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

Reduktion af luftforurening fra gasmotoranlæg

5 Resultater

• 5.1 Projektforløbet
• 5.2 Målinger
  • 5.2.1 Formaldehyd, CO, lugt og smøreolie
  • 5.2.2 Uforbrændte kulbrinter, UHC
• 5.3 Beregningsprogram
• 5.4 Økonomiberegninger, pris for anlæg

5.1 Projektforløbet

Projektet er forløbet helt i overensstemmelse med planen. Målingerne er udført efter tidsplanen, og den efterfølgende databehandling er udført planmæssigt. Opstilling af beregningsprogrammet er sket inden for tidsplanen.

DGC udførte emissionsmålingerne i projektperioden. Der blev foretaget i alt fem emissionsmålinger i fem på hinanden følgende uger. I forsøgsuge nr. 2 (60% last) og forsøgsuge nr 5 (100% last) blev der desuden foretaget målinger af formaldehyd og lugtemissioner i røggassen.

5.2 Målinger

I bilag A og B ses måleresultaterne fra DGC’s emissionsmålinger i henholdsvis de første 4 uger og i den sidste uge af måleserien.

I tabel 5-1 ses et sammendrag af de vigtigste resultater fra emissionsmålingerne.

Som det ses, er der opnået høje rensningsgrader for UHC, CO og formaldehyd (FA). Rensningsgraden for UHC er målt mellem 73% og 98% afhængigt af lastpunkt for motoren. Rensningsgraden for FA er målt til ca. 95%, mens rensningen for CO er målt over 99% i alle tilfælde. Reduktionen af lugt er målt til mellem 58 og 85%.

5.2.1 Formaldehyd, CO, lugt og smøreolie

Rensningen for FA har vist, at det er muligt at opnå emissionsniveauer for FA under de nuværende grænser, som der er givet dispensation for. Der er opnået emissioner for FA under 5 mg/m3n. De nuværende grænser, som der er givet dispensation for, ligger på 10 mg/m3n. Det ses, at RECCAT-anlægget kan reducere FA-emissionen til under halvdelen af den gældende grænseværdi.

Under målingerne blev i øvrigt gjort en bemærkelsesværdig observation vedrørende FA. Værdien 5 mg/m3n blev konstateret i røggasrøret ca. 5 meter efter RECCAT-anlægget. Der blev ligeledes målt længere fremme i systemet, dvs. efter næste lyddæmper og røggaskøler umiddelbart før skorsten. Her blev målt op til 8 mg/m3n. Konklusionen er, at der dannes FA i røggaskanalerne efter motoren på et naturgasmotorbaseret kraftvarmeanlæg.

Det betyder, at der umiddelbart efter RECCAT-anlægget måske er ned til 1-2 mg/m3n FA i røggassen. Det svarer til, hvad der tidligere blev målt på prototypen på laboratoriet. Det betyder samtidigt, at man ved fastsættelse af grænser for FA fra gasmotorer er nødt til at specificere, hvor og hvordan målingerne skal udføres, fx ”lige efter katalysator” eller ”lige før skorsten”, samt at der i grænseværdierne bør tages hensyn til denne ”efterdannelse” af FA.

Rensningen for CO i RECCAT-anlægget er overbevisende. Der er ved alle målinger opnået over 99% rensning for CO. Emissionerne ligger under 10 mg/m3n, hvilket svarer til 2% af den tilladte emission.

Der er i almindelighed stor usikkerhed på målinger for lugtemissioner. Der blev hos RMV konstateret reduktioner på 58% og 85% gennem RECCAT-anlægget ved de to foretagne lugtmålinger. Usikkerhederne taget i betragtning antages det, at RECCAT-anlægget kan reducere lugtemissionerne fra skorstenen med mellem 50 og 80%.

Der er ikke foretaget målinger på smøreolie, men driftslederen på værket oplyser, at mængden af smøreolie, som udfældes i bunden af røggasvarmeveksleren, er faldet betydeligt efter installationen af RECCAT-anlægget i marts 2006.

5.2.2 Uforbrændte kulbrinter, UHC

Data fra emissionsmålingerne for de enkelte uger er brugt til at beregne karakteristiske konstanter gældende for de respektive driftslaster. Herved kan man bruge temperaturmålingerne fra den kontinuerte dataopsamling til at beregne UHC-emissioner og dermed reaktor-effektiviteter i hele måleperioden, dvs. også de dage, hvor der kun er data fra dataopsamlingen.

På figurerne herunder er disse beregnede (og målte) data vist.

Figur 5.1. Røggastabet i form af uforbrændt som funktion af bypass-ventilens indstilling

Figur 5.2. Røggastabet i form af uforbrændt som funktion af bypass-gasmængden.

Figur 5.3. Uforbrændt fra motoren som funktion af driftslast.

Figur 5.4. Toptemperaturen i reaktorerne som funktion af bypass-ventilens indstilling.

Figur 5.5. Reaktoreffektiviteten som funktion af bypass-ventilens indstilling.

Figur 5.6. Reaktoreffektiviteten som funktion af toptemperaturen i reaktorerne.

Figur 5.1 viser, at på anlægget i Rask Mølle ved 100% last fås det mindste gastab med en ventilindstilling i bypass på 4-5. Dette svarer til en bypass gasmængde på ca. 2,9-3%.

Figur 5.3 viser, at motoren i Rask Mølle har en emission af UHC før RECCAT, som er kraftigt afhængig af driftslasten.

Af hensyn til katalysatormaterialet skal temperaturen i reaktorerne holdes under ca. 620°C. Figur 5.4 viser, at ved driftslast under 70% skal der lukkes for bypass-gassen for ikke at overophede reaktoren.

