Transcript Förbränning, pannor

FÖRBRÄNNING, PANNOR
Miljöfrågor i samband med förbränning
ENERGI BAKGRUNDSFAKTA
Energi är någonting som kan användas för
att utföra arbete:
Energi mäts i J (Joule)
1 J = 1 kg*m2/s2 (m*g*h)
1 kJ = 1000 J
1 MJ = 1 000 000 J
1 GJ = 1 000 000 000 J
ENERGI BAKGRUNDSFAKTA
Effekt är energiförbrukning (J) per
tidsenhet (dvs per sekund):
Effekt mäts i W (Watt)
1 W = 1 J/s
1 kW = 1000 J/s
1 MW = 1 000 000 J/s
1 GW = 1 000 000 000 J/s
ENERGI BAKGRUNDSFAKTA
Ett 50 Ah bilbatteri (12 V) motsvarar 0.6 kWh.
1 kg pellets innehåller 5 kWh
1 liter bensin innehåller 10 kWh
Ett bilbatteri motsvarar:
120 gram pellets eller 6 cl bensin
ANLÄGGNINGSTYPER
kraftvärmeverk,
kondenskraftverk och
värmeverk
rökgaskondensering
FÖRBRÄNNING AV FASTA BRÄNSLEN
rostereldning,
fluidiserad bädd och
pulvereldning
förgasning av fasta bränslen
ROSTERELDNING


En roster är uppbyggd av järnstavar med hål i
stavarna eller utrymmen mellan stavarna för
lufttillförsel. Förbränningsluften tillförs i huvudsak
från undersidan av ett galler och fungerar som
”gaspedal”, mer luft ger mer förbränning och större
effekt.
Pelletsbrännare som används för små effekter (<1
MW) kan också liknas vid en rost även om man här
har andra system för lufttillförsel.
RÖKGASKONDENSERING



Genom att kondensera vattenånga i rökgaserna kan
ytterligare energi tillvaratas.
Verkningsgraden ökar då generellt från 85-90% till
110%.
Ju fuktigare bränsle ju mer värmeenergi erhålls i
rökgaskondensorn.
BIOBRÄNSLEN
trädbränslen (flis, bark, spån och energiskog),
biprodukter från skogsindustri och sågverk (bark
och sågspån),
förädlade dito: briketter, pellets eller pulver
agrobränslen (stråbränsle, halm, rörflen, hampa
etc.)
vegetabiliska oljor
biogas
returträ (returflis, bygg- och rivningsavfall),
animaliska oljor, dessa omfattas av EG-direktivet
om avfallsförbränning EG 2000/76/EG (vissa
undantag finns dock).
FOSSILA BRÄNSLEN
Torv intar en mellanställning då den berättigar
till elcertifikat, inte belastas med koldioxidskatt
men belastas med utsläppsrätter
Eldningsoljor
Naturgas
SKYDDSAVSTÅND
MILJÖPÅVERKAN LUFT
partiklar
kväveoxider
svaveloxider
kolmonoxid
oförbrända kolväten mm
PARTIKLAR


Stoftbildningen påverkas främst av bränslets
askinnehåll och förbränningstekniken. Partiklarna
består av dels aska från bränslet (oxider av
exempelvis kisel, kadmium och alkali), dels sot
(ofullständigt förbrända partiklar).
Storleken på partiklarna varierar från < 0,1μm till
över 100 μm. Från hälsosynpunkt är de små
partiklarna farligast, eftersom de har en större
benägenhet att ta sig långt ner i luftvägarna.
KVÄVEOXIDER



NOx är en samlingsbeteckning för kvävemonoxid
(NO) och kvävedioxid (NO2).
NOx bildas ur luftens och/eller bränslets kväve.
Förbränningsmetod och anläggningsutformning
samt halten av kväve i bränslet är avgörande för hur
mycket NOx som bildas.
KVÄVEOXIDER
KOLMONOXID


