| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Genanvendelseseffektivitet af hvidblik- og stålemballager

3 Vurdering af tab i forbrændingsanlæg

3.1 Danske forbrændingsanlæg

Der er i 2002 ca. 70 linier til forbrænding af affald i Danmark med en samlet årlig teoretisk forbrændingskapacitet på 2.726.000 tons affald i 1999, Ref. 3. I 2000 blev forbrændt 3.064.000 tons affald inkl. 81.000 tons miljøfarligt affald (Kommunekemi), Ref. 3.

Der skelnes generelt mellem to typer af forbrændingsanlæg – Rotérovnsanlæg eller risteanlæg. Tidligere var det almindeligt med rotérovnsanlæg, men i dag er langt den overvejende del er alle danske forbrændingsanlæg såkaldte risteanlæg. De få rotérovnsanlæg der er tilbage (forår 2002), vil være afviklet i løbet af en kort årrække eller kun være til rådighed som reserveanlæg.

Temperaturen i rotérovnen er højere og slaggens opholdstid længere end ved ovne med risteanlæg. Generelt kan man således sige at rotérovne i mange tilfælde kan præstere en bedre udbrændingsgrad af slaggen i forhold ovne med risteanlæg. Forbrænding i rotérovne kan imidlertid have en tendens til at slaggen bliver så varm så den bliver flydende hvilket ikke er ønskeligt.

Årsagen til at der i dag foretrækkes risteanlæg frem for rotérovnsanlæg, er bl.a. at de disse anlæg generelt har en større kapacitet i forhold til den fysiske størrelse. Endvidere er det lettere at styre udbrændingen af gasserne på et risteanlæg hvor røggassen ledes gennem et veldefineret efterforbrændingskammer. Driftsomkostninger for risteanlæg skønnes at være lavere end for rotérovnsanlæg.

Oxidationsgraden af jernet i hvidblikemballage vil være afhængig af temperaturen metallet udsættes for, og den tid det opholder sig ved den høje temperatur.

3.2 Udenlandske forsøgsresultater med forbrænding af hvidblikemballage

3.2.1 Norsk undersøgelse

Firmaet MEPEX CONSULT AS udførte i 1997-1998 en undersøgelse af genanvendelseseffektiviteten af emballage af hvidblik, Ref. 4.

I undersøgelsen er fundet et potentiale fra husholdninger og erhverv på mellem 2,84 og 3,2 kg jernbaseret emballage pr. indbygger. Den procentvise fordelingen af jernholdigt affald til forbrændingsanlæggene i Oslo er i rapporten opgjort som vist i Tabel 3.1

Tabel 3.1
Indhold af hvidblikemballage i norsk affald til forbrændingsanlæg

Hvis man ligesom i nærværende undersøgelse (Tabel 1.1) antager at forbrændingsanlæggene ikke modtager stålemballage (større tromler og gasflasker), vil den jernbaserede emballage udelukkende bestå af hvidblikemballage med et indhold på 2,06% i affaldet tilført forbrændingsanlæggene.

For Danmark er estimeret en mængde tilført hvidblikemballage til de danske forbrændingsanlæg på 36.594 tons. Dette svarer til 1,25% af de 3 mio. tons forbrændt affald, og det er dermed væsentligt mindre end i Norge.

I undersøgelsen er udført et forsøg hvor en del dåser (hvidblik) med højde 120 mm og tværsnit 100 mm er fundet i forbrændingsjernet fra anlægget ud fra deres rillemønstre og efterfølgende renset, vejet og sammenlignet med vægten af nyindkøbte dåser. Der opnås et vægttab på ca. 15-20%. Det fremgår af Bilag 11 i rapporten at der er fundet dåser med vægttab mellem 4% og 47%.

Det formodes at nogle dåser vil kunne være oxideret så meget at de ikke har kunnet genkendes i forbrændingsjernet, og at tabet derfor reelt kan være større.

Forbrændingsjernet sorteres efterfølgende på virksomheden Grønmo, og her tabes den fine del af jernet. Til sidst neddeles jernet på virksomheden Franzefoss Gjenvinning med et yderligere tab sådan at der i middel genvindes 46% af hvidblikemballagen som det fremgår af Tabel 3.2.

