|
|
|
Miljøstyrelsen |
Miljømæssig optimering af drift af
affaldsforbrændingsanlæg i Grønland |
|
December 2004 |
1. Indledning, formål
Affaldsforbrændingsanlæggene i Grønland er karakteriseret ved at være relativt små i forhold til anlæg i Danmark og Europa. Dette indebærer nogle særlige udfordringer for miljøoptimal drift af de grønlandsk anlæg, og prioriteringerne af de driftsmæssige tiltag kan derfor være væsentlig forskellig i Grønland i forhold til de større anlæg i Danmark.
Det giver også særlige udfordringer og ændrede prioriteringer, at anlæggene er udrustet med partikelfilter (el-filter) som eneste røggasrensningsudstyr.
Notatet har til formål at give en kortfattet oversigt over tiltag, som kan sikre miljøoptimal driftsform indenfor de givne anlægsrammer. Desuden er det formålet at udbrede forståelsen af forureningens karakter, skadevirkninger og muligheder for at begrænse udslip deraf.
1.1 Målgruppe
Notatet henvender sig først og fremmest til driftspersonale og ledelse på forbrændingsanlæggene, herunder de kommuner, som ejer anlæggene. De anførte begrundelser og muligheder for begrænsninger af miljøpåvirkningerne skal ses alene i sammenhæng med drift af eksisterende forbrændingsanlæg og de rammer, hvorunder de er etableret.
De relevante forbrændingsanlæg er først og fremmest anlæggene i Ilulissat, Asiat, Maniitsoq, Sisimiut og Qaqortoq samt i et vist omfang anlægget i Nuuk. Anlæggene er alle kontinuerligt fungerende, udrustet med tragt med affaldspusher, ovn med rist, varmtvandskedel og el-filter. Kapaciteten af anlæggene ligger i intervallet 400-800 kg/h (Nuuk 1.600 kg/h). Med undtagelse af anlægget i Nuuk er driftsformen baseret på 5-døgnsdrift eller tilsvarende drift. De anførte optimeringsmuligheder og prioriteringer er således tilpasset de anførte anlægskoncepter og kapaciteter.
De her nævnte optimeringsmuligheder mv. kan derfor ikke uden videre anvendes i forbindelse med fx små, batchfyrede bygdeanlæg eller større anlæg, som er udrustet for overholdelse af de strengeste miljøkrav.
1.2 Baggrund
Notat og tabeller er udarbejdet af Tore Hulgaard, Rambøll, som en del af projektet ” Dokumentation og driftsvejledning for affaldsforbrændingsanlæg i Ilulissat”. Projektet er støttet af Miljøministeriet, men dette indebærer ikke nødvendigvis, at projektets konklusioner afspejler Miljøministeriets vurderinger.
Nogle af de driftsformer, som er anført i efterfølgende tabel 1, svarer til anbefalingerne i Weiss’ drifts- og betjeningsvejledning for forbrændingsanlægget i Ilulissat.
2. Tabeller om miljøoptimal drift og gennemgang af udslip med røggassen
Teksten anføres som to tabeller. Den første, tabel 1, beskriver de driftsformer, der bør tilstræbes, og de væsentligste begrundelser for disse driftsformer. Den anden, tabel 2, beskriver for hver forureningskomponent nogle væsentlige tilhørende miljøeffekter. Desuden anføres mulighederne for at begrænse udslippene indenfor rammerne af forbrændingsanlægget, som det er indrettet.
Tilstræbte driftsformer i tabel 1 er ordnet, så de vigtigste kommer først.
Forureningskomponenterne i tabel 2 er medtaget, uden at der er taget stilling til størrelsen af udslippene. Der er heller ikke taget stilling til, hvilken betydning udslippene i praksis har for miljøet.
I tabel 2 er medtaget følgende forureningskomponenter:
· Partikler (støv)
· Tungmetaller (Hg, Cd, Tl, Sb+As+Pb+Co+Cr+Cu+Mn+V+Ni)
· CO
· TOC (og PAH)
· Dioxiner og furaner
· HCl
· HF
· SO2
· HBr/Br2
· NOx
Indtil videre er der for forbrændingsanlæg i Grønland alene fastsat en emissionsgrænseværdi for partikler, men der kan være krav om måling og rapportering af øvrige forureningskomponenter.
