Martin Karlsson Götaverken Miljö AB.

Transkript

1 Svavelrecirkulation WR 07 Martin Karlsson Götaverken Miljö AB Centrum för optimal resurshantering av avfall

2 Svavelrecirkulation Syfte med projektet: Testa svavelrecirkulation i fullskala Påvisa lägre högtemperaturkorrosion Påvisa lägre dioxinbildning

3 Vad är svavelrecirkulation?

4 Fullskaleförsök vid Renovas Panna 5 Åter- ÖH Elfilter Eko Slangfilter värm V Skorsten Dosering Eldstad atomiseringsluft svavelsyraåterföring rökgasrecirkulation SO 2 - steg Kon ndenser ingser skrubbe Väteperoxid

5 Provtagningar och mätningar Högtemperaturskorrosionssond 1000 h Impaktor och beläggningssondsmätningar Svavelsyradaggpunktsmätning Emissionsmätning Återvärm ÖH Elfilter Eko Slangfilter rsten Sko Dosering Eldstad Pannaska Elfilteraska Askprovtagning AMESA kontinuerlig dioxinprovtagare SO 2 - steg Konde ensering gssk rubber HClsteg

6 Konstanthållning av SO 2 efter panna SO 2 (mg/nm 3, tg) t.g.) SO 2 efter panna Svaveldosering Uppmätt halt efter panna Beräknad doserad halt : : : : : : : : : : : : : :00 0 Klockslag

7 Resultat från Ref och Recirk drift SO 2 -halter i pannan SO 2 doserad till eldstad 2 (beräknad) SO 2 efter panna 2 p mg/nm 3 tg mg/nm 3 tg Referens Recirkulation Halter i skorstenen HCl SO 2 NH 3 NO x CO TOC CO 2 O 2 mg/nm 3 tg, mg/nm 3 tg, mg/nm 3 tg, mg/nm 3 tg, mg/nm 3 tg, mg/nm 3 tg, vol% tg vol % 11%O 2 11%O 2 11%O 2 11%O 2 11%O 2 11%O 2 tg Gräns * Ref Recirk Med Gräns avses emissionsgränsvärde dygnsmedel *Riktvärde

8 Syradaggpunktsmätningar Lancom 200 Acid Dewpoint Monitor Resultat: Inga mätbara daggpunktsutfällningar Detektionsgräns enligt tillverkaren: C

9 Klor/svavelförhållandet i askor sjunker vid högre SO 2 Cl/S Flygaska Cl/S Pannaska Ref Opt Recirk SO 2 efter panna (mg/nm 3 t.g.) SO 2 efter panna (mg/nm 3 t.g.)

10 Impaktormätningar 50% lägre partikelkonc. Referens Recirkulation Ref 1 recirk 1 on y 11% O 2 ) oncentratio mg/nm 3 dry Mass co log(dp) (m Ref 2 Ref 3 Ref recirk ik2 recirk 3 recirk 4 dm/d Particle diameter (µm) Particle diameter (µm)

11 Beläggningstillväxten minskade 30% lväxt (g/ /m2h) Til

12 AMESA kontinuerlig dioxinprovtagare Adsorbent: XAD II ampull Sond för isokinetisk provtagning

13 En fjärdedel mindre dioxiner i rågasen I T TEQ ng/nm m3@11o2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Ref 1 3 Ref 4 Recirk 1 3

14 Korrosionsexponeringar i pannan 16Mo3, Sanicro28, Inconel625 Wall Air outlet 450 C Air inlet Exponering 1000h Vid Referens resp. svavelrecirkulation:

15 Korrosionsringar 16Mo3 Sanicro 28 Inconel h Referens 1000h Svavel Recirkulation

16 Materialförlustmätningar Materialförlust (µm/h)

17 Korrosionssond: SEM/EDX bilder Inconel 625 SEM EDX för klor Beläggning 1000 h Referens Korrosionsangrepp Beläggning 1000 h Recirkulation Opåverkad yta

