Rensning af røg fra brændeovne

Transkript

1 Rensning af røg fra brændeovne Sodpartikler og klimaeffekter Den 15. november 2011 Ole Schleicher FORCE Technology

2 Baggrund Projekt for Miljøstyrelsen: Afprøvning af teknologier til røggasrensning og/eller forbrændingsforbedring til eftermontering på eksisterende brændeovn- og brændekedel-installationer Link til rapport: Viden om forbrænding og teknologier til røggasrensning Erfaringer fra Tyskland, Østrig og Schweiz

3 Indhold Mindre luftforurening hvordan? Teknologier til røggasrensning Resultater af Afprøvning af teknologier til røggasrensning til eftermontering på eksisterende brændeovn- og brændekedel-installationer

4 Mindre luftforurening hvordan? 1. Forstå årsagen til forureningen 2. Procesoptimering 3. Substitution 4. Renere teknologi 5. Rensning

5 Mindre luftforurening hvordan? 1. Forstå årsagen til forureningen 2. Procesoptimering 3. Substitution 4. Renere teknologi 5. Rensning

6 Brænderøg hvad består det af? Gasser: Kuldioxid CO 2 Kulilte CO Uforbrændte gasser CH 4, tjærestoffer, PAH mv. Fordampede uorganiske salte Partikler: Sod Kondenserede tjærestoffer Aske Kondenserede uorganiske stoffer

7 Brænderøg hvad er hovedproblemet? Gasser: Kuldioxid CO 2 Kulilte CO Uforbrændte gasser CH 4, tjærestoffer, PAH mv. Fordampede uorganiske salte Partikler: Sod Kondenserede tjærestoffer mv. Aske Kondenserede uorganiske stoffer

8 Fortyndingskanal til test af brændeovne

9 Partikelkoncentration afhængigt af målested Partikler målt samtidigt i skorstenen og i fortyndingskanal Y-aksen er forholdet mellem PM d (fortyndingskanal) og PM c (skorsten) CO på X-aksen afspejler forbrændingseffektiviteten

10 Brændeovnsbekendtgørelsen Brændeovnsbekendtgørelsens grænseværdi for emission af partikler Grænseværdi for partikler Målested 10 g/kg træ Fortyndingskanal 75 mg/nm 3 ved 13% O 2 1,5 m op i skorsten 75 mg/nm³ ved 13 % O 2 svarer cirka til 0,9 g/kg træ. Det er ca. 11 gange mindre end grænseværdien på 10 g/kg for måling i fortyndingskanal.

11 Thomas Nussbaumer, Verenum, Sweitz Røggaspartikler mg/m 3 ved 13 % O2 Brændeovne Optimal fyring = 2 stk. 0,7 kg tørt træ pr. time Brændeovn Alm. fyring = 3 stk. 1,5 kg træ pr. time Brændeovn Natfyring = Fyldt op med træ og lukket for luften Sod < 20 < Tjære/VOC < Salte < 20 < 20 < 20 Total < Faktor Thomas Nussbaumer, Verenum, Schweiz

12 Mindre luftforurening - hvordan? 1. Forstå årsagen til forureningen 2. Procesoptimering 3. Substitution 4. Renere teknologi 5. Rensning

13 Procesoptimering Lære folk korrekt optænding og fyring Top down optænding Fyringsråd: Kun træ ikke affald Tørt træ og rigeligt med forbrændingsluft Brænde ikke tykkere end en vinflaske Fyr lidt ad gangen Undlad at fyre over Tjek at røgen er næsten usynlig Ved korrekt fyring er emissionerne mindst mulige for den pågældende brændeovnsteknologi.

14 Mindre luftforurening - hvordan? 1. Forstå årsagen til forureningen 2. Procesoptimering 3. Substitution 4. Renere teknologi 5. Rensning

15 Substitution Skift til et mindre forurenende træ-brændsel! Brug kun rent træ og ikke affald (brugte paller er også affald) Løvtræ skulle give færre partikler end nåletræ Træ uden bark giver mindre forurening end træ med bark Ved korrekt fyring med det bedste træ-brændsel, er emissionerne mindst mulige for den pågældende brændeovnsteknologi.

