Dagvatten är det vatten som faller som nederbörd och sedan rinner över vägar och bebyggelse ned i brunnar eller direkt till recipienten. Dagvatten innehåller många olika föroreningar som kan vara direkt skadliga för vattenmiljön. I examensarbetet undersöks Gottsunda dagvattenpark som syftar till att rena dagvattnet innan det når recipienten Hågaån. Målet är att alla ytvattenförekomster i Sverige ska uppnå god ekologisk och kemisk ytvattenstatus, då Hågaån inte uppnår detta i dagsläget är det viktigt att kvantifiera hur väl den befintliga reningen av dagvatten fungerar. Syftet med examensarbetet är att undersöka om kontinuerlig turbiditets- och flödesmätning kan vara en fungerande metod för att kvantifiera transport och avskiljning av dagvattenföroreningarna suspenderat material, fosfor, kadmium, krom, nickel, koppar, bly och zink. Kontinuerliga sensormätningar kan i högre grad fånga in den snabba variationen i dagvatten än konventionella mätmetoder. Bland annat kan turbiditet mätas kontinuerligt med sensorer, en parameter som ofta visar hög korrelation med bland annat suspenderat material. Denna studie visade att signifikanta linjära samband finns mellan turbiditet med suspenderat material, fosfor och metaller för Gottsunda dagvattenparks in- och utlopp. En viss osäkerhet förekommer för sambanden i inloppet till följd av extremvärden med hög influens där ett behov finns av fler stickprover. Den beräknade avskiljningen i denna studie är något lägre än vad som förväntas, en möjlig förklaring är den stora fraktionen lerjordar i avrinningsområdet samt att dammen är förhållandevis nyetablerad. En ytterligare förklaring kan vara att det inte är exakt samma vattenpaket som undersökts i in- och utlopp, vilket antas gett upphov till en underskattning av avskiljningen. Vid viktning av mängderna utifrån en korrekt vattenbalans uppnås en högre avskiljning. Avskiljningsförmågan i Gottsunda dagvattenpark har i stort ökat med tiden men med sämre avskiljning under vintermånaderna. Kontinuerliga sensormätningar fungerar bra för att uppskatta medelkoncentrationer och belastningar av föroreningar och har potentialen att revolutionera dagvattenövervakningen. Dock behövs mer forskning där bland annat partikelsammansättningens påverkan behöver undersökas. / Stormwater is the precipitation that falls over cities and proceeds to flow on our streets, collecting pollutants on its way to the recipient. Stormwater contains a lot of different pollutants that can cause harm to our water bodies. In the study, Gottsunda stormwater pond is examined, whose purpose is to purify the stormwater before it reaches the recipient Hågaån. The goal is that all waters in Sweden should achieve good ecological and chemical surface water status. Since this isn’t achieved by Hågaån it is important to quantify if the current stormwater purification works as intended. The purpose of this study is to examine the potential to use high frequency sensors, measuring turbidity and discharge, to quantify transport and removal of the stormwater pollutants suspended solids, phosphorus, cadmium, chromium, nickel, copper, lead, and zinc. Measuring turbidity and discharge continuously using high frequency sensors can capture the fast variation in stormwater to a higher extent than conventional methods. Turbidity is a parameter which often shows high correlation with e.g. suspended solids. The study showed significant linear relationships between turbidity with suspended solids, phosphorus, and metals for incoming and outgoing water of Gottsunda stormwater pond. Uncertainty is present in the relationships for the incoming water due to extreme values with high influence, thus more grab samples are required. The calculated removal of pollutants is below the expected level, a possible explanation for this is the high fraction of clay soils in the catchment and the young age of the pond. Another explanation could be that the water volumes differ between in- and outlet. Considering the same volumes a higher removal is retrieved. The ability to remove pollutants has increased over time since the pond was established, with exception for the winter months. High frequency sensor measurements work well for estimating mean concentrations and loads of pollutants and has the potential of revolutionizing surveillance of stormwater. Although, more research is required where the effect of particle composition needs to be examined more closely.

