Forbehandling af organisk husholdningsaffald ved hydraulisk stempelseparation
Bilag D
Rapport over forsøg med udvikling og indkøring af snegleforbehandler til kildesorteret
husholdningsaffald
Denne rapport beskriver en række indledende forsøg med udvikling og indkøring af en snegleforbehandler til kildesorteret husholdningsaffald.
Forsøgene er udført af TK Energi AS for AFAV i november og december 2001.
Formålet med forsøgene.
Disse forsøg har til formål at vise om det er muligt at neddele og homogenisere forskellige typer husholdningsaffald således at dette er egnet til separering i stempelseparator som beskrevet i rapporten: Forsøgsrapport 1st fase
Konklusion.
2 typer bioaffald blev behandlet.
Kildesorteret bioaffald i grønne poser indsamlet i containere blev af snegleforbehandleren på ca. 20 min. bearbejdet til et gennemblandet og ensartet produkt, som er velegnet til færdigseparering i stempelseparator .
Kildesorteret bioaffald indsamlet i papirsække indeholdt ud over de grønne poser store mængder andet affald. I snegleforbehandleren blev papirsækkene i løbet af 1/2 time opsplittet i ca. 30 cm lange snoede stykker som fandtes grundigt opblandet med det øvrige affald.
Et forsøg på at færdigbehandle dette affald i den eksisterende defekte stempelseparator mislykkedes som følge af tilstopning i separatorkammereret.
Baggrund for forsøgene.
Der er udført en række lovende forsøg på separering af kildesorteret husholdningsaffald ved hjælp af en stempelseparator med det formål at separere affaldet i en fraktion kaldet biomasse, som kan føres direkte til bioforgasning, samt et reject som kan føres til forbrænding med stærkt reduceret vægt i forhold til vægten af det oprindelige affald.
Dette anlæg skal nu udbygget til et kontinuert behandlingsanlæg hvori sidste trin før separatoren er en snegleforbehandler som skal gøre det muligt at føde separatoren kontinuerligt med affald i en for separatoren egnet tilstand.
Snegleforbehandleranlægget
Snegleforbehandleren, vist i længdesnit på vedlagte tegning, er opbygget af forhåndenværende komponenter hos TK Energi og er udført af 5mm jernplade som et vandret liggende 8-kantet trug: 2000 mm langt og 500 mm bredt. Truget er åbent foroven i fuld længde.
På trugets vægge og bund er svejset et antal medbringere af 10 x10 mm jern i 400 mm´s længde og med afrundede ender, medbringerne er monteret således, at de er vinkelrette på sneglegængen som er midt for medbringeren.
I truget er anbragt en snegl med yderdiameter 450 mm og længde 1500 mm hvis aksel er ført gennem den ene lodrette endevæg og udenfor kammeret ophængt i 2 svære lejer.
Akslen er sammenbygget med en hydraulikmotor med følgende data:
Max intermitterende tryk 293 bar, moment 11,7 Nm/bar, max kontinuert omdrejningstal 400 r/min.
Sneglekammerets modsatte ende er en ligeledes lodret væg, forsynet med en tophængslet lem som dækker en åbning med samme størrelse som sneglens diameter.
I sneglekammeret kan der fyldes affald over hele længden.
Der er svejset ben på hele anlægget således at tømning af kammeret til en balje anbragt direkte på gulvet under lemmen uden videre kan finde sted.
Anlægget er opstillet i en hal ved siden af TKE`s container og forbundet med hydraulikslanger til hydraulikanlægget i containeren.
Prøvekørsel tom.
Efter opstilling blev apparaturet prøvekørt tomt, en hastighed svarende til 40 r/min. er tilstrækkelig til at opfylde den skønnede nødvendige kapacitet for snegleforbehandleren.
Kørsel ved dette omdrejningstal foregik meget stilfærdigt og støjsvagt og denne hastighed blev derfor valgt til de efterfølgende forsøg.
Prøvekørsel 1.
Hertil blev anvendt frisk indbragt kildesorteret affald i grønne poser leveret af traktor i de opstillede baljer. Affaldet blev afvejet i mindre portioner (23,3 39,0 47,8) kg. i alt 110.1 kg og fyldt i truget mens sneglen kørte.
