Diskussion och slutsatser

Försöken med inblandning av PTP-bränslet i Johannes visar a an samförbrännas i en modern panna avsedd för biobränslen

tt denna typ av bränslen , men att det innebär en rosion och beläggningsbildning på överhettare och eldstadsväggar. Den st kopplas till trä- och inte i samma utsträckning till under den aktuella provperioden. I avfallspannan Högdalen P6 är dock se. Detta visar på att det är rna. Även skillnaden en ojämn det gäller missionerna vid inblandning av utsorterade avfallsfraktioner kräver emissionskraven nligt EU’s avfallsförbränningsdirektiv en noggrann utvärdering från fall till fall. I hannes bör kraven gå att möta med befintlig rökgasrening, i vart fall vid den måttliga inblandningsgrad och den typ av PTP som var aktuell under försöksveckorna (ca 20 % PTP). Möjligen kan emissionerna av CO bli ett problem i den aktuella pannan.

Analyserna av bränslet visar på stora skillnader mellan Johannes och Högdalen vad gäller föroreningarnas nivå och ursprung. Detta påvisar betydelsen av en bra källsortering och kvalitetskontroll av bränslet. I Johannes fall innehöll PTP-bränslet måttliga halter av ämnen (klor, alkali och andra metaller) som kan förväntas leda till ökade driftsproblem eller emissioner. En stor andel av dessa föroreningar kunde hänföras till trä- och pappersfraktionerna medan plastfraktionen i Johannes hade mycket låga föroreningsnivåer. Bortsett från skillnaderna i densitet och värmevärde, jämfört med t.ex. bark, bör den typ av PTP-bränsle som samförbrändes i Johannes inte innebära några svårigheter att hantera för en modern biobränsleanläggning. Bränslet i Högdalen innehöll däremot kraftigt förhöjda halter av ämnen som kan förväntas ge driftrelaterade problem samt av tungmetaller. Främst kan konstateras att plastfraktionen i Högdalen uppvisar höga klorhalter som indikerar att denna fraktion troligen innehöll ca 5-10 % PVC. Redan denna låga andel PVC resulterar dock i kraftigt förhöjda halter av klor och därmed också en mer korrosiv miljö i pannan. Högdalens plast innehöll även avsevärt mer av de flesta metaller än någon annan fraktion, bl a återfanns nästan allt kadmium och antimon i plastfraktionen. Den fraktion som har de näst högsta halterna av spårmetaller var Högdalens finfraktion och den fraktionen utgjorde också den största andelen av bränslet. Denna innehöll också minst tre gånger högre koncentrationer av kalium och natrium jämfört med övriga fraktioner, vilket har betydelse för beläggningsbildningen. Detta sammantaget gör att även finfraktionen kan innebära problem i Högdalens panna. Finfraktionen i bränslet leder troligtvis även till att förbränningen i relativt hög grad sker sent i pannan och i viss mån fortsätter in i avskiljaren.

Den karakterisering av förbränningsförloppet som genomfördes i Johannes visade över provperioden en praktiskt taget statisk skevhet över eldstadens tvärsnitt vad gäller O2, CO och gastemperatur. Detta förekom oavsett bränslemix och beror troligen på ojämnheter i inmatat bränsle eller luft över pannans tvärsnitt.

k

ökad risk för kor

ökade korrosionsrisken i Johannespannan kan främ appersfraktionerna i PTP-bränslet. Plast bidrog troligtvis p

