Rökgasbrunn för minimering av utsläpp vid förbränning av åkerbränslen, vidareutveckling Johan Yngvesson SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Förbrännings- och Aerosolteknik Mitt namn är Johan Yngvesson, arbetar på SP sveriges tekniska forskningsinstitut Jag vill presentera mitt projekt rökgasbrunn

Projektet Finansieras av Energimyndigheten 329 kKr och Länsstyrelsen Västra Götaland 329 kKr via Energigården/AgroVäst Genomförs av SP i samarbete med Olof Arkelöv, KanEnergi Sweden AB. Avrapporteras i december 2010 Projektet genomförs av mig på SP, och Olof på KanEnergi. Två anläggningar till förfogande för mätningar. Finasiärer är EM samt Länsstyrelsen i VG, hälften vardera. Projektet skall avrapporteras slutet 2010.

Varför rökgasbrunn Nya biobränslen innehåller mer svavel, klor och aska För anläggningar 0,5 – 10 MW har NVV satt gränsvärden för utsläpp av stoft Förekommer på lantbruk och närvärme centraler. Det finns en marknad för sådana anläggningar i tätbebyggt område Billigare än en skorsten En enkel teknik som visat sig minska utsläpp av stoft, svaveldioxid och väteklorid till luft (Bilden är tagen från Lantbrukets Brandskyddskommitté, LBK) Nya snabbväxande biobränslen har högre innehåll av aska och surgörande komponenter som klor och svavel. Korrosionsskador i närmiljön vid eldning av spannmål.(plåttak, hängrännor, även rostfritt) Skorstenen ersätts med ett rökrör i marken där temperaturen i gasen sänks, fukt kondenserar ut och utsläpp av stoft, svaveldioxid och väteklorid minskar. En ejektorfläkt driver på gaserna och sänker gastemperaturen så mycket att plaströr kan användas till rökröret. Säkerhetsanordning vid elavbrott

Syfte med projektet Beskriva två anläggningar, 60kW och 1MW, deras konstruktion av rökgasbrunn samt val av komponenter. Utvärdera effekten av vattenbesprutning i rökgaserna m.a.p. reduktionen av stoft, svavel och klor. Utreda vilka regler som omgärdar kondensatet. Vilka möjligheter/hinder finns när det gäller hanteringen? Beräkna om markuppvärmningen påverkar funktionen. Projektet är en fortsättning på ett projekt från 2006, ”Rökgasbrunn vid spannmålseldning” som visade på god avskiljning av stoft (40%), svavel (40%) och klor (60%) i rökgaserna. Beskrivning av två anläggningar med rökgasbrunnar installerade. Undersöka om vatteninsprutning i avgaserna ytterligare reducerar stoft, svavel, klor. Utreda vilka regelverk/myndigheter som har relevans för hanteringen kondensat. Beräkningar på markuppvärmningens påverkan på funktionen.

Anläggningar tillgängliga för mätning: 60 kW bioenergipanna. & Anläggningar tillgängliga för mätning: 60 kW bioenergipanna & 1 MW satseldad halmpanna på Gullbringa Säteri utanför Värsås Anläggning på Gullbringa Säteri utanför Kungälv: Konstruktör Per-Uno Karlsson, Synneröd Maskin, pannan är en 60kW bioenergipanna (alias: spannmålspannan) modell Catfire med rörligt roster & PLC styrning. Avgaserna leds ner i plaströr i mark ca 20m till brunnen. Ejektorfläkt på 200W. Säkerhetsventil (undertryckgivare) Provuttag. Anläggningen i Värsås utanför Skövde. Leverantör är Hålltorps Säteri Maskin AB: Pannan är en ”Hålltorppannan” 1MW (950 kW) satseldad halmpanna, PLC styrning, lambdasond, rökrör i ackumulatortank. T-rör i toppen där rökrör anslutits, utsidan ner och bort till brunnen. Ejektorfläkt, plaströr ovan mark.

Konstruktion av rökgasbrunn Ejektorfläkten sänker rökgastemperaturen till omkring 40 °C vilket gör plaströr möjliga i konstruktionen. Det förebygger problem med rör som fräter sönder. Uppvärmning av marken anses inte påverka funktionen när man använder en ejektorfläkt. Bilden visar halmpannan med ackumulatortank och rökgasbrunn utanför Värsås.

Resultat –avskiljning av stoft Rökgasbrunn kan reducera stoftutsläppen med upp till 80% Klarar NVV´s krav på anläggningar inom tätbebyggt område Vatteninsprutning ger ingen förbättring på spannmålspannan Rökgasbrunn kan reducera stoftutsläppen med upp till 80 % (75% i medel för rörflen utan vatten). Rökgasbrunn klarar, under vissa förhållanden Naturvårdsverkets krav på anläggningar i tätbebyggt område som är 100 mg/Nm3 t.g. vid 13% O2, (Utom tätbebyggt område = 350 mg/Nm3) Vattenbesprutningen av rökgaserna ökade inte avskiljningen på spannmålspannan. Kanske fel typ av munstycke? (Hardi fär ogräsbesprutning - gav en vattendimma, inte dusch) Lättaste förklaringen till stoftets ökning för halm är mätfel. Teorirer om koaguleringsfenomen som uppstår vid utspädning av rökgaser. (ref.: SP AR 2007-15 Partikelmätning vid vedeldning – Jämförelse mellan provtagning i skorsten och spädtunnel, L. Johansson) Går inte säga om vatteninsprutningen gjorde skillnad. (munstycke för grisstallar)

Resultat – avskiljning av svaveldioxid Avskiljning kring 18% på 1 MW anläggningen för halm Ingen förbättring med vattenbesprutning. Ökning av svaveldioxid på 60 kW anläggningen beror på mätosäkerhet Svaveldioxid i rökgaserna efter pannan respektive brunnen: Reduktion 17 - 19 % för halmpannan, men en ökning på 6 – 24 % för spannmålspannan. Vattenbesprutning ger ingen skillnad alls.

Resultat - avskiljning av väteklorid Upp till 70 % avskiljning av väteklorid med vatteninsprutning i rökgaserna Skillnad på insprutningens placering och utformning av munstycken: På halmpannan användes mustycken för grisstallar och placerades strax efter ejektorfläkten. På spannmålspannan användes en munstycke för ogräsbesprutning som placerades strax innan ejektorfläkten. Väteklorid i rökgaserna efter pannan respektive brunnen: Reduktionen vid eldning av havre var 6 – 71 % och halm 8 – 18 %. Vatteninsprutning gjorde möjligen stor skillnad för havren, men den mätningen var inte samtidig för panna och brunn - driftförhållandena var dock lika. Konstruktionen mellan de båda anläggningarna var också olika avseende munstycken och dess placering. Munstycke för ogräsbesprutning typ Hardi (konisk sprutbild), ejektorfläkt 200W.

Kvarstår Förslag på hantering av kondensatet. (pH = 2,5) Neutralisering, rening, filtrering, kontroll, utsläpp till recipient, spridning? Länsstyrelsen ger miljötillstånd. Bränsleanalys, & askanalys har utförts. Analyser på kondensatet - pH, metallinnehåll

Rapporten kommer att läggas ut på: www.sp.se Tack! Rapporten kommer att läggas ut på: www.sp.se