Problem vid avsvavling

av Bjarne Nyman Forum 1984-02, sida 12-13, 01.02.1984

Taggar: Teman: föroräningar

F RU Farväl, surt regn?

BÄTTRE FÖRB

I Chockrapporterna från Mellaneuropa om det sura regnet som håller på att fördärva skogarna har väckt reaktioner också hos oss, Det är inte att undra på, eftersom vi är mycket beroende av våra skogar.

I Finland har försurningen tillsvidare inte — enligt expertisen — haft någon inverkan på skogarnas tillväxt. Det är enbart en del av sjöarna som har blivit lidande.

Men i ett längre tidsperspektiv är det klart, att också skog och mark drabbas av det sura regnet, om ingenting görs. Går försurningen så långt raseras grunden för landets nationalekonomi,

Hittills har man på ansvarigt håll i vårt land med god motivering kunnat skyffla över ansvaret för svavelproblemet på de svavelutsläppande länderna i Mellaneuropa och i Östblocket, eftersom största delen av den sura nederbörden i Finland inte är självåsamkad utan importerad. Enligt färska uppgifter från Industrins Centralförbund härstammar endast 27 procent av svavelnedfallet över Finland från våra egna utsläpp, medan hela 54 procent är luftburet nedfall från det övriga Europa. Resten av den sura nederbörden kommer från ännu avlägsnare trakter.

Mot denna bakgrund är det klart, att Finlands försurningsproblem inte kan lösas enbart med åtgärder inom landets gränser.

Bovarna heter: olja, kol, torv

Försurningen i de länder som står för huvuddelen av det sura nedfallet börjar emellertid bli oroväckande. Inom EG har man nu också tagit de första stegen på väg mot en minskning av svaveldioxid- och -trioxidutsläppen. I takt med att åtgärderna inom EG börjar ge resultat växer också behovet av att vi själva ser om vårt hus.

Största delen av det sura nedfallet härstammar från förbränningen av tung brännolja, kol och torv. För de bränslekvaliteter som används hos oss är svavelinnehållet per energienhet vanligtvis störst i tung brännolja (ca 3 procent) och minst i torv (ca 0,15 procent av torrsubstansen). Kolet hamnar någonstans mitt i mellan.

Av de fossila bränslena är det endast oljan som kan avsvavlas på ett förnuftigt sätt före förbränningen. Denna teknik har varit känd och använd ända sedan början av 1900-talet.

Hos Neste Oy avsvavlas alla oljeproduk 12

Hur skall vi lösa problemet med det sura regnet som hotar fördärva skog, mark och sjöar också på våra bred Ad ati förbjuda svavelhaltiga fossila bränslen?

Nej, det bästa sättet är nog att med teknikens kjälp se till att svavlet inte kommer ut i luften, Det kan mar göra på olika sätt. Fossila bränslen kan avsvavlas före förbränningen, svavlet kan bindas under förbränningen och för det tredje kan rökgaserna befrias från sitt innehåll av svaveloxider.

Av dessa metoder är det särskilt svavelbindningen unde gjälva förbränningen som ser ut att vinna terräng.

FÖRSURNINGSPROBLEME ter förutom den tunga brännoljan, Också lätt brännolja avsvavlas så pass mycket, att dess slutliga svavelinnehåll blir ca 0,3—0,5 procent. Miljöbelastningen är dock inte huvudorsaken till denna avsvavling, utan den korrosion som svavelsyran ställer till med efter förbränning i t ex motorer.

Neste Oy uppger, att det inte finns några som helst planer på att avsvavla den tunga brännoljan — tillsvidare. Det skulle bli för dyrt, menar man.

Avsvavlingen av olja sker på katalytisk väg under hög temperatur. Svavlet som är bundet till de organiska molekylerna i oljan bildar tillsammans med väte svavelväte, som lätt kan avskiljas. Ju tyngre de organiska molekylerna är desto svårare blir det att frigöra svavlet. För den tunga brännoljans del försvåras avsvavlingen ytterligare av dess stora innehåll av nickel och vanadin som kraftigt sänker livslängden för den använda katalysatorn.

Men avsvavlingen av tung brännolja är ingen omöjlighet. I trakter som är svårt drabbade av nedsurning — t ex Japan — avsvavlas den tunga brännoljan redan idag. I takt med ökande problem och mera utvecklade metoder kommer avsvavlingen av den tunga brännoljan högst antagligen att bli mera allmän.

Avsvavling av kol och torv före förbränning förekommer överhuvudtaget inte, även om det i princip är tekniskt möjligt.

Konventionell förbränningstekni löser inga problem

De olika konventionella förbränningsmetoderna när det gäller tung brännolja och fasta bränslen (kol, torv) har inte någon väsentlig betydelse för mängden svavelutsläpp. För oljans del kan konstateras, att allt svavel som finns bundet förbränns till svaveldioxid och -trioxid, som sedan avgår tilsammans med den övriga rökgasen. Vid förbränning av kol och torv binds en del av svavlet till askan, som kan avlägsnas direkt eller via filter (ftygaska). Beroende på vilken förbränningsmetod som används kan 15—30 procent av svavlet bindas till askan.