18 Resultat från Waste Refinery-projektet Processen har demonstrerats i full skala Minskad högtemperaturkorrosion t vid dagens ångdata Dioxin i gasfas minskade med en fjärdedel Dioxin i flygaskor minskade Mindre klor och mer svavel i askorna Beläggningstillväxten minskade 1/3 Partikelkoncentrationen t halverades Ingen detekterbar SO daggpunkt efter pannan 2.5 Inga andra negativa effekter Cl/S Flygaska Referens Optimering Recirkulation SO 2 efter panna (mg/nm 3 t.g.)

19 Projektnätverk Dioxin- och askundersökningar Kompetenscentrum Korrosionsundersökn. Värdanläggning: Panntillverkare: Uppfinnare: (f.d. Forschungszentrum Karlsruhe)

20 Reservbilder

21 Korrosion efter 1000 h (mm) Vindriktning Referens Recirkulatio n Sanicro 28 Inconel Mo3 Ju närmare centrum desto mer korrosion

22 Korrosionssond: SEM bilder Sanicro 28 Beläggning 1000 h Referens 100 µm tjockt lager av korrosionsprodukter Sanicro 28 Beläggning 1000 h Recirkulation 1-2 µm tjock oxid Sanicro 28

23 Fullskaledrift och provtagningar Beläggningssond Impaktormätningar 1600 Askprovtagningar 1000 h korr. mätn Dioxinprovtagningar Recirkulation 1200 HCl rågas (mg/nm3 tg) SO2 rågas (mg/nm3 tg) januari 09 mars 09 maj 09 juli 09 september 09 november 09

24 Reaktionsmekanismer för sulfatering Korrosiv Icke-korrosiv Nettoreaktion: 2 NaCl + SO 2 + H 2 O+ ½O 2 Na 2 SO 4 (s) + 2 HCl Mekanism 1: Via SO 3 SO 2 (g) + ½ O 2 (g) SO 3 (g) SO 3 3(g) + 2NaCl(g) + H 2 O(g) Na 2SO 4 4( (s) + 2 HCl(g) Mekanism 2: Direkt av SO 2 NaCl + H 2 O NaOH + HCl NaOH + SO 2 NaHSO 3 NaHSO 3 + O 2 NaHSO 4 + O NaHSO 4 + NaCl Na 2 SO 4 + HCl

25 Kemiska reaktioner i skrubbern Lutdrift SO 2 + NaOH Na 2 SO 4 SO 2 + Lut Natriumsulfat Väteperoxiddrift SO 2 +H 2 O 2 H 2 SO 4 SO 2 + Väteperoxid Svavelsyra Svavelsyran neutraliseras i oxidationstanken till Natriumsulfat (H 2 SO 4 + NaOH Na 2 SO 4 )

26 Why sulphur? Aerosol formation Condensation of vapour into aerosol particles such as alkali chlorides (MeCl) and/or sulphates (MeSO 4 ) Deposit formation Corrosive deposits are formed by deposition of chloride containing aerosol particles. Combustion Transformation/ Gasification of elements in the fuel Effects Corrosion S S Dioxins S Fuel feeding A mixtur of elements such as C, Na, K, Cu, Cl, S, etc S Deposit Metal S Me Cl S Cl S Dioxin Cl O Cl O Corrosion Cl Cl

27 Pilotförsök i Tyskland Dioxiner i rågasen ~ gränsvärdet! O2 ) O2 ) 1 1 Cl/S Dioxiner Svavelrecirkulation PCDD/F (TEQ ng/nm 3, 11% O Cl/S (HCl, SO Uppstart 0.01 Mon 21 Tue 22 Wed 23 Thu 24 Fri 25 Sat 26 Sun 27 Mon 28 Tue 29 Wed 30 Thu 01 Fri 02 Sat 03 time (days)