Avancerad rening av rökgaskondensat

Sammanfattning

Detta projekt har som syfte att studera teknik för att återvinna vatten till processen och reducera utsläppen av ammoniak till vatten och luft. De tekniker som har studerats är membranteknik i form av ultrafiltrering, nanofiltrering och omvänd osmos, dessutom har stripper för ammoniakavskiljning studerats. Biobränslen används alltmer som bränsle vid energiproduktion. Rökgaserna konden-seras i många fall för att förbättra energiutnyttjandegraden och minska utsläppen till luft. Eftersom halten av kväve/ammonium är hög i rökgaskondensaten från anläggningar som har SNCR (selective non catalytic reduction) för NOx-reduktion är detta inte en långsiktigt hållbar lösning. Ytterligare ett motiv för detta projekt är att det idag används stora volymer stadsvatten i processen. Med membranteknik kan en stor del av vattnet återanvändas och ersätta stadsvattnet I laboratorietester konstaterades att en viss membranfouling (membranbeläggning) förekom. Trots driftstörningar i rökgaskondensatbehandlingen, som orsakade att tjärprodukter kom in i detta vatten, fungerade nano-(NF) och omvänd osmosfiltreringen (RO) och ingen påtaglig påverkan noterades för dessa membran. Emellertid antyder de analyser som nu gjorts av PAH att det finns en 'naturlig bakgrundsnivå' som vid långvarig drift kan orsaka foulingproblem. Ett ultrafilter avskiljer merparten av dessa PAH och skyddar på detta sätt det efterföljande RO-membranet. Nanofiltreringen gav 3 ggr högre filtreringskapacitet än RO-filtreringen och hög avskiljning vid 30 bars tryck på kondensatvattnet vilket kan ge stora kostnads-besparingar genom att membranytan då minskas 3 ggr. Resultaten är intressanta men bör vidimeras under långtidsförsök. Höjd temperatur gynnar också filtreringskapaciteten. Membranfoulingen var låg för nano- och RO-filtreringsmembranen och tvätt av dessa visade att ursprungskapaciteten uppnåddes. Troligen beror detta på den goda förbehandlingen. Uppkoncentreringen över membranen var mycket hög vilket skulle kunna gynna återföring av koncentratet till systemet. Simuleringarna av en ammoniakstripper visar att vissa parametrar är kritiska inom vissa områden medan andra inte är kritiska för funktionen. Luftflödet är en kritisk parameter då funktionen hos strippern är stabil inom utläggningsområdet. Slutsatserna avseende verifieringen av simulerade data visar att modellen stämmer ganska väl överens med verkliga data. Generellt kan sägas att det för effektiviteten hos stripper alltid är bättre att hålla en hög temperatur i strippern. Inkoppling av system av denna typ är ofta mycket positiva då ekonomi och miljö går hand i hand. Utformningen av systemet beror starkt på de förutsättningar som gäller för den aktuella anläggningen. Man kan konstatera att återbetalningstiden blir ganska rimlig för denna typ av miljöinvestering, knappt 4 år, för ett fall som är redovisat i rapporten. I vissa anläggningar är vattenåtervinningen inte intressant och då behövs endast en ammoniakstripper vilket innebär en relativt låg kostnad i förhållande till det möjliga utbyte som man kan få från den i form av NOx-reduktion

Medarbetare: Östen Ekengren

Nyckelord: rökgaskondensat, rökgas: membranteknik, ultrafiltrering, nanofiltrering, omvänd osmos, stripper, ammoniak, Biobränslen, energiproduktion

Typ: Artikel

År: 2005

Rapportnummer: A1378

Författare: Fredrik Axby, Östen Ekengren, Jan-Erik Bjurhem

Publicerad i: Värmeforsk Service AB, ISSN 0282-3772