In this diploma work, the absorption of CO2 in different liquid solutions was studied by gas absorption in a randomly packed column. To characterize the absorption a few experiments with SO2 absorption were made.The report has resulted due to the large amounts of carbon dioxide released into the atmosphere, mainly from fossil-fired power plants. To reduce these emissions, carbon dioxide can be separated from flue gas by different techniques such as CO2 absorption with ammonia. The work consists of a theoretical and a laboratory part of measurements and calculations. In the experimental part a system of absorption and associated test equipment was constructed. Different liquid solutions of pure water, potassium carbonate solution and ammonia in various concentrations were used to catch carbon dioxide by countercurrent absorption. Also SO2 was absorbed in the potassium carbonate solution to determine the gas film constant. The absorption efficiency of CO2 ranged from a few percent in the experiment with water to up to 7% with potassium carbonate solution. The CO2 absorption of ammonia varied with concentration and gave a separation of between 12 and 94%. Ammonia tests were made at both 10 and 20 °C. In general, a higher CO2-capture at 20 °C was obtained as confirmed by theory. / I detta examensarbete har absorptionseffektivitet av CO2 hos olika vätskelösningar undersökts genom gasabsorption i en slumpmässigt packad kolonn. För att karakterisera absorptionen absorberades även SO2 i några experiment. Rapporten är utförd med anledning av de stora mängder koldioxid som släpps ut i atmosfären, främst från fossileldade kraftverk. För att minska dessa utsläpp kan koldioxiden avskiljas från rökgaserna genom olika tekniker t.ex. genom CO2-absorption med ammoniak. Arbetet består av en teoridel och en laborativ del med mätningar och beräkningar. I den experimentella delen konstruerades ett system med en absorptionskolonn och tillhörande mätutrustning. Olika vätskelösningar bestående av rent vatten, kaliumkarbonatlösning och ammoniak i olika koncentrationer användes till att ta upp koldioxid genom motströms absorption. Även SO2 absorberades i kaliumkarbonatlösning för att bestämma gasfilmkonstanten. Absorptionsgraden av CO2 varierade från några få procent i försöket med vatten upp till 7 % med kaliumkarbonatlösningen. CO2-absorptionen av ammoniak varierade med koncentrationen och gav en avskiljning på mellan 12 och 94 %. Ammoniakförsöken gjordes med både vid 10 och 20 °C. Generellt erhölls en bättre CO2-avskiljning vid 20°C, vilket bekräftas av teorin.

<p>In this diploma work, the absorption of CO₂in different liquid solutions was studied by gas absorption in a randomly packed column. To characterize the absorption a few experiments with SO₂ absorption were made.The report has resulted due to the large amounts of carbon dioxide released into the atmosphere, mainly from fossil-fired power plants. To reduce these emissions, carbon dioxide can be separated from flue gas by different techniques such as CO₂ absorption with ammonia. The work consists of a theoretical and a laboratory part of measurements and calculations. In the experimental part a system of absorption and associated test equipment was constructed. Different liquid solutions of pure water, potassium carbonate solution and ammonia in various concentrations were used to catch carbon dioxide by countercurrent absorption. Also SO₂ was absorbed in the potassium carbonate solution to determine the gas film constant. The absorption efficiency of CO₂ ranged from a few percent in the experiment with water to up to 7% with potassium carbonate solution. The CO₂ absorption of ammonia varied with concentration and gave a separation of between 12 and 94%. Ammonia tests were made at both 10 and 20 °C. In general, a higher CO₂-capture at 20 °C was obtained as confirmed by theory.</p> / <p>I detta examensarbete har absorptionseffektivitet av CO₂ hos olika vätskelösningar undersökts genom gasabsorption i en slumpmässigt packad kolonn. För att karakterisera absorptionen absorberades även SO₂ i några experiment.</p><p>Rapporten är utförd med anledning av de stora mängder koldioxid som släpps ut i atmosfären, främst från fossileldade kraftverk. För att minska dessa utsläpp kan koldioxiden avskiljas från rökgaserna genom olika tekniker t.ex. genom CO₂-absorption med ammoniak.</p><p>Arbetet består av en teoridel och en laborativ del med mätningar och beräkningar. I den experimentella delen konstruerades ett system med en absorptionskolonn och tillhörande mätutrustning. Olika vätskelösningar bestående av rent vatten, kaliumkarbonatlösning och ammoniak i olika koncentrationer användes till att ta upp koldioxid genom motströms absorption. Även SO₂ absorberades i kaliumkarbonatlösning för att bestämma gasfilmkonstanten. Absorptionsgraden av CO₂ varierade från några få procent i försöket med vatten upp till 7 % med kaliumkarbonatlösningen. CO₂-absorptionen av ammoniak varierade med koncentrationen och gav en avskiljning på mellan 12 och 94 %. Ammoniakförsöken gjordes med både vid 10 och 20 °C. Generellt erhölls en bättre CO₂-avskiljning vid 20°C, vilket bekräftas av teorin.</p>

