The primary source of phosphorus, phosphate rock, is a non-renewable resource which is expected to get exhausted in the next 50 – 100 years. Sewage sludge in Sweden constitutes 25% of the annual phosphorus in the country, making it a potentially significant source for phosphorus recovery. The aim of this project was to identify the potential for phosphorus recovery from incineration of dewatered and digested sewage sludge in Fortum Värme’s power plants in Stockholm. The study was limited to two boilers located at Bristaverket, Stockholm - boiler B1, a bio-fired fluidized bed boiler and boiler B2, a waste-fired grate incinerator. A theoretical analysis for boiler B1 showed that it is possible to reach a concentration of 4.6% phosphorus in fly ash if sludge and recycled wood fuel are mixed in the ratio 48:52. A test program was executed in boiler B2 to burn up to 12.5% sludge with a mixture of household waste and industrial waste. A total of 755 tons of sludge was used over a period of three weeks during the test in boiler B2. The test was successful in terms of combustion and emissions. There was no increase in the emissions of nitrogen oxides, sulphur dioxide and hydrochloric acid in the flue gas. Mercury emissions in the chimney increased with an increase in the share of sludge, nevertheless, the emission level was below the limit set by the Swedish Environmental Protection Agency. Decrease in the amount of unburnt materials in bottom ash and in the emission of carbon monoxide showed that the burning of fuel was more efficient with input of sludge. The maximum phosphorus concentration was 0.7% in both bottom ash and fly ash from boiler B2 and occurred at an input of 12.5% sludge. This concentration is close to the expected theoretical value, however it is not expected to be feasible to recover phosphorus at such a low concentration. The ashes were sent to Fortum Waste Solutions and Ragn-Sells for recovery of phosphorus, however the results are not included in this report due to time constraints for thesis study. In order to increase the concentration of phosphorus in the ashes, a system approach is recommended, for instance, recirculation of bottom ash into the incinerator. / Den primära källan till fosfor, fosforit, är en icke-förnybar resurs som är begränsad och förväntas bli förbrukad under de kommande 50-100 åren. Avloppsslam i Sverige innehåller 25% av det årliga fosforflödet, därmed är det en potentiellt viktig källa för fosforåtervinning. Syftet med detta projekt var att identifiera potentialen för fosforåtervinning från förbränning av rötat och avvattnat avloppsslam i Fortum Värmes kraftvärmeverk i Stockholm. Projektet avgränsades till fokus på två pannor i Bristaverket: panna B1, en bioeldad fluidiserad bäddpanna och panna B2, en avfallseldad rosterpanna. En teoretisk analys av panna B1 visade att det är möjligt att uppnå en koncentration på 4,6% fosfor i flygaska om slam och RT-flis blandas med förhållandet 48:52. Ett test program genomfördes på panna B2 för att förbränna uppe till 12,5% slam med en blandning av hushållsavfall och grovkross. Totalt användes 755 ton slam under en period av tre veckor då testet genomfördes i panna B2. Det var ett lyckat test med avseende på förbränning och utsläpp. Ingen ökning av kväveoxider, svaveldioxid och saltsyra i rökgasen observerades vid utsläppen. Kvicksilverutsläppet i skorstenen ökade med en ökad andel slam, dock var utsläppsnivån under den gränsen som är fastställd av Naturvårdsverket. Minskning av oförbrända material i bottenaska och i utsläpp av kolmonoxid visade att förbränningen av bränsle är effektivare med inmatning av slam. Den maximala fosforkoncentrationen var 0,7% i både bottenaska och flygaska från panna B2 vid ett intag av 12,5% slam. Denna koncentration ligger nära det förväntade teoretiska värdet, men det anses inte vara rimligt att återvinna fosfor vid en sådan låg koncentration ut ett ekonomist perspektiv. Askan skickades till Fortum Waste Solutions och Ragn-Sells för återvinning av fosfor, men resultatet redovisas inte i denna rapport på grund av tidsbegränsningen av detta examensarbete. För att öka koncentrationen av fosfor i askan rekommenderas en systeminriktning, till exempel recirkulation av bottenaska i pannan.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-214991 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Bhasin, Aditi |
| Publisher | KTH, Skolan för kemivetenskap (CHE) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0017 seconds