16 Mindre luftforurening - hvordan? 1. Forstå årsagen til forureningen 2. Procesoptimering 3. Substitution 4. Renere teknologi 5. Rensning

17 Renere teknologi Nyere brændeovne og brændekedler brænder langt renere og er mere energieffektive end ældre - og udviklingen fortsætter. Eksempler på brændeovnsforbedringer: Varmeafgivelse ved konvektion Ruder så man kan se forbrændingen Opvarmet forbrændingsluft Mindre og bedre isoleret brændkammer Tertiær lufttilførsel

18 PM emission trend for brændeovne Partikel emission fra test af brændeovne på Teknologisk Institut g/kg Serie number

19 Brændeovne emissions faktorer - Indekseret Brændeovne Alder Antal i 2008 PM Index NMVOC Index PAH-4 Index Ældre ovne DS-887 testet ovne Opfylder brændeovnsbekendtgørelsen Svanemærket ovne Reduktion fra Ældre ovne % 90 % 82 % Reference : Miljøprojekt 1324, Emissioner fra træfyrede brændeovne og -kedler

20 Brændekedler emission faktorer - Indekseret Brændekedel Age Akkumuleringstank Antal i 2008 PM Index NMVOC Index PAH-4 1) Index Ældre kedler Nye kedler Op til 1980 Efter 1980 Nej Ja Nej Ja Reduktion fra Ældre kedler % 90 % 94 % Reference: Miljøprojekt 1324, Emissioner fra træfyrede brændeovne og -kedler

21 Renere teknologi Brændeovnsbekendtgørelsen har siden januar 2008 sikret, at nye brændeovne og brændekedler ved optimal fyring udleder mindre end 10 g partikler/kg træ. Svanemærket sikrer en endnu lavere udledning af partikler ved optimal fyring og langt de fleste brændeovne på det danske marked er svanemærket.

22 Mindre luftforurening - hvordan? 1. Forstå årsagen til forureningen 2. Procesoptimering 3. Substitution 4. Renere teknologi 5. Rensning

23 Røggas rensning Traditionelle teknologier til rensning af røg: Posefilter Skrubber Katalysator Elektrofilter

24 MoreCAT - Katalysator 1. Kræver 30 Pa skorstenstræk (7-10 m højde) 2. VOC oxidation starter ved 350 C 3. Risiko for tilstopning med sod og dermed fare for CO-forgiftning 4. Skal rengøres jævnligt (ca. hver 8. driftstime) Målt reduktion ved temperatur > 350 C: CO: 82 % VOC: 75 % Sod: 95 % Pris: ca kr.

25 APP R_ESP Residential Electrostatic Precipitator Kan reducerer partikelemissionen med %

26 CleanAir elektrofilter fra APP

27 Airbox elektrofilter fra Spartherm Elektrofilter mest til kedler! > 60% reduktion af partikler

28 Airbox elektrofilter fra Spartherm

29 Zumikon fra Rüegg % reduktion af partikler Kræver mindst 1,5 m stålrør efter filteret Maks. røggastemperatur 400 C (kortvarigt 500) Skal renses ca. hver 4. uge Elektroden slides og skal jævnligt skiftes > 500 installationer i Schweiz og Tyskland

30 Zumikon elektrofilter fra Rüegg

31 Zumicon Efter 6 ugers drift var der kun ca. 5 cm af den originalt 25 cm lange electrode tilbage

32 Oeko Tube 95 % reduktion af partikelemission Pris: Ca kr. Mere end anlæg i Schweiz

33 RuFF-Kat Rustfrit stål eller pulverlakeret 1 m høj over skorsten TÜV SÜD testet Op til 95 % reduktion af partikler Pris: Ca

34 Feinstaubkiller % partikelreduktion

35 Typiske danske huse og skorstene

36 Typiske danske huse og skorstene

37 Test Laboratorie test effektivitet Felt test påvirkning på den omgivende luft Vurdering af anvendeligheden Omkostning til enhed, montage, rensning og vedligehold Kan den monteres på alle anlæg og skorstene? Hvordan ser den ud?

