Rening av NOx i rökgaser från biobränslepanna på AAK

Sammanfattning: Ångcentralen på AAK har 4 olika pannor och huvudpannan är en biobränslepannan. Denna panna benämns även som Panna 4 och eldas idag med hushållspellets av klass A1. Vid förbränning så bildas kväveoxider, NOX, som har en negativ effekt på miljön och människor. AAK som idag ligger under villkorsvärdet för utsläpp av kväveoxider enligt krav från Förordning 2013:252 som gäller för stora förbränningsanläggningar, vill bidra till minskade NOX utsläpp. I detta examensarbete undersöks möjligheten att installera ett SNCR system på panna 4. SNCR är en selektiv icke-katalytisk reduktion som innebär tillförsel av ett reduktionsmedel i eldstaden. Reduktionsmedlet sprutas in i rökgaserna, direkt ovanför förbränningen i samband med tillförsel av luft. Reduktionsmedlet, som kan vara antingen ammoniak eller urea, reducerar kväveoxiderna till kväve och vatten. För att injicera reduktionsmedlet så behövdes ett lämpligt temperaturområde lokaliseras då reduktionen äger rum inom ett visst specifikt temperaturintervall. Temperaturprofilen på panna 4 är idag okänd och behövde bestämmas. Undersökningen av temperaturprofilen gjordes med hjälp av ett termoelement och en IR-termometer. Med hjälp av dessa två mätinstrument så mättes temperaturen inne i pannan via tre olika insynshål. Mätningarna gjordes vid olika laster: 14,7 MW, 24 MW, 26,4 MW samt 33,2 MW för att undersöka hur temperaturen ändras vid olika laster på pannan. Temperaturmätningarna låg relativt jämt vid de olika lasterna och indikerar även att möjligheten för en installation av ett SNCR system finns. Temperaturprofilen visar också att det är möjligt att använda ammoniak eller urea som reduktionsmedel. För att gå vidare i undersökningen bestämdes det att ammoniaklösning (24,9%) skulle användas för den ekonomiska analysen. Detta för att ammoniak är mer effektivt än urea och har mindre påverkan gällande beläggningar på utrustningen. Med hjälp av mätvärden för hushållspellets har en linjär anpassning gjorts på panna 4 för att visa hur högre halter kväve i bränslet, leder till högre NOX-utsläpp. Med hjälp av denna linjära anpassning gick det att prediktera värden för utsläpp av NOX med industripellets. Eftersom bränslekvävet är okänt för industripellets har tre olika fall tillämpats, 0.2, 0.25 samt 0.3 vikts-% bränslekväve. Tre olika reduktionsfall undersöktes, 40, 50 samt 60 % reduktion.