2018-12-04

Styrning av rökgasrening och kontinuerlig övervakning av utsläpp på avfallsenergianläggningar

Avfall är i allmänhet oönskat och det är bäst att det inte uppstår alls. Det näst bästa alternativet för att hantera avfall är att återvinna det. Men det finns också avfall som av olika skäl inte återvinns. Deponier har då varit den traditionella lösningen men av miljöskäl är det ett allt mindre gångbart alternativ. Det som då återstår är avfallsförbränning, i de flesta fall med tillvaratagande av den energi som finns i materialet. Det finns många olika typer av avfall som kan förbrännas, till exempel kommunalt avfall, farligt avfall och slam. Varje typ av avfall kan kräva sin egen typ av förbränningsanläggning som varierar i process och kapacitet beroende på tillgången på respektive avfallstyp.

Det kan vara en utmaning att hantera alla luftföroreningar som genereras i förbränningsprocesser men det kan numera i stor utsträckning hanteras med hjälp av olika rökgasreningstekniker. Avfallsförbränningsanläggningar har därför vanligtvis ett par saker gemensamt, oavsett storlek och avfallstyp: behovet av att styra rökgasreningsprocesserna och behovet av att övervaka de återstående utsläppen till omgivningsluften. Detta uppnås med hjälp av lämpliga gasövervakningstekniker.

Utsläppen av föroreningar kan minimeras på flera sätt. Det mest grundläggande är att generera så lite luftföroreningar som möjligt vid själva förbränningen. Detta uppnås genom korrekt styrning av förbränningsprocessen. Med rätt blandning av bränsle och luft och vid rätt temperatur kan bildningen av föroreningar minimeras. Recirkulation av avgaserna kan bidra till dessa mekanismer.

Aktiva rökgasreningsmetoder måste användas för att ta hand om de föroreningar som fortfarande genereras. Några fundamentalt olika typer av metoder kan användas i såväl avfallsenergianläggningar som i andra förbränningsorienterade processer: filter, skrubbrar och ammoniakinsprutning. Dammfilter tar bort partiklarna, skrubbrar används framför allt för att reducera korrosiva ämnen och ammoniakinsprutning med eller utan katalysator (SCR eller SNCR) används för att minska utsläppen av kväveoxider.

För att övervaka och styra skrubbningsprocessen mäts ofta koncentrationerna av SO₂, HCl och/eller HF för att ge signaler till injektionen av skrubbningsmedlet, vanligtvis kalk eller kalkslurry Korrekt styrning av skrubbern bidrar också till att skydda efterföljande katalysatorer från de korrosiva gaserna. NO_X-reduktion kan uppnås genom att injicera ammoniak (NH₃), som sedan bildar kväve och vatten. Målet är att minimera NO_X-koncentrationerna samtidigt som inget överskott av NH₃ slipper igenom. Reaktionsprocessen kräver exakt styrning av injektionshastigheter och temperaturer. Detta underlättas av mätningar av NH₃-, NO- och ibland även NO₂-koncentrationerna. I båda fallen är korta svarstider för mätningarna avgörande för att ge de signaler som krävs för processtyrningen.

Farligt avfall från olika industrier kan generera andra giftiga gaser än de som normalt förekommer i kommunala avfallsförbränningsanläggningar. Föreningar som kvicksilver, bensen, cyanid, fosgen och andra mycket farliga gaser kan också behöva övervakas i sådana fall. Sjukhusavfall och kemiskt specialavfall kan innehålla anmärkningsvärda halter av jod och brom. HBr, Br₂ och I₂ kan behöva mätas för att aktivera särskild behandling i rökgasreningssteg och/eller för att övervaka utsläppen till omgivningsluften.

Det finns ofta strikta regler för utsläpp till luft från avfallsförbränningsanläggningar, givet att de potentiellt farliga ämnen som kan förekomma i förbränningsprocesserna. Myndigheterna som styr gränsvärden kan vara både internationella, nationella och lokala. Europeiska unionen har till exempel antagit direktivet 2010/75/EU om industriutsläpp (IED). Utsläppen måste övervakas och resultaten ligger till grund för de officiella utsläppsrapporter som ska upprättas och lämnas in till myndigheterna för att visa att bestämmelserna efterlevs.

OPSIS övervakningsteknik är mycket väl lämpad för avfallsenergianläggningar. Det har resulterat i att ett stort antal gasövervakningssystem från OPSIS används för kontinuerlig övervakning av utsläpp (CEM) vid förbränningsanläggningar över hela världen. En viktig anledning till detta är att anläggningarna behöver övervaka en rad olika typer av gaser som då ofta kan mätas med ett enda OPSIS-system bestående av en eller två individuella OPSIS-gasanalysatorer. En annan fördel är OPSIS-systemens bevisade pålitlighet som bara kräver ett minimum av underhåll trots de ofta varma, våta och aggressiva rökgaserna.