Sneglen skubbede som forventet affaldet op mod endefladen af truget, affaldet blev presset helt op til kanten for enden af truget og en mindre del faldt tilbage over sneglen, indholdet faldt ud af poserne, som for de flestes vedkommende ikke blev revet itu.
Konstruktionsændring 1.
Ved udgangsenden af truget blev sidevæggene forhøjet med trekantede stykker jernplade med kateter på 480 mm, og for at opnå at affaldet faldt tilbage over en større del af sneglelængden blev en plade med længde 675mm i fuld bredde svejst ovenpå disse ved udgangsenden af truget.
Prøvekørsel 2.
Ved en ny prøvekørsel blev der med roterende snegl fyldt yderligere (22,24 17,34 24,47 33,77 32,62 44,39 ) kg i. Totalt 284,9 kg.
Alt affaldet blev presset mod trugets endeflade og videre op herfra til det stødte mod den skråtstillede overliggende plade. Herved blev affaldet ført noget længere ind over sneglen før det faldt ned ca. èn gængeomgang inde over sneglen.
Oprivningen foregik pænt, med udmærket tømning af plastposer og kun lidt iturivning af selve plastposerne.
Med henblik på udfødning fra sneglekammeret blev endelemmen åbnet. Trykket på lemmen var lille og kun meget lidt affald blev presset ud.
Sneglens evne til at trykke affaldet mod endefladen var trods det opadløftede materiale så lille, at en afkortning af truget i forhold til sneglelængden var påkrævet.
Snegletruget blev herefter tømt manuelt ved stillestående snegl, materialet var pakket temmelig hårdt sammen og måtte vrikkes løs med jernstang og skovl, og det var for at kunne foretage tømningen nødvendigt først at afskære de ekstra jernplader som forinden var svejset på.
Konstruktionsændring 2.
Forsøget viser klart at truget skal afkortes kraftigt i forhold til sneglelængden.
Der blev med vinkelsliber skåret 380 mm af snegletruget, endepladen og den hængslede klap samt de to trekanter med den overliggende dækplade som forhøjede enden af truget blev atter svejst på.
Prøvekørsel 3.
Der blev med stillestående snegl fyldt (22,43 23,47 13.81 15,5 16.71 13.51 25,73) i alt 131 kg i truget. Hydraulikflowet blev justeret svarende ca. 40 r/min.
Det på sikkerhedsventilen indstillede tryk på ca. 180 bar viste sig at være utilstrækkeligt.
Trykket blev herefter sat i vejret indtil sneglen startede ved et tryk på ca. 220 bar. Motoren vred kortvarigt kraftigt imod monterings stativet uden at dette tog skade.
Affaldet blev behandlet i ca. 20 min.
Snegletruget blev herefter uden problemer tømt af den roterende snegl ved at man åbnede endeklappen.
Konstruktionsændring 3.
For at muliggøre større fyldning af truget blev forhøjelsen af sidestykkerne med 390 mm udført over yderligere 490mm af længden. Længden kun begrænset af at en bekvem manuel fyldning fortsat skulle være mulig.
Prøvekørsel 4.
Med stillestående snegl blev der fyldt op igen med i alt 164 kg.
Sneglen var som tidligere ikke i stand til at rotere ved 180 bar, ved tryk på 240 bar blev et syltetøjsglas som havde at sig i klemme knust og sneglen startede.
Affaldet blev løftet op ved enden af sneglen fulgte dækpladen bagud og faldt ned ca. 400 mm fra start af snegle gænger, svarende til ca. en gænge inde på sneglen, hvorefter det på ny blev ført frem af sneglen, resultatet blev en slags æltning af affaldet.