Halten kolmonoxid vid förbränning fungerar som
indikation för hur fullständig förbränningen är.
Fullständig förbränning innebär ett bättre
utnyttjande av bränslet och lägre halter av bl.a.
kolväteföreningar, som också förekommer i
rökgaserna då förbränningen inte är fullständig.
Intrimning av anläggningar för att minska
kväveoxidutsläppen medför ofta en ökning av
koloxidhalten.
KOLMONOXID VS KVÄVEOXIDER
KOLMONOXID VS KVÄVEOXIDER
KOLMONOXID VS KVÄVEOXIDER
KOLMONOXID VS KOLVÄTEN
KOLMONOXID VS KOLVÄTEN
ÖVRIG MILJÖPÅVERKAN
Buller – transporter och hantering av bränslen,
fläktar
Avfall – bottenaska, flygaska,
rökgasreningsprodukt
Kemikalier – ammoniak, hydrauloljor,
pannvattenkemikalier såsom syrereducerare, pHjusterare
ASKOR




Askhalt (TS)
 trädbränslen ca 1-5 %,
 torv ca 2-9 %,
 halm, ca 6-7 %,
 kol 7-20 %
 olja 0,005-0,1 %.
Damning.
Återanvändning – utfyllnad vid vägbyggen eller som
fyllnadsmaterial i betong.
Återföring av askor från biobränsleeldning till skog eller
åkermark.
ASKOR - UTLAKNINGSSTUDIER
ASKOR - UTLAKNINGSSTUDIER
ASKOR - MARKPROVTAGNING
ASKOR - UTLAKNINGSSTUDIER
ÅTGÄRDER FÖR ATT MINSKA
MILJÖPÅVERKAN
Partiklar – cykloner, elfilter, textila spärrfilter,
skrubber
Kväveoxider – primära och sekundära
Oförbrända ämnen – stegvis förbränning
PARTIKLAR
PARTIKLAR
Multicyklon: Avskiljningsförmågan är låg för
partiklar mindre än 5 μm. Utsläppsnivån efter
multicykloner ligger inom intervallet 100-250
mg/m3.
 Elektrofilter: Utsläppsnivån efter elektrofilter
ligger vanligen inom intervallet 0,1-20 mg/m3
 Textilfilter: Utsläppsnivån ligger oftast inom
intervallet <1 -10 mg/m3

KVÄVEOXIDER


Primära – förbränningstekniska: rökgasåterföring,
tvåstegsförbränning, sänkt luftöverskott
Sekundär – reduktion genom tillsats av urea eller
ammoniak i rökgaserna eller i en katalysator.
ASKOR



Askåterföring beror på askans innehåll av
tungmetaller och andra skadliga ämnen, men även
innehållet av viktiga näringsämnen. Andelen
oförbränt material i askan är en annan viktig
parameter för hur askan kan hanteras.
För att undvika skador på plantor och skott måste
askor spridas i samband med plöjning, på obeväxt
mark eller, när det gäller fleråriga grödor,
omedelbart efter skörd.
En förutsättning för att kunna utnyttja askorna
optimalt är också att de kan spridas jämnt fördelat
på åkern. Olika lagringsformers påverkan både på
askans spridnings- samt gödslingsegenskaper är
därmed viktiga att fastställa.
VILLKOR
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Riktvärden används inte längre
Hur ska villkoren nu formuleras
Vilka fallgropar finns det
Medelvärden över längre tid
%-iler
Möjlighet att vidta rättelse och därefter nytt prov
Möjlighet att förkasta ett visst antal prover per år
VILLKOR
Mätning ska ske minst vart tredje år. Utsläppskravet
är uppfyllt om medelvärdet av samtliga värden under
ett kalenderår underskrider begränsningsvärdet


.
Vad händer om sista analysvärdet blir högt
Vad händer om ett värde ligger 10 ggr
begränsningsvärdet (krav på minst 10 nya prover)
VILLKOR
Mätning ska ske minst vart tredje år. Om mätning sker
icke-kontinuerligt är utsläppskravet uppfyllt om
medelvärdet av samtliga uppmätta timmedelvärden
under ett kalenderår (faktisk drifttid) underskrider
begränsningsvärdet.
VILLKOR
Vid kontinuerlig mätning är utsläppskravet för CO och
NOx uppfyllt om under ett kalenderår (faktisk drifttid)
minst 90 % av alla dygnsmedelvärden underskrider
begränsningsvärdet enligt villkoret.

