Huvudmeny

Kemisk fraktionering av avfallsbränslen (Avslutat)

Startdatum: september 2008
Slutdatum: oktober 2009
Finansiär: Waste Refinery
Frida Claesson, Anita Pettersson 

Beskrivning 

Detta projekt jämför två metoder för kemisk fraktionering av avfallsbränslen och utvärderar hur de respektive resultaten korrelerar med oönskade (oorganiska) reaktioner i en förbränningsprocess. Syftet är att finna en lämplig metod som karaktäriseringar avfallsbränslen utifrån hur hårt kritiska komponenter sitter bundna och vilken potentiell risk de därmed medför i en förbränningsprocess. Projektet specifika mål är att öka förståelsen kring de oorganiska reaktioner som sker i en förbränningsprocess. Effektmålen är att reducera driftstörningar och underhållskostnader vid avfallsförbränning genom optimala bränslemixar och förbränningsparametrar, samt förbättrade förbehandlingsmetoder och designverktyg. Oorganiska komponenter i biobränslen och avfallsbränslen är den huvudsakliga orsaken till driftstörningar i avfallsförbränningsanläggningar, såsom agglomereringar, avlagringar och korrosion. För att förstå  och neutralisera de oorganiska reaktioner som sker i förbränningsprocessen krävs god kunskap om sammansättningen på det ingående bränslet. När det gäller avfall och avfallsförbränning så saknas till stor del denna kunskap, eftersom avfall oftast är heterogent är därmed svårdefinierat. Avfallsbränslen har provtagits och analyserats genom åren, men kunskapen om hur representativa prover ska tas samt utvärdering av vad som kan anses vara representativt har tidigare helt saknas. Just nu drivs ett projekt som adresserar detta ämne. Projektet går under namnet VOKAB (Vägen genom en förbränningsanläggning för Oorganiska Komponenter i AvfallsBränslen) och bedrivs inom Waste Refinery med finansiering från KK-stiftelsen och de deltagande parterna: SP, Renova, Borås Energi och Miljö, Dalkia samt Metso Power. 

Principskiss över olika fraktioneringssteg som ingår i kemisk fraktionering och karaktärisering av avfallsbränslen  

I projektet provtas avfallsbränslen från Renova och Borås Energi och Miljös förbränningsanläggningar. Det sker en gång per månad under ett års tid för att få ett statistiskt underlag och en god kännedom om vilka nivåer av oorganiska komponenter som är representativa. Avfallsbränslena analyseras med avseende på totalhalter av olika grundämnen, vilket är det vanliga sättet att analysera ett bränsle på. Totalhalten avslöjar dock inte något om grundämnenas benägenhet att reagera i en förbränningsprocess eftersom grundämnena ingår i olika föreningar, som är mer eller mindre stabila vid förbränning. Det gör däremot kemisk fraktionering som ger ett mått på hur hårt beståndsdelarna är bundna. Ett klassiskt exempel är glaset blykristall som har en blyoxidhalt på uppemot 30 %, men där blyoxiden är mycket stabil. En analys av totalhalten ger således en hög blyhalt medan lakning/kemisk fraktionering ger mycket låga blyhalter. Svavel, klor och alkalimetaller är exempel på komponenter som ofta är löst bundna (klor i PVC tillhör emellertid undantagen). Dessa komponenter är också de som oftast orsakar beläggningsrelaterade problem.  Bränsleanalyser är ofta ett viktigt redskap för att designa förbränningsanläggningar och/eller bränslesammansättningen till densamma. Kemisk fraktionering är en vedertagen lakningsmetod som ursprungligen har använts för kol och biobränslen men som på senare år vidareutvecklats till biobränslen och avfallsbränslen (Åbo Akademi). Nackdelen med denna typ av kemisk fraktionering är att den är tidskrävande. Varje prov ska lakas i minst 6 dygn Andra snabbare lakningsmetoder existerar också,  tex. lakningsmetoden från EU-projektet Bionorm (CEN/TS 15105). Dessa har ännu inte utvärderats mot de reaktioner som sker i en förbränningsprocess.   

Förväntade resultat 

Ökad kunskap om hur omfattande metoder för lakning/kemisk fraktionering behöver vara för att ge användbar information om ett bränsles karaktär. Om det t.ex. räcker med den enklare metoden BIONORM så underlättas framtida bränslekaraktäriseringar avsevärt. Ökad kunskap om hur representativ en analys av totalhalten är för att förutsäga efterföljande driftsproblematik. Denna information är av värde för alla anläggningsägare, pannleverantör etc som utför bränsleanalyser i syfte att förstå de reaktioner som kan väntas ske i en förbränningsanläggning.