Grænseværdier for de øvrige komponenter (bortset fra HBr/Br2 og PAH) findes i den danske bekendtgørelse: Miljøministeriets bekendtgørelse nr. 162 af 11/03/2003, ”Bekendtgørelse om anlæg, der forbrænder affald”. Grænseværdierne heri svarer til EU’s forbrændingsdirektiv.
|
Tabel 1. Miljøoptimal drift af forbrændingsanlægget. |
|
No. |
Tilstræbt driftsform |
Begrundelse |
|
1 |
Jævnest mulig drift med få start og stop og med stabile temperaturforhold i ovn/kedel |
Jævn drift indebærer, at der er balance mellem affaldstilførsel, forbrændingsintensitet og lufttilførsel, og at der i efterforbrændingskammeret er tilstrækkelig høj temperatur (mindst 800°C og gerne over 850°C ) og luftoverskud. Mange start/stop eller svingende drift kan give problemer med perioder med svigtende luftoverskud eller for lav temperatur. Dette indebærer udslip af CO og dermed uforbrændte kulbrinter (TOC) og eventuelt dioxin. |
|
2 |
Altid luftoverskud i efterforbrændingskammeret, mindst 6% O2. (dog højst ca. 12% O2) |
For lavt luftoverskud indebærer udslip af CO og dermed uforbrændte kulbrinter og eventuelt dioxin. Mindst 6% O2 er krævet i henhold til miljøgodkendelsen.
Omvendt må der ikke være for stort luftoverskud (høj O2 %). Årsagen er
· at ovnrummet og efterforbrændingskammeret køles, så det kan være svært at holde temperaturen over 800°C (se punkt 3)
· at energiudbyttet forringes, fordi den ekstra luft varmes op i anlægget og sendes ud som varm røggas via skorstenen. |
|
3 |
Mindst 800 °C i efterforbrændingskammeret |
For lav temperatur indebærer risiko for udslip af CO, uforbrændte kulbrinter og eventuelt dioxin.
Mindst 800°C er krævet i henhold til miljøgodkendelsen. I praksis bør temperaturen holdes et stykke over 800°C, fx mindst 850°C, for at temperaturkravet kan overholdes, selvom der er udsving. |
|
4 |
Affaldet opblandes grundigt i siloen |
Ensartet (homogen) affaldssammensætning er nødvendig for jævn drift, se punkt 1. |
|
5 |
Stort affald neddeles |
Dette skal sikre
· at der ikke opstår blokeringer i affaldsindfødningssystemet med deraf følgende stop og
· at det indfyrede affald er ensartet
Dette er en nødvendig forudsætning for jævn drift, se punkt 1.
|
|
6 |
Brændværdien skal holdes så konstant som muligt. Hvis affaldet er vådt eller tiliset, bør det iblandes neddelt træ eller spildolie |
Varierende brændværdi indebærer risiko for ujævn drift, se punkt 1. Ved lav brændværdi er der risiko for, at ovntemperaturen ikke kan holdes tilstrækkelig høj. Ved kortvarig forekomst af høj brændværdi er der risiko for, at lufttilførslen i en periode bliver for lille til at sikre luftoverskuddet. |
|
7 |
Anlægget startes op ved at støttebrænderen tændes og der suppleres med rene, biologiske materialer på risten, fx rent træ, papir eller karton |
Under opstart er temperaturen i efterforbrændingskammeret for lav i forhold til de krævede 800°C. Derfor vil der i denne periode være forhøjede udslip af CO og uforbrændte kulbrinter. Uforbrændte kulbrinter fra rene materialer af biologisk oprindelse som træ anses umiddelbart for mindre skadelige end dem, som dannes ved forbrænding af blandet affald. |
|
8 |
Støttebrænder tændes, når temperaturen i efterforbrændingskammeret falder under fx 850°C |
Det er et krav, jf. punkt 3, at temperaturen i efterforbrændingskammeret altid holdes på mindst 800°C. Der bør altid være god afstand til kravværdien. |
|
9 |
Miljøfarligt affald må ikke forbrændes |
Miljøfarligt affald skal udsorteres i henhold til miljøgodkendelsen.