Strukturen har hämtats från 2013:252 och 2013:253
VILLKOR
Vid kontinuerlig mätning är utsläppskravet
för NH3 uppfyllt om under ett kalenderår
högst två månadsmedelvärden överskrider
begränsningsvärdet och för N2O om
årsmedelvärdet underskrider
begränsningsvärdet
FÖRSIKTIGHETSMÅTT
1.
Utsläpp av stoft får inte överskrida 250 mg/m3
normalkubikmeter torr gas vid 13 % CO2.
2.
Stoftutsläpp skall årligen mätas och redovisas till
tillsynsmyndigheten senast en månad efter utgången av
det år mätningen avser.
3.
Kemikalier (inkl. olja) skall lagras på sådant sätt att
eventuellt läckage eller spill inte kan förorena mark eller
vatten.
De skorstenar som används i verksamheten bör uppfylla
tillämpliga delar av Naturvårdsverkets allmänna råd 87:2
Fastbränsleeldade anläggningar samt 90:3 Skorstenshöjd.
FÖRSIKTIGHETSMÅTT
Utsläpp av stoft får inte överskrida 250 mg/m3
normalkubikmeter torr gas vid 13 % CO2.
Stoftmätning skall utföras vart tredje år med början år 2005.
De skorstenar som används i verksamheten bör uppfylla
tillämpliga delar av Naturvårdsverkets allmänna råd 87:2
Fastbränsleeldade anläggningar samt 90:3 Skorstenshöjd.
FÖRSIKTIGHETSMÅTT
Vid förbränning av fasta biobränslen får utsläpp av
kolmonoxid, stoft och kväveoxidet till luft inte överstiga:
800 mg CO/Nm3 torr gas vid 6 % O2
600 mg NOx/Nm3 torr gas vid 6 % O2 (räknat som NO2)
För halmpannan gäller: 50 mg stoft/Nm3 torr gas vid 6 % O2
För pelletspannan gäller: 120 mg stoft/Nm3 torr gas vid 6 % O2
Begränsningsvärdena för kolmonoxid och kväveoxider skall
gälla som månadsmedelvärde. Begränsningsvärdet för stoft
skall gälla vid besiktning/undersökning.
FÖRSIKTIGHETSMÅTT
FÖRSIKTIGHETSMÅTT
FÖRSIKTIGHETSMÅTT
Utsläppen av stoft i rökgaserna vid fastbränsleeldning får
som riktvärde och besiktningsvärde inte överstiga 100
mg/m3 normal torr gas vid 13 % CO2. Utsläppet ska beräknas
som ett medelvärde över bägge fastbränslepannorna.
Utsläppen av kväveoxider i rökgaserna vid
fastbränsleeldning får som riktvärde och besiktningsvärde
inte överstiga 300 mg/m3 normal torr gas vid 6 % O2.
Utsläppen av mängden suspenderade ämnen i utgående
vatten från rökgaskondenseringen får som riktvärde och
besiktningsvärde inte överstiga 10 mg/l. pH-värdet ska som
riktvärde ligga inom intervallet 6,5-9,0. Utsläppet ska ske till
dagvattennätet.
.
FÖRSIKTIGHETSMÅTT
Från biobränslepannorna Bio 4 och Bio 5 får utsläppen av
luftföroreningar som riktvärden inte överstiga:
50 mg stoft/Nm3 vid 6% O2. Värdet skall gälla vid
besiktning/undersökning.
500 mg CO/Nm3 vid 6% O2. Värdet skall gälla som
timmedelvärde och 90% av driftsdygnen under ett
kalenderår.
350 mg NOx/ Nm3 vid 6% O2. (räknat som NO2). Värdet skall
gälla som dygnsmedelvärde och 90% av driftsdygnen under
ett kalenderår.
.
.
FÖRSIKTIGHETSMÅTT
Miljö- och byggnadsnämnden beslutar med stöd av 26 kap 9 §
miljöbalken (SFS 1998:808) och med hänvisning till 2 kap 2
och 3 §§ miljöbalken att förelägga XXX att:
På de skiften på xxx i xx kommun där aska från
spannmålsrester planeras att spridas ska ett
samlingsjordprov per tre hektar tas enligt ytkartering i
bilaga 4 i ”Riktlinjer för gödsling och kalkning 2010”.
Proverna ska analyseras på metallerna bly, kadmium,
koppar, krom, kvicksilver, nickel och zink i enlighet med
SNFS 1994:2.
Inkomma med provresultat från jordprovtagningen till
miljö- och byggnadsförvaltningen.
FÖRSIKTIGHETSMÅTT
1.
Maximalt xxx ton aska får lagras på platsen
2.
In- och uttransporter ska ske huvudsakligen ske på
vardagar mellan 08 och 17.
3.
Provtagning av marken ska ske såväl före lagring av aska
sker som efter avslutad lagring.
4.
Verksamhetsutövaren ska meddela tillsynsmyndigheten
när lagringen är avslutad.
5.
Analysresultat från provtagningarna ska vara
tillsynsmyndigheten tillhanda senast två månader efter
avslutad lagring. Analys ska ske avseende de metaller som
skogsstyrelsen ställer krav på samt halterna PAH och pH.
6.
-alternativ till 3. -Provtagning av marken ska ske såväl före
lagring av aska sker som efter avslutad lagring. Proverna ska
sparas i minst 6 månader efter avslutad lagring.
7.
-alternativ till 5. -Eventuell analys av uttagna prover ska ske i
samråd med tillsynsmyndigheten.
VILLKOR - FÖRSIKTIGHETSMÅTT
Partiklar – 250 mg/m3 vid 6% O2 (< 1 MW)
 Partiklar – 100-150 mg/m3 vid 6% O2 (< 3MW)
 Partiklar – <50-100 mg/m3 vid 6% O2 (> 3 MW)