Tabel 3.2
genvindingsgrad for norsk hvidblikemballage frem til stålværk

3.2.2 Hollandsk undersøgelse

I en hollandsk undersøgelse udført af TNO "The reclamation of tin at waste incineration plants", Ref. 5, er blevet udført et forsøg hvor der er tilsat hvidblikemballage til affald hvor der forinden var frasorteret alt jernholdigt materiale fra det benyttede affald. Der er tale om et pilotanlæg, og mængden af affald pr. forsøg udgør kun 20 kg eller ca. 70 liter med en opholdstid i forbrændingsanlægget på 1 time. Det normale indhold af jern i det hollandske affald er opgivet til 3,5% hvor 2,3% af jernindholdet i affald er hvidblikemballage.

Tallet er væsentligt højere end den danske andel af hvidblikemballage i affald til forbrænding på 1,25%. I forsøget blev tilsat 15 fødevaredåser og 11 drikkedåser. Tabet ved forbrændingen blev bestemt til 21%, men med spredninger i middelværdien af 6 forbrændingseksperimenter fra 6,3%-31,5%. Det skal her bemærkes at et så lille forsøgsanlæg (70 liter) vil forventes at opnå en væsentligt bedre og homogen forbrænding end et stort anlæg med en kapacitet på 15 tons i timen.

3.3 Forsøg med indfyring af hvidblikemballage på Amagerforbrænding

I projektet indgår et forsøg med indfyring af hvidblikemballage på et typisk dansk forbrændingsanlæg. Formålet med forsøget er at foretage et estimat af hvor meget rent metal der mistes i forbrændingsprocessen som følge af oxidation. I/S Amagerforbrænding er grundet sine ristebaserede linier udvalgt som et repræsentativt forbrændingsanlæg til udførelse af et forsøg med indfyring af hvidblikemballage.

3.3.1 Forbehandling af hvidblikemballage

Som forsøgsmateriale blev fremskaffet ca. 100 ovale dåser fra Glud & Marstrand af typen som anvendes til dåseskinke. Emballagen blev valgt fordi den er nem at genkende pga. sin ovale form. Endvidere er indkøbt 100 dåser med flåede tomater af mærket Bon appetit fremstillet i Italien.

De ovale dåser blev åbnet med nøglen hvorved der fremkom et låg og en bund. Tomatdåsernes låg blev åbnet og indholdet fjernet, hvorefter dåserne blev rengjort ved skylning.

Der blev herefter boret et 15 mm hul i låg og bund af de ovale dåser samt i bunden af tomatdåsen for at kunne identificere dåserne ved slaggeudmadningen fra forbrændingsanlægget.

Herefter blev etiketterne fjernet fra 25 tomatdåser som herefter blev tørret og vejet. Ligeledes blev 25 låg og bunde af de ovale dåser vejet. Middelværdi og spredning er vist i Tabel 3.3 sammen med dåsernes godstykkelse.

Tabel 3.3
Data for dåser

3.3.2 Foraskning af dåser

For at bestemme indholdet af organisk materiale og flygtige komponenter som tin blev der udført en standardforaskningsanalyse på en forvejet oval dåse samt en forvejet tomatdåse hvor etiketten var fjernet og dåsen tørret inden vejning. Foraskningsanalysen er en behandling i ovn ved 550° C i 24 timer.

Efter varmebehandlingen var den ovale dåse belagt med et hvidt lag (se Figur 3.1) og tomatdåsen med et brunt lag (se Figur 3.2). Dåserne blev herefter aftørret og vejet. Dåserne er vist før foraskning og efter foraskning inkl. rensning for oxidlag på Figur 3.3. Tabene er vist i Tabel 3.4.

Tabel 3.4
Foraskning af dåser

Det ses at tabet af organisk stof, tin mv. er i størrelsesordenen 1-1,5%.

Figur 3.1
Oval dåse efter foraskning 550° C
   

Figur 3.2
Tomatdåse efter foraskning 550° C
   

Figur 3.3
Dåser før foraskningsforsøg og efter foraskningsforsøg og fjernelse af oxidlag

3.3.3 Forsøg med forbrænding af hvidblikemballage på Amagerforbrænding

Den 21/2 2002 blev udført et forbrændingsforsøg på Amagerforbrændings nye linie 1. Amagerforbrænding har efter ombygning af de ældre linier fire nye ristebaserede linier hver med en kapacitet på 15 tons/time hvilket svarer til ca. 400.000 tons pr. år.

