Under en rutinmätning av emissioner 2019 överskred SCA Munksund AB gränsvärdetför dioxiner vid samförbränning. Som en direkt åtgärd minskades andelen avfallsklassatbränsle i bränsleblandningen. För att skaffa sig en bättre bild av hur olika avfalls-andelar påverkar dioxinbildningen, med säkrade förbrännigsbetingelser, utfördes testermed avfallsandelar som varierades. Vid sidan av det gjordes en teknisk samt ekonomiskanalys av anläggningens SNCR-system. Vid anläggningen finns en fastbränslepanna av typen CFB där internt och externt bio-bränsle samt avfallsklassat bränsle energiåtervinns. Till avfallsklassat bränsle räknas re-turträ (RT-flis) och wellrejekt (plastrejekt från returfiberavdelningen). Vid förbrännings-försöken varierades mängden RT-flis mellan 0 och 10 % medan wellrejektet varieradesmellan 0 och 4 % där kravet om förbränning över 850 °C i två sekunder skulle uppnås.Andelerna är angivna med avseende på energitillförseln. Totalt testades fyra punktermellan 0 och 14 %. För framtida bruk byggdes en modell för att räkna ut uppehållstidöver 850 °C. Denna modell skulle använda sig av befintliga givare. Denna hann dock intetestas under projektets gång. SNCR-systemets styrning undersöktes och det jämfördes med befintliga licensavtal. Förden ekonomiska analysen jämfördes kostnaden för reduceringskemikalien och kväveoxid-avgiften. Resultatet visade att alla tester klarade dagens och framtidens krav om emissioner avdioxiner. Nivåerna varierade mellan 0.004-0.014 ng/m3ntg. Halterna av dioxinerna kanhärledas till hur last och temperatur i förbränningskammaren var under testerna. Högstahalten uppkom när olja stödeldades på grund av låg temperatur medan lägst halt komvid hög temperatur samt förbränning av enbart biobränsle. SNCR-systemet styrs inte enligt befintligt licensavtall samt att systemets totalekonomialltid gått med förlust. Den ekonomiska förlusten har dock ökat de senaste åren. SNCR-systemets försämrade ekonomi kommer från en högre kväveoxidavgift som resultat avhögre halter per producerad energienhet. Lägre effektivitet hos den åldrande fastbränsle-pannan och en minskad dosering av reduceringskemikalie kan tänkas vara bakomliggandeorsaken. Slutsatsen är att fastbränslepannan klarar av en andel avfallsklassat bränsle om 14 %under liknande förhållanden. SNCR-systemet styrs inte enligt licensavtalet och det finnsen möjlighet att dosera mer av reduceringskemikalien vilket kan förbättra totalekonominför systemet.i

The direct variable costs for heat and electricity production based on solid biomass fuel combustion is approximately 3-5 times lower than the costs in a fossil fuel-oil based boiler in Sweden. In addition waste derived biomass fuels are typically much cheaper than biomass not classified as waste. The introduction of the waste derived fuels; wastewater treatment sludge, demolition wood, and animal waste in a 50MWth circulating fluidized bed (CFB) biomass boiler located in Perstorp, Sweden, led to rapid deposit buildup in superheaters, heavy ash accumulation in economizers and failing boiler tubes and vortex finders that forced frequent boiler shutdowns. This in turn increased the use of expensive oil (fossil fuel) in backup boilers and the CO2 footprint of the on-site energy conversion system. This work aims to increase the general mechanistic understanding of combustion systems using complex fuels, and includes: A mapping of the boiler failure and preventive maintenance statistics; elemental composition analysis of ash, deposits and fuel fractions; flue-gas composition measurements; chemical speciation analysis; an attempt to describe the overall ash transformation reactions and mass balance throughout the combustion process. Scanning electron microscope (SEM) equipped with energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) was used to analyze the elemental composition of ash and deposits. The SEM-EDS results were used together with data from X-ray powder diffraction (XRD) analysis, thermodynamic phase data, and equilibrium calculations in an attempt to quantify the crystalline phases and the overall ash transformation of the process. Based on the findings concerning ash transformation and the failure statistics, it has been possible to identify generic key parameters regarding boiler design and process parameters, enabling major improvements of the CFB boiler availability, a lower overall energy conversion cost and a reduced CO2 footprint. / Den direkta rörliga kostnaden för värme-och elproduktion baserad på fast biobränsle är ungefär 3-5 gånger lägre än kostnaden för fossiloljebaserad produktion. Avfallsklassade fasta biobränslen är vidare oftast betydligt billigare än fasta biobränslen som inte är klassade som avfall. Införandet av de avfallsklassade bränslena; reningsslam, rivningsvirke, och animaliskt avfall i en 50MWth cirkulerande fluidiserad bädd (CFB) -panna, ledde till kraftig beläggningstillväxt i överhettare och ackumulering av aska i ekonomisers, samt haveri av panntuber och centrumrör i cyklonerna, som tvingade fram frekventa pannstopp. Detta ökade i sin tur användningen aveldningsolja (fossilt bränsle) i reservkrafts-pannor vilket resulterade i ett större CO2 utsläpp och en högre kostnad för energiomvandlingen på siten. Detta arbete syftar till att öka den allmänna mekanistiska förståelsen av förbränningssystem som använder komplexa bränslen, och omfattar; haveri- och underhållsstatistik, elementarsammansättningsanalys av aska, beläggningar och bränslefraktioner, rökgasens sammansättning, kemisk specificering av askor och beläggningar, ett försök att beskriva de övergripande askomvandlingsreaktionerna, samt en massbalans för förbränningsprocessen. Svepelektronmikroskop (SEM) utrustat med energidispersiv röntgenspektroskopi (EDS) användes för att analysera den elementära sammansättningen av aska och beläggningar. SEM-EDS-resultaten användes tillsammans med pulverröntgendiffraktionsanalys (XRD), termodynamiska fasdata, och jämviktsberäkningar i ett försök att kvantifiera de kristallina faserna och de övergripande askomvandlingsreaktionerna i processen. Baserat på resultaten rörande askomvandling och haveristatistik, har det varit möjligt att identifiera generiska nyckelparametrar gällande panndesign och processparametrar, som möjliggjort stora förbättringar av CFB pannans tillgänglighet, en lägre totalkostnad för energiomvandlingen på siten samt ett minskat CO2-utsläpp.