Biomasse til produktion af el og varme. Fase 2

Institut for Kemiteknik

Nærværende projekt er fase II i et langsigtet, strategisk forskningsprojekt, der sigter på at lette anvendelsen af biomasse som brændsel i den danske el- og varmeproduktion. Fase II har omhandlet fyring med halm på rist og gipsproducerende røggasafsvovling.

Projektbeskrivelse
Formålet med projektet er at forbedre det tekniske grundlag for anvendelse af biomasse til produktion af el og varme, med specielt fokus på rene og effektive processer. Projektet er anden del af et langsigtet strategisk forskningsprojekt, hvor første fase blev ansøgt og bevilget under EFP96. Det er opdelt i to områder: I) Fyring med halm og træ på rist. Aktiviteten indeholder deltagelse i fuldskalaforsøg på Masnedø og muligvis Enstedværket for at belyse effekt af biobrændselstype og sammenhænge mellem driftparametre og emissioner. Baseret på disse resultater, suppleret med batch-forsøg i lille skala, opbygges en model for biobrændselsfyring på rist med fokus på skaleringseffekter, udbrændinger og emissioner. II) Emissioner og gasrensning. Det undersøges, hvordan gipsproducerende afsvovlingsanlæg reagerer på skift i kalkstENS og brændselskvalitet, således at den størst mulige brændselsfleksibilitet og den bedst mulige restproduktkvalitet sikres. Endvidere undersøges, om der er en indflydelse på NO_x-emissionen. Projektet vil omfatte systematiske forsøg i pilotanlæg, laboratoriereaktorer og matematisk modellering
Resultater

Fyring med halm på rist: En matematisk model for forbrænding af halm på rist er udviklet som et værktøj til at forbedre forståelsen af denne proces. Modellen inkluderer varmetransmission til og i bedden , samt pyrolyse og koksforbrænding. For at verificere modellen og for at opnå en bedre forståelse af fixed-bed halmforbrænding er der blevet udført bench-scale laboratorieforsøg i en 15 cm diameter/137 cm lang reaktor hos TNO i Holland. Forbrændingsluft blev tilført gennem bundpladen og halmen blev antændt fra toppen ved hjælp af en elektrisk strålingskilde. Temperaturen blev målt i 8 positioner i bedden og gas udtaget ved hjælp af en probe blev analyseret for O2, CO2, CO, CxHy, H2O, NOx og NH3. Beregnende forbrændingshastigheder og bed temperaturer fra modellen stemmer godt overens med eksperimentelle fixed-bed data. En parameteranalyse er foretaget, som viser modellens følsomhed overfor vigtige parameter (primærluftmængde, luftforvarmning, etc.). Data fra fuldskalaforsøg er opnået i måleprojekter på Enstedværked og Masnedø. Måleresultater inkluderer gastemperatur (opnået ved sugepyrometer) og gassammensætning (O2, CO2, CO, SO2, NO, CxHy) fra forskellige positioner i kedlen. Data fra Masnedøværket inkluderer udover fyring med ren halm, også samfyring mellem halm og hhv. med olivenkerner (25%, termisk), sheanødder (35%) og træflis (25%). Emissioner fra halm og fra samfyringsforsøg med ovennævnte brændsler viser sig ikke at afvige signifikant fra hinanden. Nitroenoxid-emissoner fra Masnedøværket er betydelig højere end Enstedværket, hvor fyrrumstemperaturen er højest. Gipsproducerende røggasafsvovling: Der har været gennemført pilotforsøg med oxidation af TASP. Resultaterne viste, at restindholdet af Ca(OH)2 i TASP kan udnyttes som reaktant samtidig med, at indholdet af CaSO3 opløses og oxideres til sulfat og udkrystalliseres som gips. Ved forhøjet indhold af aluminium og fluorid i opslemningen af kalk og gips inhiberes kalkstenens opløselighed. En mere detaljeret undersøgelse af inhiberingen er foretaget i laboratoriereaktorer. Der har endvidere været gennemført pilotforsøg med forskellige kalktyper og med tilsætning af organiske buffere med henblik på at optimere afsvovlingsprocessen. Resultaterne viste at afsvivlingsgraden i et eksisterende anlæg kan forbedres enten ved at tilsætte små mængder adipinsyre (<1000 ppm) til opslemningen af kalksten eller ved at skifte fra kalksten til kridt som absorbent. I begge tilfælde med et lavere restkalkindhold i den producerede gips. Ved forhøjet indhold af aluminium og fluorid i opslemningen af kalk og gips inhiberes kalkstenens opløselighed. Samme effekt havde tilstedeværelsen af HCl i røggassen. Sammenhængen mellem gipskrystallisationen og gipsens afvandingsegenskaber i afhængighed af driftsomstændighederne er blevet undersøgt ved pilotforsøg

Key figures

Periode:
1998 - 2000
Bevillingsår:
1998
Egen finansiering:
3,40 mio.
Støttebeløb:
2,78 mio.
Støtteprocent:
45 %
Projektbudget:
6,18 mio.

Kategori

Oprindelig title
Effektiv og ren anvendelse af biomasse til produktion af el og varme. Fase 2 i et langsigtet strategisk forskningsprojekt
Program
EFP
Fælles overordnet teknologiområde
Bio og affald
Projekttype
Forskning
Journalnummer
1323/98-0001

Deltagere

Danmarks Tekniske Universitet (DTU) (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
No entries available.

Kontakt

Kontakperson
Dam-Johansen, Kim
Adresse
Danmarks Tekniske Universitet. Institut for Kemiteknik
Bygning 229
DK-2800 Lyngby
Glarborg, Peter (lektor); Projektleder: Dam-Johansen, Kim , 45252840, pgl@kt.dtu.dk
Øvr. Partnere: De Danske Elværker