Miljøprojekt, 891 – Vurdering af forskellige former for energiudnyttelse af plastaffald

Vurdering af forskellige former for energiudnyttelse af plastaffald

7 Papir/plast (PPF) i cementovne

Dette afsnit beskriver forholdene omkring anvendelse af sub-coal i dansk cementovn. Som modelanlæg er Aalborg Portland valgt. Aalborg Portland bruger allerede alternative brændsler, og de har erfaring med ca. 10 forskellige typer. Der er taget udgangspunkt i brændselsspecifikationer for hollandsk produceret brændsel; se afsnit 4.2 og Tabel 4.3.

7.1 Beskrivelse af krav til brændsel

Sub-coals anvendelighed i cementovne er beskrevet herunder ud fra en række parametre.

Lagerevne	Aalborg Portland modtager og håndterer allerede lignende affaldsfraktioner. Såfremt sub-coal er forurenet med madrester, bleer mv., skal det hygiejniseres for at undgå problemer med arbejdsmiljøet. Bortset fra dette stilles der ikke andre krav til lagerevne.
Håndtering	Brændslet skal være hygiejniseret, jf. ovenstående.
Lugt	Lugtgener søges så vidt muligt undgået ved oplagring og anvendelse af alternative brændsler. Eventuelle lugtgener vil hænge sammen med indhold af madrester, og det er som nævnt ovenfor uønsket.
Tilstandsform	Tilstandsformen er ikke afgørende, idet Aalborg Portland råder over udstyr til neddeling af brændslet til de rette dimensioner.
Flygtige forbindelser	Aalborg Portland har normalt ikke problemer med indhold af flygtige organiske forbindelser (VOC), hvorimod et højt indhold af kviksølv vil kunne give problemer.
Askeindhold	Askeindhold i alternativt brændsel har ikke nogen betydning for anvendelsen.
Partikelstørrelse	Partikelstørrelsen har ikke betydning for anvendelse af alternativt brændsel. Det er dog vigtigt at undgå eksplosionsfare.
Tungmetaller	Tungmetalindholdet i alternativt brændsel er generelt ikke noget problem, idet de opfanges under processen og inkorporeres i produktet. Et højt indhold af kviksølv kan dog som følge af sin flygtighed give problemer. Kul indeholder også tungmetaller (sammenligning af TM-indholdet i AaP's kul med indholdet i sub-coal).
Forbehandling	Krav til input i processen er 25 x 25 x 25 mm. Alternative brændsler neddeles af Aalborg Portland for at opfylde disse betingelser.

7.2 Teknisk beskrivelse af teknologien

Cement fremstilles ved forarbejdning af kridt og sand. Kridt slemmes op med vand i en slemmetromle. Malet sand og opslemmet kridt blandes til færdigslam, som derefter pumpes ind i en tørreknuser. I tørreknuseren tørres slammet, og der dannes råmel. I denne proces tilsættes andre råvarer fx flyveaske. Råmelet opvarmes ved hjælp af røggas til 750°C og endelig til 900°C, hvorved det kalcineres, dvs. udskiller CO₂. Produktet føres herefter til en 74 m lang rotérovn, hvor det brændes til klinker ved en temperatur på 1.500°C. Efterfølgende finformales cementklinkerne med gips.

Kul eller andre brændsler indfyres direkte i rotérovnen. Sub-coal kan her erstatte kul i en mængde ækvivalent med energiindholdet i det alternative brændsel.

Brændslerne er i direkte kontakt med råmaterialerne, hvorved eventuelle tungmetaller vil blive indbygget i det færdige produkt. De flygtige tungmetaller vil typisk fordampe i rotérovnen, men idet røggassen føres modstrøms til en meget kalkholdig massestrøm gennem ovnen, vil tungmetaller blive opfanget i det basiske miljø og derved ende i produktet. Rotérovnen er således forsynet med en "indbygget scrubber". Erfaring med omkring 20 forskellige brændsler viser, at tungmetalindholdet i de alternative brændsler ikke har nogen væsentlig indflydelse på tungmetalindholdet i det færdige produkt.

7.3 Energibalance

Energi og massebalance for forbrænding af MPF i cementovn er vist i Tabel 7.1.

Tabel 7.1
Energi- og massebalance for anvendelse af papir/plast i cementovn.

		Basis-scenario Forbrænding af affald	Scenario III PPF i cementovn
Affaldsforbrænding
Mængde	ton	2.900.000	2.566.500
Brændværdi	GJ/ton	10,5	9,11
El	TWh	1,15	0,89
Varme	TJ	14.726	11.306
Oparbejdning
Separation	GJ/ton		0,102
Separation	MWh/ton		0,0276
Energiforbrug	TJ		296
Energiforbrug	TWh		0,08
Cementovn
Alternativt brændsel	ton	0	333.500
Brændværdi	GJ/ton	0	21,2
Indfyret energi	TJ	0	7.070
Overskud / fortrængt energi
El	TWh	1,15	0,81
El	TJ	4.153	2.901
Varme	TJ	14.726	11.011
Procesenergi, kul	TJ	-	7.070

Tabellen viser, at forbrænding af PPF i cementovn giver anledning til fortrængning af 7.070 TJ svarende til fx 267.000 ton kul (brændværdi: 26,5 GJ/ton). Endvidere giver forbrændingen af restaffaldet anledning til produktion af 0,8 TWh el og 11.011 TJ varme.

7.4 Opgørelsen af miljøbelastninger

Der er ikke foretaget opgørelse/estimater af emissioner fra anvendelse af PPF i cementovn. Erfaringer med anvendelse af alternative brændsler, som er sammenlignelige med PPF og MPF, har vist, at brug af alternative brændsler i værste fald ingen indflydelse har på emissionerne. I bedste fald er der set en reduktion af NO_x-emissionen.