38 Temperature Pressure Dilution tunnel Flow CO, CO2, O2 Filter VOC, NMVOC TSP, PAH, Dioxin, Odour Temperature Pressure ELPI: PM10, PM2.5 and PM0.1 God energirådgivning

39 Parameters PM PN Partikel størrelsfordeling CO VOC og NMVOC PAH Dioxin Lugt kun fra nogle test

40 Test ovn og kedel

41 Brænde og fyringsprocedure Tørt birke brænde med bark Brændeovn: Optænding: 1,6 kg små pinde For-test: 3 stk. Brænde 1,8 kg Nominel: 3 stk. Brænde 1,8 kg Int.stage: 2 stk. Brænde 1,3 kg Reduceret: 2 stk. Brænde 1,3 kg Brændekedel: Optænding: 3,5 kg små pinde For-test: 8 8,5 kg brænde 3xNominel: 8 8,5 kg brænde

42 PM emission Brændeovn

43 PM filtre fra R_ESP brændeovnstest

44 PM filtre fra Airbox brændeovnstest

45 ESP OFF ESP ON

46 Natfyring meget lidt forbrændingsluft

47 Andre stoffer! Dioxin: Lille eller ingen reduktion PAH: Reduktion eller forøgelse? VOC: Ingen reduktion Odour: Ingen reduktion PM: Ingen signifikant reduktion - dog synlig reduktion af sod - men PN <0,1 øges tilsyneladende

48 Felt test

49 Felt test Monitoring station

50 Test brændeovne

51

52 Felt test - resultater Elektrofiltre slukkede: Partikelstørrelsesfordeling med en top ved nm. Elektrofiltre tændt: Partikelstørrelsesfordeling med en top ved nm.

53 OBS! Vil anvendelse af elektrofiltre på ældre brændeovne og brændekedler medføre en forøgelse af emissionen af ultra fine partikler < 0,1 - og derved forårsage at røgen bliver mere sundhedsskadelig?

54 Konklusion Reduktion af sodemissionen med elektrofiltre er mulig - på nyere ovne og kedler, som har en meget ren forbrænding, men: Prisniveauet er kr. plus installation og løbende udgifter til rensning og vedligehold VOC/tjærestoffer reduceres ikke, med mindre det er kondenseret på eller til partikler. Ingen reduktion af lugtemissionen Kan ikke monteres på skorstenstoppen på alle huse Placering lige efter brændeovnen vil skæmme stuen Problemer med støj fra springende gnister

55 General konklusion Rensning af røggas fra ældre brændeovne og kedler er problematisk pga. ufuldstændig forbrænding og stor emission af tjærestoffer Ældre brændeovne og kedler bør hellere udskiftes nye effektive typer, fremfor at installere rensning, som f.eks. de testede elektrofiltre Omkostningen til udskiftning af en ældre brændeovn til en ny, er på niveau med udgifterne til installation af et elektrofilter.

56 General konklusion Omkostningen til udskiftning af en ældre brændekedel til en ny er væsentlig større end omkostningen til installation af et elektrofilter, men den samlede reduktion af emissionerne er også meget større end for en brændeovn. Ved udskiftning til ny ovne eller kedel vil der også være en væsentlig besparelse i brændeforbruget, pga. højere virkningsgrad.

57 Hvad koster det? Der er ca brændeovne i Danmark Måske er de moderne ovne på Svanemærkeniveau Hvis der skal monteres et filter der koster kr. på brændeovne er den samlede udgift 5 mia. kr.

58 Tak for opmærksomheden