Today, pharmaceutical residues are widely found in nature as a cause of the extensive use of human and veterinary medicine. The pharmaceutical residues have shown to have a damaging impact on flora and fauna. Wastewater Treatment Plants (WWTPs), today, are not designed for pharmaceutical removal, which calls for new methods and the implementation of these to avoid increased concentrations of pharmaceutical residues in nature. This thesis addresses three main areas. Firstly, a pre-study regarding the prevalence of pharmaceutical residues at different parts of a WWTP and in the nearby river, secondly, an evaluation of removal of pharmaceutical residues using ozone and, thirdly, the construction of a pilot plant scale Activated Carbon (AC) unit and an evaluation of its capacity for pharmaceutical and ozone removal. This work was done in order to verify the quality of a future full-scale unit including the advanced techniques ozone and AC that will be implemented at a WWTP for pharmaceutical removal. The pre-study shows that the total concentration of the Active Pharmaceutical Ingredients (APIs) was largest at the inlet (93.8 mg/L) and decreased throughout the process steps to be the lowest at the outlet (5.6 mg/L). Paracetamol was found in the highest concentration (86.5 mg/L) at the inlet but could not be detected in the outlet. In the recipient none of the APIs could be found. However, caffeine was detected in the recipient. The pilot plant studies were performed in a batch process, one at high ozone generation and one at low ozone generation. The pilot test at high ozone generation showed that all of the measured APIs were below their Limit of Quantification (LOQ) after 2 minutes. The pilot test at low ozone generation showed a total API-removal of 44% after 7 minutes, 78% after 13 minutes, 97% after 20 minutes and more than 99% after 60 minutes. All of the APIs were below their LOQ after 180 min. The AC-filter construction mirrored the conditions within a full-scale unit as closely as possible and was scaled by the superficial velocity. The AC-filter showed an ozone removal of approximately 99% and removed all pharmaceutical residues apart from Ranitidine which was decreased by 76%. / Idag återfinns läkemedelsrester i stor utsträckning i naturen, vilket är ett resultat av den omfattande användningen av human- och veterinärmediciner. Läkemedelsresterna har visat sig ha en skadlig effekt på flora och fauna. Dagens avloppsreningsverk är inte byggda för att rena vattnet från läkemedelsrester, vilket kräver att nya metoder utvecklas och implementeras för att förebygga spridning av läkemedel. Denna avhandling redogör för tre huvudområden, inledningsvis en förstudie om förekomsten av läkemedelsrester i olika delar av ett vattenreningsverk samt i en närliggande å. Därefter en studie av ozons förmåga att eliminera läkemedelsrester och slutligen konstruktion av ett aktivt kolfilter och en utvärdering av dess förmåga att ta bort läkemedel. Detta gjordes med syftet att verifiera kvalitén hos en fullskalig anläggning som kommer att installeras på ett vattenreningsverket där ozon och aktivt kol kommer användas för borttagning av läkemedelsrester. Förstudien visar att totalkoncentrationen av de aktiva läkemedelssubstanserna (API:er) var som störst vid inloppet av reningsverket (93.8 μg/L) och koncentrationen minskade genom de olika processtegen och var som lägst i utloppet (5.6 μg/L). Paracetamol återfanns i den högsta koncentrationen i inloppet (86.5 μg/L), men kunde inte detekteras i utloppet. Ingen av API:erna återfanns i recipienten, men däremot detekterades koffein. Pilotanläggningsstudierna genomfördes i en batch och genomfördes med högozongenerering och med låg ozongenerering. Studien med hög ozongenerering visade att alla läkemedelsrester var under analysmetodens detektionsgräns efter 2 minuter. Pilotstudien med låg ozonegenerering visade att den totala läkemedelsborttagningen var 44 % efter 7 minuter, 78 % efter 13 minuter, 97 % efter 20 minuter och mer än 99 % efter 60 minuter. Alla läkemedelsrester var under analysmetodens detektionsgräns efter 180 min. Kolfiltret konstruerades för att efterlikna det fullskaliga filtret så mycket som möjligt och skalades således efter den hypotetiska tomma bäddhastigheten. Kolfiltret tog bort cirka 99 % av ozonet och alla läkemedelsrester utom Ranitidin som reducerades med 76 %.

