Zespół
Dr inż. Zdzisław Żółkiewicz – kierownik zespołu, dr inż. Aleksander Karwiński, prof. dr hab. inż. Jerzy J. Sobczak, dr inż. Edyta Hebda, prof. dr hab. inż. Jan Pielichowski, prof. dr hab. inż. Krzysztof Pielichowski

Istota wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania paliwa ekologicznego dla przemysłu metalurgicznego, zwłaszcza dla/do pieców odlewniczych. Sposób wykonywania ekologicznego paliwa dla przemysłu metalurgicznego według wynalazku polega na tym, że tworzy się mieszaninę koksu ze speletyzowanymi do odpowiedniej granulacji poliolefinowymi odpadami tworzyw sztucznych, którymi są polietylen lub polipropylen lub ich mieszanina w założonych proporcjach. Ekologiczne paliwo otrzymane sposobem według wynalazku wprowadza się do pieca szybowego lub żeliwiaka wraz z pozostałymi składnikami procesu technologicznego.

Wartość opałowa ekologicznego paliwa otrzymanego sposobem według wynalazku wynosi 42–46 MJ/kg, czyli jest o około 12% wyższa od wartości opałowej dotychczas stosowanego koksu. Użycie w piecach szybowych lub żeliwiakach ekologicznego paliwa dla przemysłu metalurgicznego, otrzymanego sposobem według wynalazku, powoduje podwyższenie temperatury w przestrzeni roboczej pieca, co z kolei wpływa na podniesienie temperatury spustu otrzymywanego metalu, a to z kolei wpływa na otrzymywanie metalu o korzystniejszych właściwościach technicznych. Wysoka wartość opałowa paliwa otrzymanego według wynalazku umożliwia zmniejszenie ilości stosowanego paliwa, co z kolei skutkuje zmniejszeniem ilości wydzielanych do atmosfery gazów cieplarnianych CO i CO2.

Wykorzystanie poliolefinowych odpadów tworzyw sztucznych do produkcji paliwa ekologicznego według wynalazku pozwoli na zmniejszenie objętości wysypisk. Odpady poliolefinowych tworzyw sztucznych nie poddaje się recyklingowi, ponieważ w praktyce są nierozdzielane na polimery składowe i przez to stanowią poważny problem w zakresie ochrony środowiska. Ich bezpośrednie wykorzystanie w procesach metalurgicznych jest procesem tanim, nie wymaga budowy drogich specjalistycznych urządzeń do ich recyklingu. Ważnym produktem procesu termolizy odpadów tworzyw sztucznych są produkty gazowe wytworzone w tym procesie. Są to mieszaniny węglowodorów parafinowych i olefinowych, estrów i eterów. Otrzymane paliwo gazowe zwiększa efektywność pracy pieców, w których będzie spalane ekologiczne paliwo wykonane według wynalazku np. w żeliwiaku.

Potencjał komercjalizacji

Wytworzone wg wynalazku paliwo może być stosowane w procesach metalurgicznych wytopu surówki w wielkich piecach, żeliwa w żeliwiakach oraz w innych piecach szybowych. Może również być stosowane w procesach produkcji cementu do opalania pieców. Proces odlewniczy topienia wsadu metalowego i wytopu żeliwa ocenia się poprzez zużycie energetyczne surowców i materiałów pomocniczych. Zużywa się znaczne ilości energii, dostarczanej poprzez koks, gaz lub paliwa płynne. Są to procesy energo- i kapitałochłonne. Wytwarzane podczas procesu gazy i pyły mogą negatywnie wpływać na otoczenie. Dlatego zmierza się do opracowania nowych paliw przyjaznych dla środowiska, zmniejszających efekt cieplarniany, podnoszących efekt techniczny procesu wytapiania surówki, żeliwa.

Stosowanie paliwa otrzymanego według wynalazku, zawierającego odpady tworzyw sztucznych, wpływa na oszczędność energii niezbędnej do wytopu jednostki masowej metalu. Wykorzystanie w procesach metalurgicznych przykładowo 100 tys. ton odpadów tworzyw sztucznych pozwoli na zaoszczędzenie powierzchni wysypisk o około 400 tys. m2, 4 mln GJ energii, ograniczenie emisji tlenków węgla o 180 tys. ton/rok. Szacuje się, że wykorzystanie tworzyw sztucznych w procesie metalurgicznym pozwoli na oszczędność 40 GJ na 1 tonę wytopionego metalu.