ökad korrosion

plastfraktionen, med en relativt hög klorhalt, av störst betydel

stor skillnad mellan de PTP-bränslen som används i de båda anläggninga

laterade problem kan f d av den stora

vissa andra driftre örväntas, bl.a. på grun

i värmevärde mellan fuktig bark och PTP-bränsle. Detta medför att nblandningsgrad ger kraftigt varierande förbränningsförhållanden. När i

e e Jo

En jämförelse mellan de olika bränslefallen i Johannes visar att inblandning av PTP ökar den lokala CO-halten

resulterar i lägre lokala O

i eldstaden närmast frontväggen (där bränslet matas in) och

2-halter jämfört med om enbart bark eldas. Detta innebär en ltaten från

skillnader i

tem rfö o ehalt r pann tvär re låga

inblandningsgraden av reaktiv plast (cirka 1 vikts-%) med gt värm de är dä te tillr kligt st att ge n markant inverkan på förbränningsbilden. Mätningarna i Johannes visade att en inblandning av 20 % PTP ökar alkalikloridhalten i

rö och b äggnin vid öv tarna j t med nbart b eldas.

Någon ökning av mängden beläggningar kopplat detta k inte på men

d nehöl de beläg ar som des me vid inb ing av Detta

innebär en ökad risk för korrosion vid inblandning av PTP. Ökningen kan troligen till stor del knytas till trä- och pappersfraktionerna i PTP-bränslet och inte specifikt till b gen a plast. I tningen av sulfat i pannan ledde till att SO2-halten steg ch KCl-halten sjönk vilket i sin tur minskade beläggningstillväxten. Sulfatdosering inskad ndvikas genom tillsats av svavel i lämplig form.

met) i Johannes vid inblandning av 20 % PTP främst består av KCl och K2SO4. Vid sulfatinsprutning omvandlas KCl till K2SO4 i hög utsträckning och de submikrona partiklarna bestod då främst av kalium och svavel. Analyserna av de submikrona partiklarna i Johannes stämmer väl överens med beläggningsmätningarna. De submikrona partiklarna i Högdalen innehöll höga halter klor samt likvärdiga, men relativt låga, halter av kalium och natrium. Vid dosering av svavelgranuler i Högdalen sjönk klorhalten och svavelhalten ökade i de submikrona partiklarna men det fanns fortfarande höga halter klor i partiklarna, 4 gånger högre jämfört med Johannes vid inblandning av 20 % PTP.

Även i Högdalen visar försöken att SO2-halten stiger och (K,Na)Cl-halten sjunker i rökgasen vid tillsats av svavel vilket i sin tur leder till något minskad beläggningstillväxt. En större tillsatt mängd svavel gav en kraftigare minskning av beläggningstillväxt både vid tillsats av sulfat och vid tillsats av elementärt svavel. Även beläggningarnas kloridhalt minskade och svavelhalt ökade med ökad svaveltillsats. Beläggningarnas klorhalt i Högdalen var dock fortfarande mycket hög och minskade inte lika mycket som i Johannes. Någon signifikant skillnad i beläggningstillväxt eller under försöksveckorna vid förbränning av 100 % PTP (Högdalen).

ökad risk för lokal korrosion på eldstadsväggarna. Resu förbränningskarakteriseringen visar dock inte på några dramatiska

peratu rdelning ch syr öve ans snitt. Den lativt

ett hö evär

rmed in äc or för ågon

kgasen el garna erhet ämför om e ark

till unde visas

äremot in l gning bilda r klor landn PTP.

in landnin v nspru

o

reducerade även klorhalterna i beläggningarna vilket resulterar i m

korrosionsrisk. Detta ger en tydlig indikation på att de problem kopplade till korrosion och påslag som förknippas med en inblandning av avfallsfraktioner till stor del kan u

Karakteriseringen av flygaskan i rågasen m.a.p. olika partikelstorlekar visar att de bmikrona partiklarna (askelement som varit i gasfas i förbränningsutrym

su

beläggningarnas kemiska sammansättning mellan de båda svavelformerna noterades nte. Minskad korrosionshastighet vid tillsats av svavel kunde inte heller uppmätas i

Båda de aktuella anläggningarna har haft stora problem med bäddsintringar under eldningssäsongen 2003/2004 och speciellt för Johannes har det varit svårt att fastställa anledningen till detta. Det finns dock inget som styrker att det är skillnaden i kemisk sammansättning mellan PTP-bränsle och biobränsle som har varit orsaken. I Johannes visar försöken under våren 2004 inte på någon signifikant förändring av bäddens kemiska sammansättning i samband med inblandning av PTP. Det finns tyvärr alltför få uttagna prover för att klargöra eventuella samband mellan bäddens kemiska sammansättning och sintringarna under vintern 2003/2004. I Högdalen har flertalet sintringar inträffat i samband med problem och störningar hos bränsleinmatningen. I samband med dessa störningar har inte bäddtemperaturen och fluidiseringen kunnat bibehållas inom önskade intervall.

