Miljøprojekt, 1133 – Undersøgelse af mulighederne for termisk oparbejdning af mekanisk separeret shredderaffald

Undersøgelse af mulighederne for termisk oparbejdning af mekanisk separeret shredderaffald

Sammenfatning og konklusioner

Projekter har primært haft til formål at undersøge muligheder for nyttiggørelse af såvel shredderaffald som RGP gennem en termisk behandling af en blanding af disse to affaldsprodukter.

Det er estimeret, at der årligt i Danmark produceres ca.100.000 tons shredderaffald, som deponeres i specialdeponier. Shredderaffaldet estimeres at have en brændværdi på mere end 10MJ/kg. Denne energimængde som årligt bliver til ca.1.000.000GJ ønskes nyttiggjort som kraft/varme.

Mængden af røggasrensningsprodukt fra affaldsforbrænding (RGP) fra Amargerforbrænding, Vestforbrænding og Elsams affaldsforbrænding er ud fra selskabernes grønne regnskab for disse selskaber for 2003 bestemt til i alt 57521 tons. Disse tre selskabers produktion har i 2003 udgjort op mod 60% af den samlede danske kapacitet på affaldsforbrændingsområdet. Under forudsætningen, at fordelingen i de øvrige danske affaldsforbrændingsanlæg er tilsvarende, produceres der på landsplan ca. 100000 tons RGA årligt. Dette affald deponeres i dag i specialdeponier i Norge og Tyskland. Der har i forsøgene dog kun været anvendt flyveaske fra affaldsforbrændingsanlæg, som er en del af den samlede mængde RGP, men det forventes, at alle typer RGP produceret i Danmark vil kunne indsættes i processen.

Projektets oprindelige målsætning var at afprøve to processer til oparbejdning af blandingen af shredderaffald og RGP. De to processer, der var forudset var KSK og CTU, som er nærmere beskrevet i henholdsvis kapitel 5 og 6.

Projektforløbet har imidlertid været præget af en del hindringer. KSK sprang undervejs i planlægningsfasen fra, formentlig fordi man i selskabets ledelse indså, at processen endnu ikke havde nået et udviklingstrin, som gjorde den egnet til formålet. Desuden viste det sig, at en egnet metode til den nødvendige brikettering af shredderaffald ikke umiddelbart var at finde, og at mulige metode til en del af shredderaffaldet var meget dyre. Under alle omstændigheder ville det være nødvendigt at indblæse en større mængde af materialet gennem lanser direkte ind i skaktovnens varme zone. Denne løsning har ikke været afprøvet på anlægget hos KSK, og er måske ikke egnet til en medstrømsforgasser.

Konkursen for moderselskabet til CTU og rekonstruktionen har forsinket de planlagte forsøg med ca.2 år således, at de først kunne gennemføres i maj 2004. CTU-processen og de gennemførte forsøg på Mefos er beskrevet i kapitel 6.

Forespørgsel til andre udviklingsselskaber, der kunne erstatte KSK, har ikke givet resultat, idet der også her har været tale om konkurser og lukning af videre udvikling.

Med accept fra styregruppen for projektet blev det i juni 2003 besluttet på grænsen af projektets oprindelige målsætning, at indgå i et forsøg med VTT, som havde til formål at udvikle en forgasningsteknik til forgasning af shredderaffald og nyttiggøre energiindholdet. VTT og de i efteråret 2003 gennemførte forsøg er beskrevet i kapitel 7.

Der er således tale om to forsøgsserier, hvoraf kun den ene, CTU-processen er egnet til at behandle en blanding af shredderaffald og RGP.

Forsøgene hos CTU / Mefos (kapitel 6) løb over ca. 24 timer med flere blandinger af forholdet mellem mængderne af shredderaffald og RGP. Der blev under forsøgene også kørt et delforsøg, hvor en del af RGP blev substitueret med sand for at afprøve virkningerne heraf på slaggens egenskaber. Et andet delforsøg blev kørt med kun shrederaffald af sammen årsag.

Processen og pilotanlægget viste sig særdeles stabile. Kun mindre stop i forsøgsperioden blev observeret. Disse stop var forårsaget af el-fejl og lignende og kan ikke tilskrives processen som sådan. Ét problem, som kræver omtanke ved bygning af et kommercielt anlæg, blev dog observeret. Efter nogle timers drift blev der konstateret ophobninger af støv fra processen i gaskanalerne og i filteret, hvorved den afsugede luftmængde fra processen blev for lille og et ekstra afsugningssystem måtte indkobles.

