|
Miljøforhold er et aspekt, som kræver
stor opmærksomhed i forbindelse med kulfyring. Kulfyrede kedelanlæg med
en indfyret effekt på mere end 120 kW (100.000 kcal/h svarende til ca.
15-20 kg kul/h) er optaget på den liste over virksomheder, som er
omfattet af miljøbeskyttelseslovens kapitel 5, »Særligt forurenende
virksomheders, og er som sådan godkendelsespligtige. Kulfyrede anlæg er
endvidere omfattet af godkendelsesproceduren for de virksomheder, der er
kap. 5-anlæg
Man skal derfor særligt have opmærksomheden henledt på røgrensningen.
Røgrensning
Med hensyn til røgrensning må man regne med at skulle opfylde de
vejledende emissionsgrænser, som er anført i Miljøstyrelsens vejledning
nr. 6/1990. I den forbindelse kan anføres, at såvel kullenes askeindhold
som fyringsteknologien og belastningsforholdene har stor indflydelse på
rågasstøvindhold og dermed for udskildningsgrad, der skal nås for at
komme ned på de specifikke støvindhold, der er anført i ovennævnte
vejledning.
For de mindre anlægs vedkommende (krav 100 mg/Nm³ tør røggas op til 30
MW indfyret effekt) kan anvendes cykloner/ multicykloner, mens man for de
store anlægs vedkommende må regne med anvendelse af el-filtre/texfiltre
for at kunne opfylde de strengere krav, der er opstillet for større
anlæg (50 mg/m³ tør røggas fra 100 MW indfyret).
Røgrensningsprincipper
Støvudskillelse har til formål at fjerne støv, eller mere præcist
partikler, dvs. faste eller flydende stoffer på så findelt form, at de
udviser partikelegenskaber, fra et luftformigt medium (bæregas).
Bæregassen er røggas.
De til rådighed værende støv- eller partikeludskillere kan inddeles i 4
hovedgrupper:
a) Dynamiske udskillere
b) Filtrerende udskillere
c) Elektrofiltre
d) Vådudskillere
Dynamiske udskillere
Fig. 1 viser forskellige former for dynamiske udskillere. Et
fællestræk er, at gassens hastighed nedsættes og/eller at gassen
tvinges til at ændre retning.
Simplest er faldkammeret, en stor kasse hvorigennem luften passerer
langsomt. De partikler, hvis faldhastighed er større end gashastigheden,
sedimenteres (udfældes) af gassen og ud- sluses fra bundtragt under
kassen.
Fig. 2 viser faldhastigheden som funktion af partikelstørrelsen. Det ses,
at man skal ned på meget små gashastigheder, for at partikler mindre end
100 um udskilles. Selv om virkningen kan forstærkes ved montage af
prelplader, kan et faldkammer sjældent stå alene som eneste
luftforureningsbegrænsende foranstaltning, og det finder derfor ingen
større anvendelse.
Utilsigtet optræder der derimod i praksis ofte »faldkamre« i form af
feks. lange, store, vandrette røgkanaler, uhensigtsmæssige udformninger
af skorstensbunde mv., dvs. områder i gas- systemet, hvori støv kan
aflejres og f.eks. ved belastningsforøgelser senere løsrives.
Cykloner
De eneste af de dynamiske udskillere, der finder nævneværdig anvendelse,
er cykloner og multicykloner. I en cyklon bringes støvholdig gas i
rotation, hvorved støvpartiklerne centri- fugeres ud af gassen. De
falder ned langs væggen og sluses ud gennem den spidse bund. Den rensede
gas passerer ud gennem centralrøret.
Det vil umiddelbart forstås, at cyklonen virker desto bedre:
a) Jo mindre den er.
b) Jo større (og tungere) partiklerne er.
Man kan imidlertid ikke gøre en cyklon vilkårligt lille, idet det da vil
kræve et stort arbejde at suge eller presse luften igennem den. Man
siger, at der er et trykfald over cyklonen. Trykfaldet måles i enheden
mmVS (vandsøjle).
For på én gang at have lille diameter og et ikke for stort trykfald, ca.
100 mmVS, kan man fordele røggassen ud på et stort antal små cykloner.
Multicyklonanlæg er sammenbyggede enheder og findes med tangentielt eller
aksialt indløb. Røggassen fordeles på et stort antal parallelt koblede,
små cykloner.
Sådanne multicyklonanlæg fås som færdigmonterede enheder, og de finder
endnu anvendelse på enkelte af de danske kedelanlæg, men deres
effektivitet som eneste støvudskiller er for ringe efter nutidens krav,
idet de sjældent kan præstere lavere støvkoncentrationer end 1.000
mg/Nm³ tør røggas.
Filtrerende udskillere
I den filtrerende udskiller trykkes eller suges røggassen gennem en dug
af et naturligt eller syntetisk tekstil, hvorpå og i støvpartiklerne
sætter sig. Filtreringsmekanismen er en kombination af en sivirkning,
indfangning, diffusion og elektrostatisk tiltrækning. I starten er
virkningsgraden forholdsvis lav, men efterhånden som der opbygges et
støvlag på filterdugen, vokser effektiviteten hastigt.