As the world population keeps increasing, ammonia-based fertilizers like urea are essential to provide food security. However, the current fertilizer industry is based on fossil fuel feedstock (mainly natural gas), making the production process CO2 emission-intensive. More specifically, besides the CO2 emitted during the process, the CO2 captured in urea is also released into the atmosphere after the fertilizer is applied to agricultural soils. Thus, positioning the fertilizer industry among the top four industrial emitters globally. Hence, in order to meet the target of limiting global warming to 1.5 ºC and achieve net-zero emissions by 2050, it is necessary to strengthen the carbon mitigation efforts in the current fertilizer industry. This can be achieved in different ways, such as using renewable biofuels and implementing technologies that can lead to zero/negative CO2 emissions. For that reason, the present study presents pathways to achieve a more environmentally friendly fertilizer production process. An overall analysis is performed if negative emissions can be achieved by replacing different fractions of natural gas (used as both feedstock and fuel) with biogas and biomethane and by capturing and storing the CO2 emitted from the process using chemical solvents as activated MDEA and MEA. The results obtained from the study revealed that negative emissions in fertilizer plant can be achieved by retrofitting an existing ammonia plant with a MEA based CO2 capture system (with a carbon capture rate of 90%) for the SMR burner flue gas, and by introducing 50% of biogas in the feedstock (alongside Natural gas), and 75% of biogas in the SMR burner fuel (alongside Natural gas). This initial approach would result in net negative emissions from urea's production and application and require approximately 0.5 kg of biogas per kg of urea produced in this case. Furthermore, the equivalent energy intensity for the negative emission urea plant would be 0.32% and 3.37% lower compared to the fossil fuel-based case without/with CCS, respectively. Ultimately, it is even possible to produce approximately 6% more urea product by replacing a particular fraction of natural gas with biogas. The reason for this increased production is due to the surplus of carbon dioxide by the introduction of biogas. It can be used along with the ammonia product going to storage in the fossil fuel-based case, where there was not enough CO2 to keep the feedstock molar ratio at the urea plant's inlet.

It is known that the decarbonization of our economy is crucial for our quest to mitigate climate change and build a sustainable society. Governments are reviewing strategies to eliminate, or at least minimize, the release of carbon emissions into the atmosphere. These efforts are not limited to national energy networks, but also extended to industry and other carbon-intensive sectors. In general, the Pulp &amp; Paper industry is regarded as bio-based and relatively sustainable since most of its raw materials are recycled or come from biogenic sources. However, this is an energy-intensive industry, and even though bioenergy covers most of the energy needs at pulp plants, recycled paper mills do not count on the same resources and rely heavily on fossil fuels to power their operations. This study was performed to assess and compare different decarbonization pathways available for a recycled paper mill. For this, operational data was gathered to characterize the thermal and electric demands and assess locally available resources. Simultaneously, scientific literature was consulted to assemble a technology portfolio, from which the most suitable technologies were selected. Carbon capture and storage, electrification, and hydrogen were chosen to be tested, under different scenarios, using an energy modelling software. Finally, the combinations were evaluated and compared. It was found that under ideal conditions it is possible to achieve an emissions reduction of almost 100% via electrification and hydrogen-based options. However, this would represent a significant increase in the operating cost of the energy system and would depend on the development of the necessary infrastructure. The most promising alternative for this site was a combination of electrification and green electricity purchase agreements. However, further work is needed to improve the efficiency of the energy use and generation, to achieve a carbon-neutral operation without incurring elevated costs. / Det är känt att avkarboniseringen av vår ekonomi är avgörande för vår strävan att mildra klimatförändringarna och bygga ett hållbart samhälle. Regeringar ser över strategier för att eliminera, eller åtminstone minimera, utsläpp av koldioxid i atmosfären. Dessa ansträngningar är inte begränsade till nationella energinät, utan sträcker sig även till industrin och andra kolintensiva sektorer. Massa- och pappersindustrin är biobaserad och relativt hållbar eftersom de flesta av dess råvaror återvinns eller kommer från biogena källor. Detta är dock en energiintensiv industri, och även om bioenergin täcker det mesta av energibehovet vid massafabrikerna, räknar inte återvunnet pappersbruk med samma resurser som är starkt beroende av fossila bränslen för att driva sin verksamhet. Denna studie utfördes för att bedöma och jämföra olika avkolningsvägar tillgängliga för ett återvunnet pappersbruk. För detta samlades operativa data in för att karakterisera de termiska och elektriska kraven och bedöma lokalt tillgängliga resurser. Samtidigt konsulterades vetenskaplig litteratur för att sammanställa en teknologiportfölj, från vilken de mest lämpliga teknologierna valdes ut. Kolavskiljning och lagring, elektrifiering och väte valdes ut för att testas, under olika scenarier, med hjälp av en mjukvara för energimodellering. Slutligen utvärderades och jämfördes kombinationerna. Man, fann att det under ideala förhållanden är möjligt att uppnå en utsläppsminskning på nästan 100 % via elektrifiering och vätebaserade alternativ. Detta skulle dock innebära en betydande ökning av driftskostnaden för energisystemet och skulle bero på utvecklingen av den nödvändiga infrastrukturen. Det mest lovande alternativet för denna plats var en kombination av elektrifiering och köp av grön el. Det krävs dock ytterligare arbete för att effektivisera energianvändningen och energiproduktionen, för att uppnå en koldioxidneutral drift utan förhöjda kostnader.

