Teknikval vid rening av rökgaskondensat i avfallsförbränningsanläggningar

Transkript

1 Teknikval vid rening av rökgaskondensat i avfallsförbränningsanläggningar

2 Benchmarking of flue gas condensate cleaning technologies in waste-to-energy plants Teknikval vid rening av rökgaskondensat i avfallsförbränningsanläggningar Barbara Goldschmidt Henrik Olsson Helen Carlström Värmeforskprojekt M08-835

3 Bakgrund Tidigare Värmeforskprojekt: Rapport 568 Nyttiggörande av kondensat från rökgaskondensering Rapport 643 Avsaltning av varmt rökgaskondensat med membranteknik Rapport 895 Avancerad rening av rökgaskondensat Rapport 1089 Utvärdering av erfarenheter av membranteknik för rening av rökgaskondensat

4 Projektgenomförande Besök och intervjuer på 6 anläggningar Vattenprovtagning och analys Diskussion av typfall Utarbetande av rekommendationer

5 Besökta anläggningar Sysavs avfallskraftvärmeverk P4 Tekniska Verken i Linköping - Gärstadverket Sysavs avfallskraftvärmeverk P1&2 Skövde Värmeverk - Värmekällan DONG Energy W&B - Måbjergvaerket Sönderborg Kraftvarmevaerk

6 Värmeåtervinning genom kondensering Rökgaskondensortyper (bio och samförbränning) Samtidig kondensering och värmeväxling Tubvärmeväxlare Plattvärmeväxlare Extern värmeväxling utanför kondensorhuset Skrubber (bild: VF 719 Studie av rökgaskondensering för biobränsleeldade kraftvärmeanläggningar)

7 Skrubbning och värmeåtervinning Rökgasskrubbertyper (avfall) En eller flera skrubbrar beroende på rökgas Störtkylare/quench Surt steg (Cl, NH3, metaller) Neutralt steg (SO2) Ev dioxinsteg Kondenseringssteg med extern värmeväxling (bild: GMAB The Måbjergvaerket WtE plant at Holstebro, Denmark)

8 Teknik *Elfilter *Våtskrubbning *Fällning/filtrering av allt avloppsvatten *Ev ammoniakstrippning *Elfilter *Våtskrubbning *Slangfilter med kalkdosering *Våtskrubbning *Slangfilter med kalkdosering *Våtskrubbning *Fällning/filtrering av surskrubbervatten *Filtrering, jonbyte eller RO av kondensat *Ev ammoniakstrippning *Fällning/filtrering av surskrubbervatten *Filtrering, jonbyte eller RO av kondensat *Ev ammoniakstrippning *Recirkulering av surskrubbervatten *Filtrering, jonbyte eller RO av kondensat *Ingen ammoniakstrippning

9 Besökta anläggningar:

10 Sysav P4

11 Sysav P4 rökgasrening och kondensering MW Industri- och hushållsavfall 50/50 Elfilter (2 fält) HCl-skrubber med kalkstensslurry ph 1,5 SO2-skrubber med kalkstensslurry ph 5,5, gipsavskiljning Kondenseringsskrubber med NaOH ph 6,5, koldopad packning Vått elfilter SCR (tail-end)

12 Sysav P4 vattenrening ph-justering till ph 3 med kalkstensslurry ph-justering till ph 9 med NaOH metallhydroxider Tillsats av sulfid Hg-sulfid, tillsats av FeCl3 flockar Tillsats av polymer flockar Sedimentering i lamellseparator Slam till filterpress Klarfas till polering efter tillsats av ytterligare flockningsmedel Polering i sandfilter Polering i kolfilter Neutralisation Utsläpp till Öresund

13 Gärstadverket P4

14 Gärstadverket rökgasrening och kond MW panna Industri- och hushållsavfall 40/60 SNCR Textilfilter med dosering av Ca(OH)2 och kol HCl-skrubber SO2-skrubber med NaOH Kondenseringsskrubber (2 steg) med NaOH

15 Gärstadverket vattenrening ph-justering av survatten med NaOH metallhydroxider Tillsats av sulfid Hg-sulfid, tillsats av FeCl3 flockar Sedimentering i lamellseparator Slam till filterpress Klarfas till polering efter tillsats av ytterligare flockningsmedel Polering i sandfilter Ammoniakstripper Ytterligare polering tillsammans med kondensat Polering i sandfilter Polering i kolfilter Neutralisation Utsläpp till recipient