Kolmonoxid 500 mg/m3 vid 6% O2

Kväveoxider 250-300 mg/m3 vid 6% O2

Värdena gäller för flis/spån/pellets/briketter
MÄTTEKNIK
Syre – enklare mindre pannor < 3 MW
Kolmonoxid – små pannor > 3 MW
Kväveoxider – medelstora pannor > 5 MW (>25 GWh)
Partiklar –större pannor > 50 MW
Gäller pannor i basproduktion
JOURNALFÖRING
- EGENKONTROLL
Mängd förbrukade kemikalier (kalk, kol,
ammoniak mm.).
Mängd förbrukat bränsle.
Resultat från kalibrering av instrument för drift
och kontroll/mätning. Underhåll och service på
instrument (samt utförda emissionsmätningar).
Uppkommet avfall
TILLSYN - FÖRBRÄNNING
Hur märker man när förbränningen inte fungerar
så bra? Vad gör man då? Vilka är de vanligaste
orsakerna till dålig förbränning?
Hur regleras lufttillförseln? (O2, CO, fast
luft/bränsle kvot m.m.)
Hur sker/regleras bränsleinmatningen?
Hur sker sotning (våt/torr) och hur ofta
genomförs den?
TILLSYN - TRANSPORTER
Hur transporteras bränslen till/restprodukter
från anläggningen?
Vilka rutiner finns för att minska miljöpåverkan
från transporterna som orsakas av
verksamheten?
TILLSYN – LAGRING
Hur omhändertas dagvatten från bränslelager?
Hur förvaras flytande/fasta bränslen?
Vilka kemikalier hanteras på anläggningen?
Hur är lagringen av bränslen/kemikalier/avfall
invallad?
Vilka skydd och rutiner finns mot utläckage av
bränslen/kemikalier/avfall?
TILLSYN – KONTROLL
Uppfyller mätsträckorna för rökgasmätningarna
kraven på störningsfria raksträckor före och
efter mätplanen (SS EN 13284-1)?
Hur sker registrering, beräkning och utvärdering
av mätresultaten?
Vilka riskanalyser finns framtagna?
Hur kalibreras mätinstrumenten?
TILLSYN – AVFALL
Vilka olika typer av avfall uppstår på
anläggningen?
Hur hanteras askan?
Om askan återförs till skogsmark, vilka rutiner
finns för att kvalitetssäkra askan?