Afhængig af arten af miljøfarligt affald, kan der opstå bl.a.
· Uønskede udslip af tungmetal (fx kviksølv) og andre miljøfarlige forbindelser
· Uønskede indhold af tungmetaller i slagge og restprodukt med deraf følgende risiko for udvaskning til havmiljøet i forbindelse med deponering
· Risiko for personalet ved kontakt med det miljøfarlige affald eller slagge/aske
|
|
10 |
Større affaldskomponenter med stort indhold af klor, brom, fluor og svovl bør ikke forbrændes
Fx PVC-emner: plasttagplader, vinylgulvbelægning
Produkter hvis hovedbestanddel er PTFE eller lignende som fx Teflonprodukter, Goretex
Produkter med bromerede flammehæmmere
*
|
Røggassen renses stort set ikke for HCl, SO2, HF og HBr eller Br2.
PVC (polyvinylchlorid) indeholder ca. 50% klor, som i forbindelse med forbrænding bliver til HCl (saltsyredampe). Dette er skadelig ved indånding, miljøskadelig i form af forsuring og giver risiko for korrosion af anlægsdele. Endvidere er PVC mistænkt for at bidrage til dioxinemission.
PTFE (poly tetra fluor ethylen) indeholder over 50% fluor, som ved forbrænding bliver til HF (flussyredampe). Dette er skadelig ved indånding, miljøskadelig i form af forsuring og giver risiko for korrosion af anlægsdele.
Bromerede flammehæmmere danner ved forbrænding bromforbindelser, fx HBr/Br2. Disse er skadelig ved indånding, miljøskadelig i form af forsuring og giver risiko for korrosion af anlægsdele.
Svovlholdige forbindelser danner ved forbrænding SO2. Dette er skadelig ved indånding, miljøskadelig i form af forsuring og giver risiko for korrosion af anlægsdele. |
*: Den enkelte kommune bør udarbejde en mere dækkende liste over tilsvarende komponenter ud fra en nærmere analyse af fordele og ulemper ved udsortering af den enkelte affaldskomponent. Listen bør også omfatte alternative bortskaffelsesmetoder.
|
Tabel 2 Udslip med røggassen og mulighederne for at begrænse disse udslip |
|
Udslip med røggassen |
Miljøeffekt (også arbejdsmiljø) |
Muligheder for begrænsning af udslip ved driftsmæssige tiltag |
|
Partikler |
Støv afsættes i omgivelserne
Partikler indeholder tungmetaller, se dette punkt.
|
Begrænses af el-filteret (jf. vilkår i miljøgodkendelsen)
Støvgener i øvrigt begrænses fx ved forsvarlig håndtering af big-bags med aske og containere med slagge.
|
|
Tungmetaller, fx kviksølv (Hg), kadmium (Cd), arsen (As) |
Farlig ved indånding/indtagelse
Ophobes i miljøet og ender i dyr (rensdyr, fisk, sæler mv.) |
Tungmetaller nedbrydes ikke ved forbrændingsprocessen, men udskilles med slaggen eller med flyveaske. Udslip med røggassen begrænses af el-filteret ved at tungmetaller udskilles sammen med flyveaske (gælder dog ikke Hg). Endvidere begrænses udslip ved udsortering af tungmetalholdigt, miljøfarligt affald inden forbrændingen. |
|
CO
(kulilte, karbonmonoxid )
|
Indikator for uforbrændte kulbrinter
Farlig ved indånding (arbejdsmiljø) |
CO dannes og nedbrydes under forbrændingsprocessen. CO udslip er tegn på ufuldstændig forbrænding forårsaget af for lav temperatur eller for lavt luftoverskud.
