Svavelrecirkulation är en innovativ teknologi, som kan minska högtemperaturkorrosionen i överhettare. Alternativt kan den ge ökad elproduktion vid avfallsförbränningsanläggningar, om ångtryck och ångtemperatur i överhettarna höjs.

Svavelrecirkulationsteknologin är unik eftersom inget externt svavel tillsätts och därmed ökar inte mängden restprodukter. I processen recirkuleras svavel från ett vått rökgasreningssystem tillbaka till eldstaden. Det recirkulerade svavlet höjer SO2-koncentrationen i pannan och minskar Cl/S-förhållandet i beläggningar och askor och miljön blir mindre korrosiv. Dessutom minskar dioxinbildningen och andelen sulfater i avdragsvattnet från den våta rökgasreningen avsevärt.

Processen arbetar i två steg. Först avskiljs svaveldioxid från rökgasen i den våta rökgasreningen.  Den avskilda svavelföreningen sprutas därefter in  i pannan genom dynor med omgivande bärgas. På så sätt som höjer halten svavel i systemet. Varje svavelatom i bränslet passerar därvid pannan flera gånger och inget externt svavel behöver tillsättas.

Vi har demonstrerat processen vid Renovas avfallsförbränningsanläggning i Göteborg. Mätningarna har utförts i samarbete med Chalmers HTC och SP med stöd från Waste Refinery och ProEnivro. En slutrapport finns, som du kan läsa och ladda ned till höger.

Vid försök i fullskala har dioxinprovtagningar, impaktormätningar, beläggningssondsmätning, askprovtagningar och 1000 timmars korrosionssondsmätningar genomförts med och utan Svavelrecirkulation i drift. Med Svavelrecirkulation sjönk korrosionshastigheten i överhettarnas position för alla undersökta material (16Mo3, Sanicro 28 och Inconel 625) med mer än 50% jämfört med referensfallet. Vid Svavelrecirkulation ändrades karaktären på korrosionsangreppet jämfört med motsvarande exponering i referensfallet. Svavlet motverkade uppkomsten av metallklorider i metalloxidskiktet samt bildandet av kromat.

Svavelrecirkulationssystemet har gett eftersträvade SO2-koncentrationer i pannan förutom under en period med mycket lågt svavelinnehåll i bränslet. Svavelhalten i skorstenen har hela tiden legat på en nivå långt under gällande gränsvärden. Daggpunktsmätningar har visat att den doserade svavelsyran inte gav upphov till förhöjda SO3-halter i pannan, vilka annars skulle kunna ge upphov till lågtemperaturkorrosion. Vid Svavelrecirkulation minskade beläggningstillväxten med en tredjedel.


Bild 1. Genomskärning av korrosionssond vid referensprov. Ett tjockt lager av växande oxider bildades.
Bild 2. 
Genomskärning av korrosionssond med Svavelrecirkulation i drift. Ett tunt lager av korrosionsprodukter bildades.

BRÄNSLE MED HÖGT KLORINNEHÅLL GER PANNKORROSION

Avfallseldade pannor har låg elverk­ningsgrad jämfört med exempelvis koleldade pannor. Detta beror i första hand på den svåra korrosiva miljö som uppstår. I pannor där bränsle med högt klorinnehåll eldas bildas beläggningar med ett högt innehåll av alkaliklorider. Högre halter av alkaliklorider ökar högtem­pe­raturkorrosionen. Med förhöjd svavelkoncentration reduceras korrosionen i pannan, som då kan designas för högre ångdata. Höga ångdata medför högre elverknings­grad. Idag är läckor i och utbyte av sönderkorroderade överhettare ett tillgänglighetsproblem och en stor kostnad för avfallseldade kraftverk.

Många studier behandlar alternativet med dosering av svavel i olika former. Gemensamt för dessa me­toder är dock att stora mängder svavel tillsätts och att mängden rest­produkter från förbränningsan­lägg­ningen ökar kraftigt.