SGC Rapport 108 Minskning av emissioner från biobränsleeldning ...

SammanfattningEn studie avseende möjligheterna att utnyttja katalytisk rebuming för att minska emissionernaav kväveoxider från biobränsleeldade anläggningar har genomförts. Projektet harsamfinansierats av stiftelsen för Värmeteknisk Forskning (Värmeforsk), Svenskt GasteknisktCenter AB (SGC), Perstorp AB och Katator AB.Vid katalytisk reburning f'ar primärförbränningen ske vid så lågt luftöverskott som ärmöjligt med hänsyn till emissioner av CO och kolväten. Nedströms brännkammaren tillförsreduktionsmedel i en kvantitet som är tillräcklig för att förbruka restsyret i rökgaserna.Huvuddelen av reduktionsmedlet, restsyret samt kväveoxiderna förbrukas i denrebumingkatalysator som placerats i rökgasstråket Nedströms reburningkatalysatorntillförs sekundärluft för att återföra rökgasblandningen till överstöldometriska förhållanden.Eventuella rester av CO och oförbrända kolväten förbränns därefter i en oxidationskatalysator.Experiment har genomförts i en för ändamålet ombyggd småskalig panna (l 0-20kW bränsle) för förbrärming av pellets. Undersökningarna visar att det är möjligt att nå reduktionsgraderpå 90% eller mer med avseende på kväveoxider utan att nettoutsläppenav CO ochfeller kolväten ökar.En översiktlig ekonomisk analys har genomförts baserat på de experimentella resultatenoch utvärderingen indikerar en stor känslighet för priset på det användarebumingbränslet. Om konventionella reduktionsmedel (naturgas/gasol) används bliråterbetalningstiden för investeringen 3 - 5 år. Om förnyelsebara reduktionsmedelanvänds alternativt om konventionella reduktionsmedel kan skattebefrias i dennatillämpning, blir återbetalningstiden kortare än 2 år, baserat på gällande regler avseendeavgifter för kväveoxidutsläppI större anläggningar kan problem förväntas uppstå med stråkbildning och kraftiga koncentrationsgradienteröver rökgasstråkets tvärsnitt. Dessa effekter medför en försämradprestanda varvid reduktionsgraden blir lägre. Korrosionsskador kan under syrefattigabetingelser uppstå i anläggningsdelar som har hög godstemperatur (t. ex. i överhettaren).Som ett alternativ till katalytisk reburning har kolväte-SCR undersökts. I denna processtillförs små mängder reduktionsmedel (lämpligtvis propan) vid överstöldometriska förhållanden.Under optimala betingelser erhålls en kväveoxidreduktion på 50 - 70% medövergångsmetallinbytta zeolitkatalysatorer, vilket framgår ur försök utförda i den pelletseldadepannan. Processuppbyggnaden kring kolväte-SCR är väsentligt enklare än denför katalytisk rebuming. Trots att reduktionsgraden är något lägre med denna metod indikerarden ekonomiska analysen att återbetalningstiden blir så kort som ca. 2 år.Det fortsatta arbetet bör inriktas på demo.-installationer i större biobränsleeldadepannor, varvid en fullständig teknisk och ekonomisk uppföljning kan genomföras. Det ärhärvid av speciell vikt att studera deaktiveringsfenomen.Nyckelord: Katalytisk reburning, kolväte-SCR, biobränslen, kväveoxider (NO,J