År 2022 stod järn- och stålindustrin för ca 12,5% av Sveriges totala CO2-utsläpp, där den främsta utsläppskällan är reduktion av järnmalm i masugn. En attraktiv väg för att minska utsläppen från masugnen är att ersätta denna med direktreduktion med vätgas för att producera järnsvamp, som sedan kan smältas i en ljusbågsugn. Denna teknik har potentialen att minska CO2-utsläppen med upp till 98% jämfört med masugnsprocessen. För att minska utsläppen ytterligare kan tekniker för CO2-avskiljning implementeras.  Syftet med detta arbete är att undersöka hur CO2-avskiljning kan implementeras i ett system som använder direktreduktion med vätgas, samt smältning av järnsvamp i ljusbågsugn. Målen med arbetet har varit att formulera ett processkoncept för detta system, för att sedan modellera denna process och utföra en tekno-ekonomisk analys. Arbetets frågeställningar har varit ifall det var mer fördelaktigt med hög eller låg CO2-halt i rökgaserna, ifall ett uppkolningssteg är mer fördelaktigt än uppkolning i ljusbågsugnen, samt ifall den avskilda koldioxiden bör lagras eller återanvändas i processen. En ytterligare frågeställning var även hur lönsamheten av CO2-avskiljning påverkas med avseende på kostnad för utsläppsrättigheter för CO2.  Systemets omfattning sträckte sig från direktreduktionsschaktet till uppvärmningsugnen innan valsning. De CO2-innehållande rökgaserna från de olika processtegen skickades in i en kalciumloopingenhet, som var den valda tekniken för CO2-avskiljning. Ett basfall utan CO2-avskiljning samt åtta scenarion med CO2-avskiljning ställdes upp baserat på frågeställningarna, där dessa sedan modellerades i Microsoft Excel. Resultaten från modellen utvärderades utifrån energirelaterade och ekonomiska prestandaindikatorer där alla scenarion jämfördes mot varandra, samt mot basfallet. Resultaten från arbetet visade att CO2-avskiljning med kalciumlooping kan minska CO2-utsläppen från detta system med 90-91%. Energianvändningen ökade för alla fall som använder CO2-avskiljning, där den lägsta ökningen jämfört med referensfallet var med 4% och den högsta med 40%. Alla scenarion medförde ökade kostnader för systemet jämfört med basfallet. Det scenario där endast koldioxidavskiljning adderades hade lägst kostnad av dessa fall. Detta scenario medförde en ökad produktionskostnad på 240 SEK/ton stål och det skulle krävas en kostnad för utsläppsrätter på 2200 SEK/ton CO2 för att investeringen ska uppnå en återbetalningstid på 25 år.  Utifrån analysen av arbetets olika scenarion, är det mest fördelaktigt att endast addera kalciumloopingtekniken på den befintliga processen. Att stänga ugnarna är fördelaktigt ur ett energiperspektiv, men blir kostsamt ekonomiskt. Därför kan detta vara ett bra alternativ om en ny anläggning ska byggas att då bygga ugnarna stängda. Ett separat uppkolningssteg kan vara ett alternativ för att uppkolning i ljusbågsugnen, men medför både ökad energianvändning samt ökade kostnader. Metanisering visade sig inte vara fördelaktigt utifrån ett ekonomiskt och energiperspektiv på grund av det stora elbehovet som detta medför, dock ger återanvändning av CO2 stora möjligheter till recirkulering av kol i processen vilket gör att upp till 92% av kolbehovet kan täckas av återanvänt kol. / In 2022, the iron and steel industry accounted for approximately 12.5% of Sweden's total CO2 emissions, with the primary source of emissions being the reduction of iron ore in a blast furnace. An attractive way to reduce emissions from the blast furnace is to replace it with direct reduction using hydrogen to produce direct reduced iron, which can then be melted in an electric arc furnace. This technology has the potential to reduce CO2 emissions by up to 98% compared to the blast furnace process. To further reduce emissions, carbon capture technologies can be implemented. The purpose of this work is to investigate how carbon capture can be implemented in a system that uses hydrogen direct reduction and melting of direct reduced iron in an electric arc furnace. The objectives of this work were to formulate a process concept for this system, then model this process and perform a techno-economic analysis. The research questions addressed whether it was more advantageous to have a high or low CO2 concentration in the flue gases, whether a separate carburizing step was more advantageous than carburizing the steel in the electric arc furnace, and whether the captured CO2 should be stored or reused in the process. An additional research question was how the profitability of carbon capture is affected by the cost of CO2 emission allowances. The scope of the system extended from the direct reduction shaft to the reheating furnace before rolling. The CO2 containing