16 Sysav P1&2

17 Sysav P1&2 rökgasrening och kond Rökgasrening retrofit *30 MW pannor Industri- och hushållsavfall 50/50 SNCR Textilfilter med dosering av Ca(OH)2 HCl-skrubber (2 steg) ph<2 SO2-skrubber med NaOH ph 5,5 Kondenseringsskrubber med NaOH ph 6,5

18 Sysav P1&2 vattenrening Survattenåterföring till panna Rening av kondensat Påsfilter Tungmetallselektiva jonbytare ph 4,5 Hg-selektiva jonbytare Neutralisation Utsläpp till recipient

19 Skövde Värmekällan

20 Skövde rökgasrening och kondensering MW panna Industri- och hushållsavfall 40/60 SNCR Textilfilter med dosering av Ca(OH)2, kol, befuktn, FA-recirk HCl-skrubber (2 steg) ph<2 Kondenseringsskrubber med NaOH

21 Skövde vattenrening Survattenåterföring till panna Rening av kondensat Påsfilter CO2-avdrivare Hg-selektiva jonbytare ph 4,8 Tungmetallselektiva jonbytare As-selektiva filter ph 7,7 Utsläpp till recipient

22 Måbjergvaerket

23 Måbjerg rökgasrening och kondensering Étt skrubbersteg 1992, fler steg + kondensering *30 MW pannor Industri- och hushållsavfall 50/50, avloppsslam SNCR Elfilter (2 fält) HCl-skrubber med kalkstensslurry SO2-skrubber med NaOH Kondenseringsskrubber (2 steg) med NaOH Dioxinskrubber Koldopad packning

24 Måbjerg vattenrening Survatten renas med CO2-avdrivning följt av fällning/flockning/sedimentering/sandfilter/kolfilter Separat rening av kondensat Ursprungligen med påsfilter och kolfilter 2005 retrofit med påsfilter och RO RO-rejekt till HCl-skrubber RO-renvatten till recipient (återanvändning testad)

25 Sönderborg Kraftvarmevaerk

26 Sönderborg rökgasrening och kond Två skrubbersteg 1996, fler steg 2004, kondensering MW panna Industri- och hushållsavfall Elfilter (2 fält) HCl-skrubber (2 steg) SO2-skrubber med NaOH och kolslurry (2 steg) Kondenseringsskrubber med NaOH, koldopad packning

27 Sönderborg vattenrening Survatten renas sep med fällning/flockning/sedim/sandfilter Sulfatvatten renas sep med fällning/flockning/sedim/sandfilter Separat rening av kondensat Påsfilter/UF/påsfilter/RO RO-rejekt till HCl-skrubber RO-renvatten till havet (återanvändning planeras)

28 Analyser:

29 Halter i surskrubbervatten (HCl-steget)

30 Halter i vatten från SO2-skrubbern (neutralt steg)

31 Halter i kondensat (från värmeåtervinningssteget)

32 Halter i kondensat (från värmeåtervinningssteget)

33 Krav på utgående vatten

34 Halter i utgående vatten

35 Kostnader:

36 Årliga kostnader (inkl kapitalkostnad 15 år / 5%) 20 MW panna ksek/år 80 MW panna ksek/år Fällning/flockning/ sedimentering/filtrering av allt vatten Survattenrecirkulering till panna Jonbyte av kondensat Survattenrecirkulering till panna Membranfiltrering av kondensat

37 För- och nackdelar:

38 Fällning/flockning/sedimentering/filtrering Fördelar Beprövat Lämpligt för både elfilter och slangfilter Nackdelar Stor investering Många kemikalier Personalbehov Ytrymmeskrävande

39 Survattenrecirkulering, kondensatrening med jonbytare eller membran Fördelar Lägst kostnad Litet personalbehov Inte så utrymmeskrävande Ingen ammoniakstrippning behövs Nackdelar Kräver torr eller våttorr stoftrening med slangfilter Kan medföra höga driftkostnader för jonbytare vid höga tungmetallhalter