Dåserne blev indfyret i tragten til linie 1 som vist i Tabel 3.5. I tabellen er endvidere vist hvornår der blev doseret affald med kranen.

Tabel 3.5
Indfyring af affald

Da gennemløbstiden for anlægget er vurderet til 2-3 timer, blev rysterenden hvor al slaggen fra linie 1 passerer, overvåget fra kl. 12:20.

Metal i rysterenden ligger i et tyndt lag slagge af ca. 2-5 cm højde hvorfor det er muligt at nå at finde alt der ligner metalaffald af dåser ved manuelt at rode op i slaggelaget og udtage og inspicere dåserne(se Figur 3.4).

Figur 3.4
Rysterende hvorfra dåser blev udtaget

Kl. 13:30 observeredes de første ovale dåser. Herefter foretog 2 personer frasorteringen samtidig hvor den første person fjernede dåser med 15 mm hul i, og den anden sikrede at der ikke var flere identificerbare rester. Det vurderes at alle hele dåser blev fundet samt de dåser hvor der var mere end halvdelen tilbage med et endnu genkendeligt hul.

I tidsrummet fra 13:30-14:00 blev fundet 60 ovale dåser og 7 tomatdåser

I tidsrummet fra 14:00-14:35 blev fundet 68 ovale dåser og 16 tomatdåser

Fra 14:35-14:55 blev der ikke fundet dåser hvorfor det blev konkluderet at alle genkendelige dåser var passeret. Dåserne ankom nogenlunde som de blev indfyret dvs. først ovale dåser, så tomatdåser og så igen ovale dåser.

Tabel 3.6
fundne dåser

På Figur 3.5 er vist de hele ovale dåser fra klasse 1. Figur 3.6 viser de ovale dåser i klasse 2. Figur 3.7 viser de ovale dåser i klasse 3, mens Figur 3.8 og Figur 3.9 viser tomatdåserne. De fleste tomatdåser er så nedbrudte at de primært findes i klasse 2 og 3.

Efterfølgende blev 29 af de hele ovale dåser samt en hel tomatdåse placeret i en slaggebunke til estimering af tab ved slaggemodning (lagring af slaggen).

Resten af dåserne blev sendt til analyse for tab hvor dåserne umiddelbart efter ankomst blev tørret for at undgå yderligere oxidation.

Inden anlægget blev forladt, blev driftsparametrene for linie 1 aflæst i kontrolrummet.

For perioden 12:00-15:52 var middeltemperaturen i ovnkammeret over den første del af ristene 843° C og over den sidste del af ristene 940° C.

Figur 3.5
Fundne ovale dåser, klasse 1
   

Figur 3.6
Fundne ovale dåser, klasse 2
   

Figur 3.7
Fundne ovale dåser, klasse 3
   

Figur 3.8
Fundne tomatdåser (De to dåser fra klasse 1 nederst til venstre, klasse 2+3 nederst til højre)
   

Figur 3.9
Fundne tomatdåser klasse 2+3

3.4 Estimat af tab i forbrændingsanlæg

En række dåser blev efter tørring renset med klud og neglebørste hvorefter de blev vejet.

Resultaterne for de hele ovale dåser samt den hele tomatdåse (klasse 1) er vist i Tabel 3.7.

Tabel 3.7
Tab af hvidblikemballage i klasse 1 (hele)

Endvidere blev der foretaget rensninger for klasse 2 og 3.

Resultaterne af de første vejeforsøg viste at det var nødvendigt med en lidt anden fremgangsmåde for at opnå et realistisk estimat af vægttabet. Ved nærmere inspektion af dåserne viste det sig at der stadig var glødeskaller og rester af slagge tilbage.

Der blev derfor valgt en anden fremgangsmåde.

Alle valgte dåser blev først renset med en roterende stålbørste på en boremaskine, dernæst blev rester af glødeskaller fjernet ved bearbejdning med en hammer på en ambolt.

For at bestemme variationen i nedbrydning blev for hver klasse udvalgt mindst en repræsentativ dåse for de dåser der var mest nedbrudt, og en repræsentativ dåse for dem der var mindst nedbrudt. Dette blev gjort ved at sprede alle dåser ud og foretage en visuel bedømmelse. Herefter blev de valgte dåser renset med den ovenfor nævnte renseprocedure.

På Figur 3.10 er vist de ovale dåser i klasse 1 samt de valgte dåser efter rensning.