Figur 5.6 viser, at reaktoreffektiviteten først og fremmest afhænger af toptemperaturen i reaktorerne, hvilket er det samme som max-temperaturen. Ved temperatur i toppen over ca. 600 °C fås den ønskede rensningsgrad på over 90%. Det ses, at dette lige præcis nås med 70% last. For 60 og 50% last nås det nemt. Reaktoreffektiviteten for UHC afhænger kraftigt af toptemperaturen i reaktorerne og i mindre grad af driftslasten.

Heraf kan man slutte, at reaktorerne ideelt burde være ca. 40% større. Herved ville opholdstiden være ca. den samme, som ved 60-70% last for de nuværende reaktorer. For nye anlæg skal toptemperaturen i reaktorerne være over 600°C, hvis den samme type katalysatormateriale anvendes. Dette opnås ved, at den forøgede reaktorstørrelse sker i længderetningen, så varmevekslingen i reaktorerne forbedres.

Set over alle målinger (inklusiv måledage med kun temperaturmålinger) er der opnået reaktoreffektiviteter for UHC på mellem 40 og 98% afhængigt af driftslast og gastilsætning

5.3 Beregningsprogram

Nye reaktorer til andre værker ville blive dimensioneret noget større i forhold til de nuværende ud fra erfaringerne hos RMV. Det har derfor været nødvendigt at opbygge et beregningsprogram, som kan omregne resultaterne fra de nuværende reaktorer til nye reaktorer. Programmet er et simuleringsprogram, som er tilpasses til at gengive måleresultaterne fra RMV med de nuværende reaktorer, og som kan bruges til beregning af nye reaktorer på andre værker. På figur 5.7 ses beregning af en reaktor hos RMVved fuld last. Temperaturen er stigende op gennem katalysatoren (stiplet graf) og faldende på vejen tilbage gennem rørene, som afgiver varme til katalysatorsiden.

Figur 5.7. Beregninger af reaktor på Rask Mølle Varmeværk

På figur 5.8 og 5.9 ses sammenligning mellem målte værdier og beregnede værdier fra beregningsprogrammet. Det ses, at der er rimelig god overensstemmelse mellem målinger og beregninger både for reaktoreffektiviteten og for toptemperaturen, som er de vigtigste parametre. Forskellen mellem målinger og beregninger indeholder både usikkerhederne i målingerne og usikkerhederne i de anvendte modeller for beregningerne. I modelberegningerne er anvendt teoretiske modeller, hvor de empiriske konstanter er fundet ved tilpasning til målingerne.

Der er rimelig god overensstemmelse, og beregningsmodellen kan derfor bruges ved dimensionering af nye reaktorer.

Figur 5.8. Reaktoreffektiviteten som funktion af bypass-ventilens indstilling. Målte og beregnede værdier.

Figur 5.9. Toptemperaturen i reaktorerne som funktion af bypass-ventilens indstilling. Målte og beregnede værdier.

På figur 5.10 ses beregnet temperaturprofil gennem en tænkt reaktor til et fiktivt værk. Der er her dimensioneret til en temperatur lige over 600 °C i toppen af reaktoren. Reaktorerne dimensioneres som én standardstørrelse beregnet til alle anlægsstørrelser. Antallet af reaktorer vil være bestemt af motoreffekten.

Figur 5.10. Beregninger af reaktor på nyt værk

5.4 Økonomiberegninger, pris for anlæg

Rensningen for UHC og CO resulterer i en højere varmevirkningsgrad på værket, hvilket vil være økonomiske grundlag for installationen af RECCAT-anlæg på KV-værker.

På figur 5.11 ses et konkret eksempel på beregning af den økonomiske gevinst ved installation af et RECCAT-anlæg. Forudsætningen er, at der er ca. 4% uforbrændt UHC efter motoren. Beregningen gælder for de nye større reaktorer. Andre forudsætninger står i tabellen.

Klik her for at se Figur 5.11

Figur 5.11. Konkret eksempel på beregning af økonomisk gevinst med RECCAT-installation (anonymiseret).

Udgifterne til køb og installation af RECCAT-anlæg fremgår af nedenstående tabel. På grund af prisstigninger på råvarer som stål og katalysatormateriale er der sket en væsentlig stigning i den beregnede fremtidige pris på RECCAT-anlægget. Der er sket stigninger på mellem 40 og 85% på stål til reaktorerne siden det første demo-anlæg. Det skyldes stigninger i energipriser, som slår igennem i stålpriser.

Det forventes imidlertid, at effektivisering og stordrift ved fremstillingen vil kunne nedsætte prisen i fremtiden.

Serviceudgifterne afhænger af, hvilken garanti kunden ønsker. Ved 2 års garanti forventes ingen serviceudgifter. Hvis RECCAT ApS skal garantere ud over 2 år, er serviceudgifter foreløbigt sat til 4 kr/MWh_el produceret på motoren regnet fra og med andet år. Der er regnet med 4000 driftstimer som minimum pr år for det enkelte anlæg.

I Danmark vil retrofit være den almindeligste måde, hvorpå RECCAT kan installeres. I andre lande og på enkelte anlæg i DK kan RECCAT-systemet medtages som en integreret løsning i designfasen, og omkostningerne kan derved reduceres væsentligt, idet der også kan spares komponenter som en lyddæmper og andre katalysatorer.

Som rapporteret tidligere virker RECCAT-anlægget som en lyddæmper. På nye anlæg kan man derfor spare den ene lyddæmper af de sædvanlige to stk. Man kan samtidigt spare en CO- eller formaldehydkatalysator. Nettoudgiften for installation af RECCAT-anlæg på nye værker er derfor mindre end angivet i tabellen herover.

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

Version 1.0 December 2008, © Miljøstyrelsen.