Sikkerhedsventilen blev sat til180 bar, men sneglen kørte fint ved knap 100 bar, dog førte forskellige emner til trykforhøjelse, og endnu et syltetøjsglas satte trykket op til nær 180 bar. Behandlingstider på 15 – 20 min. medførte en nogenlunde ensartet konsistens og en efter vor hidtidige erfaring passende grad af oprivning til, at affaldet kunne behandles i stempelseparator. Der kunne opnås endnu bedre tilbageblanding af affaldet under kørslen ved større fyldningsgrad. Dette blev afprøvet med op til ialt ca. 250 kg fyldt i under drift.
Prøvekørsel 5. med ny affaldstype.
Affaldet blev udvalgt og leveret i hallen af AFAV i form af bioaffald indsamlet i papirsække.
Det bestod overvejende af papirsække med indhold af grønne plastposer med husholdningsaffald men også meget andet: Herunder konservesdåser af forskellig størrelse, store plastdunke, rødbedeglas, batterier, aviser, ugeblade, telefonbøger og mange almindelige indkøbsposer af plast.
En stor del af dette meget varierede indhold blev først synligt under opsplitningen i snegleforbehandleren.
Det leverede affald blev mens sneglen kørte kastet direkte i snegletruget.
Efter ca. 20 min´s behandling fremtrådte affaldet langt mere tørt end det tidligere behandlede kildesorterede affald i grønne poser.
Papirsækkene lå efter behandlingen i ret store stykker, ofte snoet og lignede næsten tovværk. Længder op til 30 cm forekom almindeligt.
Både grønne plastposer og almindelige plastposer blev stort set tømt for indhold og kun i begrænset omgang revet i stykker, og affaldet fremtrådte godt blandet, men med et betydeligt indhold af fremmedelementer i forhold til hvad vi hidtil havde fundet i det affald som blev leveret i form af grønne plastposer med indhold.
Forsøg med stempelseparator.
Stempelseparatorens kammer er som nævnt i en tidligere rapport deformeret og stærkt slidt.
Som det tillige er rapporteret mislykkedes forsøget på uden forbehandling at separere affald leveret i papirsække, idet separatorkammerets spalter blev tilstoppet af papir og plast.
Da papirsækkene i denne forsøgserie imidlertid er blevet revet itu, forsøgte vi alligevel at sende dette affald gennem stempelseparatoren..
Snegletruget blev åbnet for enden og sneglen pressede behandlet affald ud så det var let at opfange i en balje. Der blev udvejet en række portioner à ca. 10 kg.
En mindre del af en portion blev lagt i stempelseparatorens indføderkammer og presningen blev startet.
Separatorstemplets fremløbshastighed blev sat til 75 mm/s og afbrydertrykket sat svarende til ca. 480 bar i separatorkammeret.
I stempelseparatoren skete hurtigt en tilstopning af spalterne i kammerets fjerneste ende.
Rejectet blev trykket ud og den videre fyldning af indføderkammeret skete i små portioner og med hyppig udtrykning af reject. Alligevel blev tilstopningen hurtigt forværret.
I alt blev der presset 14 gange og rejectet blev udtrykket 6 gange. Efter få presninger gled en grødagtig biomasse tilbage langs stemplet og måtte manuelt lægges ned i indfyldningskammeret igen før næste presning, hvor det samme gentog sig.
Separatorkammeret blev hurtigt helt tilstoppet og det viste sig umuligt at få den sidste del af det tilbagepressede materiale igennem kammeret.
Al den opsamlede biomasse forekom mere tør end ved de tidligere forsøg med affald uden papirsække.
Det opsamlede reject blev under udtrykningen fugtet af væske som fulgte med stemplet frem gennem det tilstoppede kammer under udtrykningen.
Spalterne i kammeret var tilstoppet især af papir, men også af en del plast.
En fortsættelse af forsøget med yderligere materiale ville kræve en udbrænding af fasthængende affald fra separatorkammeret ligesom det var nødvendigt ved det tidligere forsøg med affald i papirsække.
Separatorkammeret vil efter udbrænding stadig være defekt, hvorfor yderligere forsøg med dette kammer vil være uden værdi.
Efter samtale med TK blev Stampe kontaktet om problemet ved at køre papirsække gennem det gamle deformerede separatorkammer. Stampe accepterede en standsning af forsøget.
Denne forsøgsrække var hermed afsluttet.