Av detta kunde man dra den snabba slutsatsen, att det med tanke på svavelutsläppen skulle vara fördelaktigt att använda kol och torv i kraftverk i stället för olja.

Nu är det i alla fall så, att både kol- och torvkraftverk behöver tung brännolja som stödbränsle. Speciellt i torvkraftverk varierar utsläppen av svaveloxider kraftigt just av denna orsak. För kolkraftverkens del är utsläppen naturligtvis starkt beroende av svavelhalten i det kol som används.

Den enda existerande metoden att effektivt binda bränslets svavel innan det avgår som svaveloxider går ut på att injicera kalk i förbränningskammaren, Men detta leder inte till resultat i konventionella pannor. Däremot är kalkinjiceringen ett synnerligen effektivt botemedel mot svavelutsläpp i pannor som bygger på s k virvelbäddsteknik.

Virvelbäddsteknik på kommande

Virvelbäddstekniken innebär i korthet att förbränningen sker i en bädd av vanlig sand, som fås att ”sväva i luften” genom att förbränningsluften blåses in i pannan från undre sidan. Sanden kan blandas upp med kalkmjöl som mycket effektivt binder den bildade svaveldioxiden. Resultatet av kalkmjölets reaktion med svaveldioxiden är gips.

Virvelbäddstekniken har inte utvecklats i avsikt att minska utsläppen av svaveldioxid i atmosfären. Dess största fördel är att den möjliggör förbränning av olika bränslen i en och samma panna. Möjligheten att bli kvitt svaveldioxiden har kommit så att säga på köpet.

Finland kan idag stoltsera med att vara föregångare på virvelbäddteknikens område, En mängd olika varianter och storlekar finns redan att tillgå. Bland tillverkarna och konstruktörerna kan nämnas A, Ahlström Oy, Outokumpu Oy, Ab Tampella Oy, Kymmene-Strömberg Ab, Witermo Oy (Rauma-Repola) och Sermet Oy (Parca Norrahammar), (Listan är förmodligen inte fullständig.)

A. Ahlström har utvecklat en speciell teknik som kallas förbränning i cirkulerande virvelbädd, Enligt marknadsföringsdirektör Folke Pettersson vid Ahlström ligger bolaget, när det gäller denna teknik, 3—5 år före sina konkurrenter, inte enbart i Finland utan också på den internationella marknaden. Bolaget fick nyligen sin hittills största beställning på en anläggning som innehåller den cirkulerande virvelbäddstekniken. Beställningen gick på ca 100 miljoner mark och kom från USA.

2184 F RUN

Av BJARNE NYMAN

USA utgör för övrigt en stor marknad för virvelbäddsteknik på grund av de skärpta bestämmelserna för svavelutsläpp. Detsamma kan sägas om de flesta områden där svavelproblemen växer.

I vårt eget land har ett relativt stort antal värmecentraler med virvelbäddsteknik byggts. Avsikten har dock inte varit att minska svavelutsläppen utan att kunna använda olika former av fasta bränslen [inklusive tung brännolja).

Virvelbäddspannor kan numera byggas i många storleksklasser. Vanligt är att pannorna byggs i 15-—60 MW:s klassen, men vissa företag sysslar också med att bygga små pannor (Sermet Oy, Witermo Oy) med effekter ner till 2 MW. Ahlströms hittills största virvelbäddspanna (cirkulerande) har beställts till Syd-Korea och dess effekt är 100 MW. Företaget uppger att de har beredskap och kunnande att bygga virvelbäddspannor med effekter upp till 300 MW.

Rening av rökgaserna

Den sista möjligheten att förhindra svaveldioxiden att nå atmosfären är att avlägsna den ur rökgaserna. Det svavel som bundits till flygaskan kan enkelt filtreras bort i t ex cyklonfilter eller elektrofilter. Den gasformiga svaveldioxiden och -trioxiden är däremot ett mera svårlöst problem. I princip är det möjligt att låta rökgaserna passera genom s k skrubbrar fyllda med kalkmjölk. Alternativt kan en torrmetod användas.

I USA, Förbundsrepubliken Tyskland och Japan har denna teknik i viss mån tagits i bruk. Problemet är att det är fråga om en dyr teknik, som dessutom inte är speciellt effektiv. Reningsgrader på 70—80 procent är vanliga.

I finländska kraftverk renas inte rökgaserna från svaveldioxid överhuvudtaget.

Svavelutsläppen betraktas som de mest skadliga utsläppen från kraftverk och värmecentraler eldade med fossila bränslen. Vid sidan av svaveldioxiden och -trioxiden förekommer emellertid också utsläpp av olika kvävedioxider, som är nästan lika skadliga för miljön som svaveldioxidutsläppen. Dessa föroreningar uppkommer vid höga förbränningstemperaturer i pannorna (över 1 430” C). I pannor som bygger på virvelbäddsteknik är temperaturen så pass låg (800—900”C) att inga kväveoxider bildas.

13