flue gases from the various process steps were fed into a calcium looping unit, which was the chosen technology for carbon capture. One base case without carbon capture and eight scenarios with carbon capture were set up based on the research questions, and these were then modeled in Microsoft Excel. The results from the model were evaluated based on energy-related and economic performance indicators, with all scenarios compared against each other and against the base case. The results of this work showed that carbon capture with calcium looping can reduce CO2 emissions from this system by 90-91%. Energy demand increased for all cases using carbon capture, with the lowest increase compared to the reference case being 4% and the highest 40%. All scenarios resulted in increased costs for the system compared to the base case. The scenario where only carbon capture was added had the lowest cost among these cases. This scenario resulted in an increased production cost of 240 SEK/ton of steel, and a CO2 emission allowance cost of 2200 SEK/ton CO2 would be required for the investment to achieve a payback time of 25 years. Based on the analysis of the various scenarios, it is most advantageous to only add the calcium looping technology to the existing process. Closing the furnaces is advantageous from an energy perspective but becomes costly economically. Therefore, this could be a good option if a new plant is to be built, as the furnaces could then be built closed. A separate carburizing step could be an alternative to carburizing in the electric arc furnace, but it entails both increased energy demand and higher costs. Methanation proved not to be advantageous from an economic and energy perspective due to the large electricity demand it entails, but the reuse of CO2 offers great possibilities for carbon recycling in the process, which means that up to 92% of the carbon demand can be covered by reused carbon.

Samtidigt som världens energiproduktion till stor del baseras på förbränning av fossila bränslen behandlas enorma mängder avfall genom deponering. Ökad energiåtervinning av avfall kan bidra till att minska världens utsläpp av växthusgaser. Då avfall bör ses som en resurs är det dock viktigt med en effektiv energiåtervinning. Förbränning i fluidbäddspanna möjliggör god förbränning och hög verkningsgrad men kräver ett finfördelat avfall med lågt innehåll av inert (icke brännbart) material, så kallat RDF. Därför behöver avfallet beredas innan förbränning. En effektiv och välfungerande beredning av avfallsbränsle möjliggör resurseffektiv avfallshantering av utsorterade fraktioner samt effektiv förbränning genom hög bränslekvalitet. Mälarenergis panna 6 på kraftvärmeverket i Västerås är en avfallseldad CFB-panna med bränsleeffekt på omkring 170 MW, vilket motsvarar omkring 50 ton avfall per timme. På den tillhörande bränsleberedningen produceras avfallsbränsle, RDF, i tre beredningslinjer genom att avfallet krossas och olika typer av inert material avskiljs och bildar rejekt från anläggningen.  Magnetisk metall avskiljs med magnetavskiljare, icke-magnetisk metall avskiljs med virvelströmsavskiljare och en tungfraktion bestående av bland annat sten och glas avskiljs med vindsikt. Kvaliteten på avskiljningen är dock bristfällig vilket leder till högt innehåll av inert material i bränslet och högt innehåll av brännbart material i de avskilda fraktionerna. Dessa två problem orsakar kostnader och miljöpåverkan som skulle kunna minskas. Syftet med detta examensarbete var att undersöka vilka faktorer som påverkar avskiljningen av inert material från avfallsbränsle för förbränning i fluidbäddspanna samt ge förslag på åtgärder som kan leda till förbättrad avskiljning. Detta har undersökts genom en fältstudie på den aktuella bränsleberedningen. För att insamla kunskap om bränsleberedningsprocessen och problembilden genomfördes en kartläggning av avskiljningen. Utifrån detta identifierades faktorer som kan påverka avskiljningen. För att ytterligare undersöka vad som påverkar avskiljningsprocessen genomfördes ett antal provtagningar av avskiljningen. En anpassad metod för provtagning av kvaliteten på avskiljningen genom plockanalys togs fram. Sammanlagt genomfördes nio provtagningar under olika förutsättningar. En ny typ av vindsikt testades också för att undersöka hur en investering skulle kunna förbättra avskiljningen. Vindsikten testades utifrån två alternativ av placering. Utifrån resultatet av kartläggningen identifierades fem faktorer som tros påverka avskiljningen. Dessa faktorer är det inkommande avfallet och dess egenskaper, materialflödets storlek genom produktionslinjen, ojämnt materialflöde genom magnetavskiljaren, tillbakakastande turbulens i vindsikten och