CO udslip med røggassen begrænses ved jævn fyring, hvor der altid er luftoverskud (mindst 6% O2) og høj temperatur (mindst 800°C – gerne over 850°C) i efterforbrændingskammeret
CO og andre komponenter i arbejdsmiljøet undgås ved at undgå røgudslip fra ovnen. Det sikres ved at sugetræksblæseren holder undertryk i anlægget. Hvis der skulle forekomme røgudslip, skal ventilation af bygningen sikre arbejdsmiljøet.
|
|
Uforbrændte kulbrinter (TOC), herunder PAH (polyaromatisk hydrokarboner) |
Farlig ved indånding/indtagelse
Nogle PAH’er er kræftfremkaldende
|
TOC dannes og nedbrydes under forbrændingsprocessen. TOC-udslip er tegn på ufuldstændig forbrænding forårsaget af for lav temperatur eller for lavt luftoverskud.
Udslip begrænses ved jævn fyring, hvor der altid er luftoverskud (mindst 6% O2) og høj temperatur (mindst 800 °C og gerne over 850°C) i efterforbrændingskammeret
|
|
Dioxiner og furaner |
Meget farlig ved indtagelse
Ophobes i visse, især fede, dyr som fisk (hellefisk, makrel, sild, laks m.fl.) og sæler mv. |
Dioxin i affaldet nedbrydes ved en effektiv forbrændingsproces, men nyt dioxin kan dannes under afkøling af røggassen. Udslip med røggassen begrænses ved jævn fyring, hvor der altid er luftoverskud (mindst 6% O2) og høj temperatur i efterforbrændingskammeret (mindst 800°C og gerne over 850°C). Udsortering af større PVC-emner vil reducere mængden af klorforbindelser, som er nødvendig for dannelse af dioxin. |
HCl
hydrogenklorid
saltsyredampe |
Farlig ved indånding
Forsurende for søer mv.
Virker korroderende på anlægskomponenter mm. |
Dannes ved forbrænding af klorholdigt affald (fx PVC, salt, fødevarer)
Udslip kan begrænses ved at begrænse indfyringen af større enkeltkomponenter, som i det væsentlige består af PVC (polyvinylchlorid). Endvidere kan indfyringen begrænses af meget saltholdige affaldstyper (med klorholdige salte som KCl, NaCl, CaCl2). |
HF
hydrogenfluorid
flussyredampe |
Farlig ved indånding
Forsurende for søer mv.
Virker korroderende på anlægskomponenter mm. |
Dannes ved forbrænding af fluorholdigt affald (fx PTFE, teflon, Goretex, fødevarer).
Udslip begrænses ved at begrænse indfyringen af enkeltkomponenter, som i det væsentlige består af PTFE (poly tetra fluor ethylen) og lignende, fluorholdige plasticforbindelser, fx Teflon, Goretex |
|
SO2
svovldioxid
|
Farlig ved indånding
Forsurende for søer mv.
Virker korroderende på anlægskomponenter mm. |
Dannes ud fra svovlindhold affald (fx dæk, visse plasttyper, fødevarer)
Udslip begrænses ved at begrænse indfyringen af meget svovlholdige affaldstyper |
HBr og Br2
Hydrogenbromid
Brombrinte
og Brom |
Farlig ved indånding
Forsurende for søer mv.
Virker korroderende på anlægskomponenter mm.
|
Dannes ved forbrænding af bromholdige affaldstyper.
Udslip begrænses ved at begrænse indfyringen af meget bromholdige affaldskomponenter, fx kabinetter, printkort og andet elektronikaffald med bromerede flammehæmmere. |
NOx
(NO + NO2)
Nitrogenoxid og nitrogendioxid, kvælstofoxider |
NO omdannes til NO2 i atmosfæren. NO2 er farlig ved indånding,
forsurende for søer mv., og tilfører næring (kvælstof som nitrat) til søer og vildmark |
NOx dannes og nedbrydes under forbrændingsprocessen afhængig af forbrændingstemperatur, luftoverskud, luftfordeling og indholdet af N (kvælstof) i affaldet. NOx-udslip begrænses først og fremmest ved at temperaturen i ovn og efterforbrændingskammer ikke bliver for høj, fx ikke over ca. 1050°C. |
|
