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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:mdh-35780 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Andersson, Oskar |
| Publisher | Mälardalens högskola, Akademin för ekonomi, samhälle och teknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0032 seconds