fastnande material på spjället i vindsikten. Resultatet från de genomförda provtagningarna av kvaliteten på avskiljningen bekräftar att det inkommande avfallet samt materialflödets storlek genom produktionslinjen tros ha stor påverkan på samtliga avskiljare. Då den nya typen av vindsikt testades för att placeras i beredningslinjen visades ingen utmärkande förbättring jämfört med de befintliga vindsiktarna. Då den testades som andra steget i en två-stegs vindsiktning visade däremot resultatet potential att uppnå förbättrad avskiljning. Resultatet visade att två-stegs vindsiktningen har potential att minska mängden tungfraktionsrejekt med cirka 30 – 50 %. Det inerta innehållet i utgående lättfraktion var dock 6 – 8 % vilket motsvarar en höjning av det inerta innehållet i den totala mängden RDF på cirka 0,5 procentenheter. Dock medför en två-stegs vindsiktning att mer material kan siktas ut i vindsiktarna i beredningslinjerna vilket därmed skulle kunna ge en minskning av den totala mängden inert material i RDF. Som slutsats dras att investeringen i ny vindsikt för att skapa en två-stegs vindsiktning skulle kunna ge förbättrad avskiljning. Den nya vindsikten kan med fördel efterföljas av ytterligare avskiljning eftersom mängden inert material i RDF är relativt koncentrerat där. Dock bör en vidare utredning om kostnader och besparingspotential genomföras innan investeringen kan föreslås som åtgärd. Två typer av enklare konstruktioner föreslås för att åtgärda tre av de faktorer som identifierats. En konstruktion för att jämna ut materialflödet innan magnetavskiljaren samt en konstruktion för att förändra luftflödet i vindsikten. Att minska materialflödet genom linjerna föreslås som en viktig åtgärd för att förbättra avskiljningen. Detta kan åstadkommas genom att fördela RDF-produktionen så jämnt som möjligt på produktionslinjerna samt att sprida ut produktionen jämnt över tid. Detta kräver en mer aktiv planering av produktionen samt minimering av stopptider. En viktig slutsats som har dragits är att det inkommande avfallet varierar kraftigt och har stor inverkan på avskiljningsprocessen. En åtgärd som föreslås för att ge förbättrad avskiljning är att en regelbunden kontroll och variation av processen bör införas. Detta föreslås ske genom uttag och kontroll av RDF och rejekt från beredningslinjerna tillsammans med en bedömning av det inkommande avfallet. Informationen bör sedan ligga till grund för ett beslut om hur processen ska styras för att säkerställa en stabil kvalitet på avskiljningen. / Energy recovery of waste got huge potential of decreasing the greenhouse gas emissions in the world. Combustion in fluidized bed boilers gives high resource efficiency but demands a comminuted fuel with low content of inert (non-combustible) materials, a so called refuse derived fuel (RDF).  A well-functioning separation process as part of the RDF-production allows efficient combustion as well as efficient treatment of the separated materials. The purpose of this degree project is to investigate what factors that influences on the separation of inert material from waste for combustion in a fluidized bed boiler and how the separation can be improved. This is investigated through a field study of a fuel-preparation plant in Sweden. The separation process has been examined visually and by experiments based on sampling and manual sorting of waste fractions. The results show five factors that are assumed to influence on the sorting. Three of them are suggested to be solved by simple constructions. One factor that shows to have a great impact is the input waste to the process which is varying to a large extent. A measure that is suggested to give improved separation is a recurrent check of the RDF quality and the reject quality. Combined with information about the input waste this should be basis for recurrent adjustments of the plant to achieve a more stable quality of the separation output. Another measure that is suggested is to decrease the size of the material flow through the production line. This is suggested since the size of the flow is assumed to have an important impact on the separation. The decrease can be achieved by more evenly distribute the production over time and over the production lines. This will though require a more active planning of the production and minimization of production stops. As part of the work a new wind sifter has also been tested.  The wind sifter show good potential of improving the separation if it would be installed to create a two-step wind sifting. However, since the investment of a new wind sifter implies a high investment, a study of the costs and saving potential is required before the investment can be suggested as a measure.

