhelnatého (CO), chlorovodíku (HCl), fluorovodíku (HF), bromovodíku (HBr), jodovodíku (HI), oxidů dusíku (NO_x), oxidu siřičitého (SO₂), těkavých organických látek (VOC), polychlorovaných dibenzodioxinů (PCDD), polychlorovaných dibenzofuranů (PCDF), polychlorovaných bifenylů (PCB) a sloučenin těžkých kovů.
V domácích topeništích vznikají při spalování odpadu látky stejné. Navíc v důsledku nedostatečné teploty hoření a často i nedostatku kyslíku probíhá velmi nedokonalé spalování a těchto znečišťujících látek vzniká mnohem více.

Čištění spalin
Čištění spalin probíhá ve spalovně v několika stupních. Jednotky čištění spalin bývají mnohem větší než samotné kotle na spalování odpadu a často se jedná o několikapatrové stavby. Jednotlivé spalovny mají různé metody čištění spalin, ale nejdůležitějšími kroky vždy jsou:

- redukce oxidů dusíků na dusík a vodní páru
- zachycení popílku pomocí filtrů a odlučovačů po celé trase spalin
- rozklad organických látek typu PCDD/F na katalytických filtrech na vodu, CO₂ a HCl
- čištění anorganických složek spalin (SO₂, HCl, těžké kovy apod.) pomocí mokrého chemicko-fyzikálního procesu v tzv. pračce spalin

Kvalita vyčištěných spalin, které vystupují komínem do atmosféry, musí být kontinuálně sledována a splňovat přísné emisní limity dané legislativou. Vedle kontinuálních měření se provádí též měření jednorázová.

Emisní limity pro spalovny
V současné době se připravuje prováděcí vyhláška k novému zákonu č. 201/2012, o ovzduší, která v sobě zahrnuje též specifické emisní limity pro spalovny odpadů. Nové emisní limity se neliší od těch daných již dřívější legislativou.




Zdroj: Návrh vyhlášky o přípustné úrovni znečišťování a jejím zjišťování a o provedení některých dalších ustanovení zákona o ochraně ovzduší

Legislativa pro vypouštění znečišťujících látek je pro spalovny odpadů velmi přísná, což je možné zjistit při porovnání s limity platícími pro jiná spalovací zařízení se jmenovitým tepelným příkonem 5 - 50 MW (odpovídá např. spalovně KO v Liberci) a 50-100 MW (odpovídá např. plánované spalovně KO v Komořanech). Pro zjednodušení jsou v tabulce 3 uvedeny pouze hodnoty pro zařízení aktuálně uváděná do provozu. Emisní limity plně odpovídají předpisům EU a budou se postupem času dále zpřísňovat.

Pevné produkty spalování odpadu
Vedle spalin vzniká spalováním odpadů také pevný podíl v podobě popílku a škváry. Škvára je nejdříve ochlazena a jsou z ní vybrány kovy, které putují na další zpracování do hutí. Popílek, zachycený během čištění spalin, je promýván, aby se z něj uvolnily rozpustné soli a extrahovatelné těžké kovy. Tím je zbaven veškerých nebezpečných vlastností. Spolu se škvárou pak může být popílek použit ke stavebním účelům (stavby silnic, cest). Pouze popílek zadržený na katalytických filtrech pro odstranění PCDD/F musí být uložen na skládku nebezpečného odpadu.

Závěr
Spalováním odpadu vzniká energie a plynné a pevné produkty s obsahem nejrůznějších znečišťujících látek. Tyto látky je třeba, zvláště ze spalin, oddělit. Proto musí být každá spalovna vybavena jednotkou na čištění spalin. Emisní limity pro vypouštěné látky ze spaloven podléhají přísným limitům, které všechny v současnosti fungující spalovny KO v ČR splňují. Protože obavy ze znečištění ovzduší jsou u veřejnosti velké, zprovoznila navíc např. spalovna KO v pražských Malešicích veřejně přístupný web, kde je možné vidět aktuální množství znečišťujících látek vycházejících ze spalovny (zde). Informace o tom, jaké látky a v jakém množství jsou vypouštěny do ovzduší, jsou také na velké tabuli umístěné při vjezdu do spalovny. I taková opatření mohou vést k větší důvěře veřejnosti vůči energetickému využívání jejích odpadů.

Autor: Mgr. Renáta Červenková
Ekologické centrum Most a Kralupy nad Vltavou
Výzkumný ústav pro hnědé uhlí a.s., Most