På dåserne i klasse 1 var der begrænsede mængder oxidationsskaller som ikke kunne fjernes med den roterende stålbørste, men som blev fjernet ved bankning.

I Tabel 3.8 er vist resultaterne for tab fra klasse 1 i forbrændingsprocessen.

Tabel 3.8
Tab for ovale dåser + tomatdåse Klasse 1 udtaget fra slagge umiddelbart efter forbrænding

Tabene er udregnet i forhold til startvægten af en rengjort ubehandlet tom dåse (Tabel 3.8).

Ovale dåser:

Middeltab udgør 14,80%
Minimumtab udgør 9,02%
Maksimumtab udgør 24,03%

Slaggeindholdet af de rene dåser er fra 4% til 15%. Denne slagge vil dog til dels kunne fjernes når dåsen ruster i slaggebunken hvilket løsner slaggen. Dette beskrives nærmere i kapitel 4.

Figur 3.10
Ovale dåser, klasse 1 før og efter rensning (de 4 yderst til højre)

På Figur 3.11 er vist dåser i klasse 2, og på Figur 3.12 er vist de valgte dåser før rensning og på Figur 3.13 efter renseproceduren.

På dåserne i klasse 2 befandt sig en del oxidationsskaller/smeltet slagge som først blev fjernet ved bankning hvilket tydeligt viser at dåserne har været udsat for en højere temperatur end dåserne i klasse 1.

I Tabel 3.9 er vist resultaterne for tab fra klasse 2 i forbrændingsprocessen.

Tabel 3.9
Tab for ovale dåser Klasse 2 udtaget fra slagge umiddelbart efter forbrænding

Middeltab udgør 41,53%
Minimumtab udgør 17,92%
Maksimumtab udgør 65,14%

Figur 3.11
Ovale dåser, klasse 2
   

Figur 3.12
Valgte ovale dåser, klasse 2 før rensning
   

Figur 3.13
Valgte ovale dåser, klasse 2 efter rensning

På Figur 3.14 er vist dåserne i klasse 3, på Figur 3.15 er vist 2 af de valgte dåser før rensning, og på Figur 3.16 er vist alle 3 udvalgte dåser efter rensning.

På dåserne i klasse 3 var en del oxidationsskaller/smeltet slagge som først blev fjernet ved bankning hvilket tydeligt viser at dåserne har været udsat for en højere temperatur end dåserne i klasse 2.

I Tabel 3.10 er vist resultaterne for tab fra klasse 3 i forbrændingsprocessen.

Tabel 3.10
Tab for ovale dåser Klasse 3 udtaget fra slagge umiddelbart efter forbrænding

Middeltab udgør 62,28%
Minimumtab udgør 52,73%
Maksimumtab udgør 71,83%

Figur 3.14
Ovale dåser, klasse 3
   

Figur 3.15
To af de Valgte ovale dåser, klasse 3 inden rensning
   

Figur 3.6
Alle Valgte ovale dåser, klasse 3 efter rensning

I Tabel 3.11 er vist tabet for tomatdåsen i klasse 1 hvor dåsen på Figur 3.17 er vist efter opskæring med pladesaks og rensning.

Tabel 3.11
Tab for tomatdåser, Klasse 1 udtaget fra slagge umiddelbart efter forbrænding

Figur 3.17
Renset tomatdåse, klasse 1

På Figur 3.18 er vist tomatdåserne i klasse 2 og 3. På Figur 3.19 er vist de valgte dåser før rensning, og på Figur 3.20 er vist de valgte dåser efter rensning.

Tabel 3.12
Tab for Tomatdåser Klasse 2+3 udtaget fra slagge umiddelbart efter forbrænding

(1) Det var nødvendigt at klippe dåsen op inden rensning
(2) Noget af det metal som er forsvundet, vil formentlig findes som stykker der delvist vil blive genvundet

Middeltab udgør 63,71%
Minimumtab udgør 39,52%
Maksimumtab udgør 87,91%

Figur 3.18
Tomatdåser, klasse 2 og 3
   

Figur 3.19
Valgte tomatdåser, klasse 2 og 3 inden rensning
   

Figur 3.20
Valgte tomatdåser, klasse 2 og 3 efter rensning

I Tabel 3.13 er vist en oversigt over tabene for de forskellige klasser.

Tabel 3.13
Oversigt over tab fra dåser efter forbrænding