Syftet med den här studien är att göra en teknoekonomisk utvärdering av processer för förvätskning av CO2 med hjälp av Aspen Plus. Ett flertal förvätskningsprocesser från tidigare studier jämfördes och från dessa valdes två förvätskningsprocesser ut för fortsatta studier och simuleringar. Dessa två förvätskningsprocesser var ett internt kylt förvätskningssystem och ett externt kylt förvätskningssystem av Øi et al., Energy Procedia 86 (2016) 500-510, som kallats system A, samt av Seo et al., International Journal of Greenhouse Gas Control 35 (2015) 1-12 kallat system B. Dessa två olika processer simulerades för teknisk analys med hjälp av Aspen Plus. Aspen Economical Analyzer (AEA) användes för att göra den ekonomiska analysen. I dessa simuleringar användes ett massflöde på 45 ton/h inkluderat vatteninnehåll, i jämförelse med tidigare studier med högre massflöden runt 100 ton/h. Elektricitet-och kylbehovet undersöktes i ett flertal olika fall med varierande kyltemperatur mellan kompressorerna. Två fall med integrering av fjärrvärme samt två fall med en värmepump undersöktes också med varierande återgående temperatur på fjärrvärmevattnet. Detta gjordes för att undersöka hur mycket värme som kan tillvaratas från förvätskningsprocessen. Vidare bestämdes även investeringskostnader samt driftskostnader med hjälp av AEA. Från detta bestämdes även den årliga kostnaden av kapitalet, CAPEX, och kostnaden att förvätska CO2 räknades ut i form av €/ton.  Resultaten visade att integrering av fjärrvärme samt värmepumpar är användbart för att tillvarata på så mycket värme som möjligt från förvätskningssystemen. I de fall med en värmepump samt en återgående temperatur på 47°C i fjärrvärmenätet hade ett COP på 3.07 samt 3.15 för system A samt system B vardera. Kostanden att förvätska CO2 var 17.42 €/ton för system A samt 17.75 €/ton för system B utan använding av en värmepump samt en återgående temperatur på 47°C i fjärrvärmenätet. Vid integrering av en värmepump gick kostnaden av förvätskning upp till 20.85 €/ton för system A samt 21.69 €/ton för system B. Kostnaden av förvätskning dominerades av driftskostnader med kostnaden av kapitalet har en mindre påverkan. Utnyttjandegraden har även en stor påverkan på kostanden av förvätskning, då lägre kapaciteter visade sig leda till markant högre förvätskningskostnader. När intäkterna från fjärrvärmeproduktionen adderades till kostnadskalkylen, minskade kostnaden av förvätskning, speciellt för de system med en värmepump, där priset minskade till 10.26 €/ton för system A eller 10.98 €/ton för system B. I linje med tidigare studier pekar även dessa resultat på att det ekonomiska optimumet sammanfaller med energioptimum. Resultaten visade även att system A, det internt kylda systemet, hade den lägsta förvätskningskostanden och minsta elektricitetsförbrukningen med och utan värmepump, och därför är system A optimalt för småskalig CO2 förvätskning. / The aim of this study is to do a technoeconomical analysis on CO2 liquefaction systems using Aspen Plus. Several liquefaction systems from previous studies were compared, and from these, two liquefaction systems were chosen for further studies and simulations. These liquefaction systems were namely an internal liquefaction system and an external liquefaction system by Øi et al., Energy Procedia 86 (2016) 500-510, called system A and Seo et al., International Journal of Greenhouse Gas Control 35 (2015) 1-12, called system B. These systems were simulated for technical analysis using Aspen Plus, and Aspen Economical Analyzer (AEA) was used for economical studies. A small-scale liquefaction system was studied with a mass flow rate of 45 tonne/h including the water content, as compared to other studies with higher mass flow rates of around 100 tonne/h. The electricity demand and cooling demand were studied in several cases of interstage cooling between compressors. Furthermore, two cases of district heating as well as two cases of heat pumps were studied with varying return temperatures of the district heating water. This was done to study how much heat could be recovered from the liquefaction process. Furthermore, the capital expenses as well as the operating expenses were also determined using AEA. From this, the annual CAPEX and the cost of CO2 was calculated in terms of €/tonne CO2.  The results showed that district heating and heat pumps can be useful to recover heat from the liquefaction processes. The simulations that included a heat pump and assumed a return temperature of 47°C had a COP of 3.07 and 3.15 for system A and B respectively. The determined cost of production was 17.42 €/tonne for system A and 17.75 €/tonne for system B when not using a heat pump and a return temperature of 47°C in the district heating grid. However, when adding a heat pump the total production cost (TPC) increased to 20.85 €/tonne for system A, and 21.69 €/tonne for system B. It was also shown that the TPC is highly dominated by the operating expenses while the total capital investment has a smaller impact on the TPC. The capacity is also important for the TPC as lower capacities was shown to lead to significantly increased production costs. When taking the revenue streams from district heating into account the TPC was decreased, in particular for the systems including the heat pumps, where the TPC for system A was 10.26 €/tonne while for system B it was 10.98 €/tonne. In accordance with previous studies it was shown that the economical optimum is closely related to the energy optimum. It was concluded that as system A, the internal liquefaction system, had the lowest TPC and electricity input with and without the heat pump and thus it is the optimal configuration for small-scale CO2 liquefaction.