Det udskilte støv øger trykfaldet over filterdugen. Det er derfor
nødvendigt fra tid til anden at fjerne størsteparten af støvet ved en
eller anden rensemetode. Herved falder effektiviteten noget, men langt fra
ned til den oprindelige værdi.
Der findes på markedet et stort udbud af tekstilfiltre af forskelligt
design. Filtermaterialet er i reglen formet som poser, hvoraf den danske
betegnelse posefilter kommer, se fig. 5.
Filtreringen er en meget universel teknik og kan anvendes fra helt små
gasmængder, feks. på siloer, til de allerstørste, f.eks. fra kulfyrede
kraftværker og affaldsforbrændingsanlæg. Filtrene leveres derfor i alle
størrelser, fra ganske få til adskillige tusinde poser monteret i et
filterhus. Større filtre sektioneres og er forsynet med bundtragte med
sluser og/eller snegletransportør for det udskilte støv,
Der må ikke ske kondensation i filteret. Opadtil begrænses
arbejdstemperaturen af tekstilmaterialets varmebestandighed.
Filterrensning
Rensning af poserne kan ske ved:
a) Mekanisk rystning
b) Returskylning
c) Pulsrensning (Jet-pulsefilter)
I de to første tilfælde afspærres den del af filteret, der skal renses,
mens pulsrensningen sker med hele filteret i drift.
De fleste posefiltre har, røggasføring udefra og ind. Posen er da
støttet med en trådkurv. Støvet sætter sig altså på ydersiden af
posen. Efterhånden bliver støvlaget så tykt, at trykfaldet bliver for
stort. Støvkagen må da fjernes, hvilket i den nævnte udformning oftest
sker med tryk- luftimpulser den modsatte vej. Herved blæses poserne op,
og når impulsen, der varer langt mindre end 1 sekund, er slut, klapper
posen tilbage mod trådkurven. På denne måde rystes støvet af og falder
ned i bundtragten, hvorfra det udsluses.
Det vil umiddelbart forstås, at fliterstørrelsen er bestemt af
luftmængden og af den filtrerings- hastighed, man med det pågældende
støv og det pågældende posemateriale mener, at man kan tillade sig.
Filteret har altid en høj virkningsgrad (medmindre poserne er i stykker),
og udgående støvkoncentrationer på 5-20 mg/Nm³ røggas er almindeligt
opnåelige. Trykfaldet varierer med støvbelægningen i intervallet
100-200 mmVS.
Posernes levetid er 2-3 år. I et Jet-pulsfilter udskiftes de fra
rengassiden, man trækker simpelthen trådkurv og pose op over filteret,
hvilket fra et arbejdsmiljøsynspunkt er meget at foretrække, frem for at
skulle ind i selve filterhuset.
Poserne er den væsentligste driftsudgift ved posefiltre.
Elektrofilter
I et elektrofilter ledes røggasstrømmen ind i en stor kasse (filterhuset),
i hvilket der med ca. 30 cm mellemrum er ophængt et stort antal
udfældningsplader.
Disse er jordforbundne. Nøjagtig midt mellem pladerne findes de såkaldte
emissionselektroder. Disse påtrykkes en høj, negativ, ensrettet
jævnspænding fra en transformer/ ensretter 40-70 kV (kilovolt).
Spændingen skaber et elektrisk felt, som ioniserer gassen, hvorved
partiklerne lades negativt, frastødes af feltet og vandrer på tværs af
gasstrømmen over mod udfældnings- pladerne. Her afsættes de under
afgivelse af den elektroniske ladning.
Fra tid til anden fjernes det udskilte støv ved, at pladerne rystes ved
hjælp af impulser fra et system af slagværker. Støvet risler herved ned
langs pladerne til filterets bundtragt, hvorfra det udsluses. Også
emissionssystemet må rystes.
Partikler
En partikels hastighed ved frit fald i stillestående luft er afhængig af
partiklens størrelse og tæthed således:
a) Partikeldiameter 100,um = faldhastighed 500 mm/s
b) Partikeldiameter 10 um = faldhastighed 10 mm/s
c) Partikeldiameter 0,01 um = faldhastighed 0,0001 mm/s
For at gravitationskraften skal kunne påvirke partiklen nævneværdigt,
skal den derfor være mindst 50-10um stor. Det er derfor nødvendigt, at
der tilføres en betydelig større kraft end gravitationskraften for at
kunne udskille de meget små partikler.
På grund af partiklens træghed bryder den ud af gasbanen og fastgøres
på fiberen eller vanddråben.
Ved brug af filtre med kun 1 sektion opnås 150-200 mg/Nm³ tør røggas,
med 2 kan fås 20-50 mg/Nm³ og med 3 fås 5-10 mg/Nm³. I filtre med 2
eller flere sektioner, opnås tillige, at emis- sionsgrænserne for Cd og
Pb kan overholdes i de fleste tilfælde, idet disse to tungmetaller
fortrinsvis findes på fast form ved den temperatur, der hersker i
el-filteret.
En stor fordel ved elektrofilteret er det lave trykfald, ca. 20 mmVS.
Elektrofiltre er derfor billige i drift.
|