Under evaluering af forsøgsresultaterne blev det fastslået, at procesparametrene ikke havde været indstillet som ønsket. Dette skyldes primært, at indsatsmaterialets brændværdi var væsentlig mindre end antaget før forsøget. Derfor har oxygenmængden været for høj til at sikre en reducerende smelteatmosfære i cyklonen, hvilket har indflydelse på sammensætningen af såvel slaggen som støvet.

Den producerede slagge har egenskaber, som knap nok opfylder kravene til en kategori 2 slagge som beskrevet i den danske slaggebekendtgørelse, idet udvaskning af krom og arsen i to ud af tre prøver viser en lille overskridelse af grænseværdierne. Dette var en del af projektets målsætning at eftervise, men ved en korrekt indstilling af procesparametrene, er det vor opfattelse, at disse krav vil kunne opfyldes.

Den producerede støvs mængde og sammensætning er naturligvis også under indflydelse af oxidationsgraden, men vil som den foreligger kunne afsættes til zinkindustrien til genanvendelse af zink og bly.

De miljømæssige aspekter ved etablering af et anlæg til behandling af alt dansk shredderaffald, som udgør ca. 100.000 tons pr. år, vil være, at ca. 200.000 tons farligt affald pr. år, bestående af shredderaffald og RGP ikke mere skal deponeres. I stedet produceres ca. 120.000 tons genanvendelig slagge, ca. 27.000 tons filterstøv, hvoraf zink, bly og kadmium kan genvindes og ca. 18000 tons genanvendelig gips. Samtidig kan ca. 60% af shredderaffaldets brændværdi nyttiggøres til kraft / varme, hvilket svarer til ca. 660.000GJ/år.

Økonomien er i høj grad afhængig af den pris, der kan opnås for den producerede slagge. Ved en10-årig afskrivningsperiode og en forrentning på 5% p.a. er gate feen for shredderaffald estimeret til at ligge mellem 43 og 112 EURO pr. tons ved en gate fee på 80 EURO pr. tons for RGP. Øges afskrivningsperioden til 15 år, vil gate feen for shredderaffald sænkes til at ligge mellem 18 og 90 EURO pr. tons. De lave gate fees på henholdsvis 18 og 43 EURO pr. tons kan kun opnås, hvis det vil være muligt at producere en slagge med høj værdi (100 EURO pr. tons). Det vides for nuværende ikke om det vil være muligt at opnå denne høje slaggepris. Yderligere forsøg og videreudvikling af processen og anlægget vil være en nødvendighed, før dette kan bekræftes.

Forsøgene hos VTT i Finland (kapitel 7) blev gennemført i en cirkulerende fluid bed forgasser med en kapacitet på 350 kW.

Som et delmål ønskes det at undersøge shredderaffaldet alene fra skrotning af udtjente køretøjer, for at erfare, om processen kan opfylde ELV - direktivet.

Af hensyn til opfyldelse af forsøgets målsætning blev der til forsøget udført to forskellige nøje overvågede kørsler på shredderen hos H.J.Hansen.

1. Normalt produceret shredderaffald fra H.J.Hansen. Dvs. shredderaffald, hvor ca. 20% af indsatsmaterialet i shredderen har været udtjente køretøjer (SR)

2. Shredderaffald, hvor indsatsmaterialet har bestået udelukkende af udtjente køretøjer. (ASR)

Skønt den store mængde bundaske, der dannes ved forgasning af shredderaffald gav visse problemer forløb forsøgene med disse materialer i det store og hele tilfredsstillende og gav følgende resultater:

Den cirkulerende fluid bed forgasser kan af shredderaffald producere en gas, der er egnet til forbrænding i et kraftværk.
Økonomiske overslag viser, at shredderaffald (ASR) kan behandles for en gate fee på mellem 80 og 110 EURO/tons under forudsætningen, at den producerede gas afsættes til 0 EURO/MWh.
Filterstøvet, som udgør 13 – 15% af den indfyrede shredderaffald, indeholder relativt små mængder af tungmetallerne zink og bly, som gør det umuligt at afsætte filterstøvet til zinkindustrien. Filterstøvet er farligt affald og skal deponeres i overensstemmelse hermed.

Efter det foreliggende er det ikke godtgjort og heller ikke sandsynligt, at processen kan opfylde kravene i ELV - direktivet, medmindre der udvikles nye metoder, eller de nuværende metoder videreudvikles således, at der sikres yderligere genanvendelse af store dele af shredderaffaldets uorganiske del.
Yderligere forsøg skal gennemføres. I disse forsøg skal kun den organiske del af shredderaffaldet indsættes i forgasseren.