Røggaskondensering på halmfyrede varmeværker

Videnblad nr 136

Røggaskondensering generelt

Røggaskondensering har i en årrække været en kendt og meget anvendt teknik på flisfyrede varmeværker til at øge anlæggets varmevirkningsgrad. Ved afbrænding af flis repræsenterer det høje vandindhold i røggassen en stor energimængde. En del af denne energimængde kan genvindes ved kondensation. Resultatet er en brændselsbesparelse på 10-18% afhængigt af aktuel anlægsopbygning og driftsforhold.

wpe1.jpg (10450 bytes)

Figur 1: Varmeværk med røggaskondenser

Figur 1 viser et konventionelt varmeværk med cyklon til fjernelse af grove partikler i røggassen, et filter til at tilbageholde flyveaske og til sidst røggaskondenseren. På mindre flisfyrede værker erstatter røggaskondenseren som hovedregel posefiltret helt. Røggaskondenseren køles med fjernvarme-returvand. Kondensatet ledes efter behandling til afløb.

Røggaskondensering ved halmfyring

Som brændsel adskiller halm sig fra flis på flere områder, men mest markant er forskellen i vandindhold. Hvor skovflis har et vandindhold på mellem 35 og 55%, har halm normalt et vandindhold på mellem 12 og 22%.

På figur 2 illustreres et typisk forløb for dugpunktstemperatur i røggassen som funktion af vandindhold i et biobrændsel. Dugpunktstemperaturen er den temperatur, hvor vandindholdet i røggassen vil begynde at kondensere ved en yderligere afkøling.

Betragtes figur 2, ses det, at den største varmeydelse fra røggaskondenseren fås ved fyring med våde brændsler og med lav returtemperatur på fjernvarmevandet.

wpe2.jpg (14885 bytes)

Figur 2: Typisk forløb for dugpunktstemperatur i røggas ved biomassefyring som funktion af vandindhold i brændsel

Eksempelvis vil det på et halmfyret varmeværk, der afbrænder halm med 15% vandindhold, kræve en meget lav returtemperatur for at opnå en mærkbar effekt ved røggaskondensering.

Umiddelbart vurderet reduceres fordelen ved røggaskondensering i forbindelse med halmfyring altså en del på grund af det lavere vandindhold i brændslet. Der er dog en energimæssig fordel, der gør det værd at overveje røggaskondensering i forbindelse med halmfyring, hvilket fremgår af det følgende.

En røggaskondenser er normalt opbygget som et vådt system, hvor røggassen er i direkte kontakt med en væske (kondensatet). Denne opbygning giver en meget effektiv varmeveksler, der gør det muligt at opnå en stor afkøling af røggassen. For eksempel vil det på et varmeværk med en fjernvarme-returtemperatur på 38 ºC være muligt at køle røggassen til 43 ºC. En så lav røggastemperatur er ikke mulig at opnå med en konventionel ekonomiser.

På et varmeværk uden kondenser er røgtemperaturen i skorstenen typisk 120-160 ºC. Den ekstra afkøling af røggassen kan give en besparelse i brændselsforbrug på over 10% alt efter anlægsopbygning. Samtidig kan det være en økonomisk fordel at modtage billigere halm med højere fugtighed, såfremt det kan håndteres af halmtransportsystemet, og det kan afbrændes af kedlen.

Røggasrensning er et andet punkt, hvor røggaskondenseren kan være en fordel. Det våde miljø i røggaskondenseren kan tilbageholde partikler i røggassen og derved muligvis erstatte brugen af et posefilter i røggassystemet. Indledende forsøg har vist, at visse meget små partikler kan passere uhindret igennem systemet. Derudover vil en del af svovlindholdet i røggasserne blive neutraliseret i vaskevandet. Reduktionsgraden afhænger af vaskevandets pH-værdi samt af SO2-indholdet i røggassen.

Der er dog også uløste problemer ved at anvende røggaskondensering, f.eks. med hensyn til korrosion. Kondensatet fra halmfyring er særdeles aggressivt, hvilket stiller store krav til materialevalg. Anvendelsen af glasfiber i den koldeste del af kondenseren ser dog ud til at have begrænset korrosionen til dele, der af funktionsmæssige hensyn ikke kan udføres i glasfiber, f.eks. dyser og følere. De varmere dele af kondenseren, hvor glasfiber ikke kan anvendes p.g.a. temperaturen, skal fremstilles af specielt syrefast stål.

Af øvrige problemer kan nævnes slamproblemer og skumdannelse i selve kondenseren. Et andet vigtigt element er selve kondensatet, der skal behandles, før det kan ledes til afløb.

 

These pages are maintained by Per S. Nielsen, dk-TEKNIK. Last update: 03-05-00 10:40