Sammansättningen på flygaskan från de båda anläggningarna skiljer sig kraftigt åt från varandra. I Johannes var halterna av tungmetaller relativt låga även vid inblandning av PTP. Mangan, som härstammar från barken, var den tungmetall som dominerade. Högdalens flygaska hade betydligt högre halter tungmetaller, främst koppar och bly. I

tungmetallerna på de allra minsta partiklarna. lygaskpartiklarna över 10 µm hade en låg halt tungmetaller (2-3 g/kg aska). Det var ckså denna fraktion som bidrog till den dominerande mängden flygaska. Om denna an rökgasreningen kan mängden flygaska från textilfiltret

kulle ge en kostnadsbesparing eftersom flygaskan från vfallsförbränningen har en hög kvittblivningskostnad. Praktiskt sett kan det dock vara

µm, enkla cykloner

av arti 40 µ ör Joh finn a et att skilja en

vi elfrak ftersom metallerna är relativt jämnt fördelade mellan de olika

pa rlekar et är em tid kan te helle ot beho rsom flygaskan,

bå d o tan P blandn redan g äv yttiggörs som

konstruktionsma på en i.

Em rna i sen frå annes blandn 20 % var relativt låga

nder mätperioden. Bland annat var HCl- och SO2-halterna under 6 mg/Nm³ vid 6 % O2

innan rökgaskondensorn. Under kampanjmätningarna var det inte heller något problem el över eldningssäsongen.

i rökgasen, men ara om stoftvillkoret är mycket högt. Med aktuell stoftrening bör dock gränsvärdet för stoft klaras med marginal och därmed uppfylls även villkoret för emissioner av tungmetaller. Detta innebär att anläggningen inte bör ha några större problem med att klara de gränsvärden till luft som kommer att gälla enligt EU’s avfallsförbränningsdirektiv.

Rökgasemissionerna från försöken med 100 % PTP i Högdalen visar att halterna av HCl och SO2 är höga innan rökgasreningen. Dessa halter kan dock inte jämföras direkt med halterna i Johannes eftersom bränslet i Högdalen har en helt annan kemisk Johannes flygaska fanns mangan relativt jämnt fördelat på flygaskans olika partikelstorlekarna. I Högdalen anrikades

F o

askfraktion separeras inn minska vilket troligen s a

svårt att designa en cyklon som avskiljer partiklar ner till 10

skiljer p klar över m. F annes s inte samm möjligh

ss partik tion e tung

rtikelsto na. D eller ske in r någ v efte

de me ch u TP-in ing, ida en n

terial depon

issione rökga n Joh vid in ing av PTP

u

att klara gränsvärdet för CO, men tidigare studier har visat att emissionerna av CO kan variera en hel d

Tungmetallerna i Johannes flygaska domineras som tidigare nämnts av mangan. Den höga manganhalten i askan kan begränsa villkoret för utsläpp av stoft

sammansättning. Eftersom Högdalen P6 är utrustad med en effektiv rökgasrening är emissionerna till omgivningen relativt låga. Under försöken med svaveltillsats ökade dock halterna av SO2 kraftigt även i rengasen. Detta berodde dock på att utrustningen inte justerades för den extremt höga svavelhalten i rågasen och bör efter intrimning kunna hanteras. Högdalen P6 är i övrigt redan anpassad till avfallsförbränningsdirektivet och bedöms inte heller ha några problem att klara de aktuella gränsvärdena.