HAALBAARHEID ROOKGASREINIGINGSINTEGRATIE VAN EEN WERVELBEDINSTALLATIE MET EEN AVI

Transcriptie

1 December 2004 ECN-C HAALBAARHEID ROOKGASREINIGINGSINTEGRATIE VAN EEN WERVELBEDINSTALLATIE MET EEN AVI Energetisch efficiëntere en kosteneffectievere verwerking van "natte" biomassa / afvalstromen R.W.R. Zwart A B Opgesteld door: Revisies Goedgekeurd/vrijgegeven door: R.W.R. Zwart Geverifieerd door: H.J. Veringa ECN Biomassa H.J.M. Visser

2 Verantwoording Deze rapportage omvat de resultaten van het project "Haalbaarheid rookgasreinigingsintegratie Haalbaarheidsstudie naar een energetisch efficiëntere en kosteneffectieve verwerking van "natte" biomassa / afvalstromen door middel van rookgasreinigingsintegratie van een wervelbedinstallatie met een AVI" (ECN projectnummer 75258). Het project is uitgevoerd door ECN en medegefinancierd door SenterNovem (projectnummer , programma Duurzame Energie 2003) en het Afval Energie Bedrijf Amsterdam (AEB). Het AEB is nauw betrokken bij de uitvoering van dit project. Trefwoorden AVI diermeel AEB haalbaarheidsstudie rookgasreiniging RWZI slib verbranding wervelbed Abstract Due to changing (inter)national regulations for the use of meat and bone meal, its application as a fuel for energy production has gained enormous interest. The AEB (Afval Energie Bedrijf Amsterdam) are interested in actual conversion of meat and bone meal at their current waste incineration plant (AVI) site. One of the options to use meat and bone meal is to combust it in a fluidised bed combustion installation. Such an installation can, on a small scale, be integrated with the existing fluegas cleaning of the AVI, hence reducing the costs of a small case test and demonstration facility. Within this study the technical and economic feasibility of a fluidised bed combustion installation, both integrated with the existing fluegas cleaning and stand-alone with a separate fluegas cleaning, are evaluated and compared with the alternative concept of co-combustion in the current AVI. It can be concluded that fluidised bed combustion should be preferred above co-combustion in the current AVI. Furthermore small-scale integrated and stand-alone fluidised bed combustion of a mixture of bone and animal meal with sludge can be both economic and technical feasible considering currently acceptable gate fee values, even without taking any governmental incentives like the MEP regulation into consideration. 2 ECN-C

3 INHOUD LIJST VAN TABELLEN 5 LIJST VAN FIGUREN 5 SAMENVATTING 7 SAMENVATTING 7 1. INLEIDING Achtergrond Probleemstelling Doelstelling en werkwijze Rapportopbouw SYSTEEM DEFINITIE AVI Amsterdam Doelstelling AVI Rookgasreiniging Biomassa / afvalstromen RWZI-slib Shredderafval Slachtafval Thermische conversie technologieën Pyrolyse Vergassing Verbranding Wervelbed verbranding van diermeel Beschrijving ECN wervelbedinstallatie Experimentele resultaten Opschaalbaarheid RenCare / Renderment renderings- en slibverwerkingsinstallatie Verwerkbare afvalstromen Beschrijving AW2 installatie Eindproduct en residuen TECHNISCHE EN ECONOMISCHE HAALBAARHEID WERVELBEDVERBRANDING BIJ AVI AMSTERDAM Gaszijdig geïntegreerd versus stand-alone Diermeel versus mengsel van diermeel en slib Technische haalbaarheid Economische haalbaarheid Investeringen Bedrijfsparameters Haalbaarheid op basis van de gestelde aannames Haalbaarheid als functie van de gate fee van het diermeel Haalbaarheid als functie van eventuele MEP vergoedingen Alternatieve verwerking in de vorm van meestoken in de bestaande AVI CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN Conclusies Aanbevelingen REFERENTIES 37 ECN-C

4 APPENDICES 39 BIJLAGE A AVI AMSTERDAM 41 A.1 Rookgasreiniging 41 A.2 Toekomstplannen 42 A.3 Integratiemogelijkheden met de bestaande AVI 42 A.4 Kengetallen bestaande AVI 42 A.5 Investeringen 44 BIJLAGE B ECO-PORT RECYCLING-PARK AMSTERDAM WESTPOORT 45 BIJLAGE C BIOMASSA / AFVALSTROMEN 47 C.1 RWZI-slib 47 C.2 Shredderafval 48 C.3 Slachtafval 49 C.4 Diermeel 50 C.5 Beschikbaarheid en marktwaarde 51 BIJLAGE D INVESTERINGSOPBOUW 57 BIJLAGE E DETAILUITWERKING ECONOMIE 59 4 ECN-C

5 LIJST VAN TABELLEN Tabel 1 Specifieke parameters van de beschouwde biomassa / reststromen...13 Tabel 2 Geschatte gate fee voor diermeel bij verwerking van C1-destructiemateriaal als functie van de IRR van de AW2-installatie...21 Tabel 3 Geschatte gate fee voor diermeel bij verwerking van C1-destructiemateriaal als functie van de terugverdientijd van de AW2-installatie...21 Tabel 4 Technische gegevens wervelbed verbrandingsinstallatie...25 Tabel 5 Investeringen voor de drie meest logische installaties in M...26 Tabel 6 Bedrijfsparameters...27 Tabel 7 Terugverdientijd en IRR voor de verschillende situaties bij verschillende asverwerkingskosten en netto rendementen...29 Tabel 8 Terugverdientijd en IRR bij MEP vergoeding conform Tabel 9 Kengetallen van de bestaande AVI...43 Tabel 10 Jaargemiddelde emissies...43 Tabel 11 Investeringsopbouw voor de HR-AVI en de bestaande AVI, uitgaande van het prijspeil van Tabel 12 Tarieven verwerking RWZI-slib...52 Tabel 13 Tarieven verwerking shredderafval...53 Tabel 14 Categorie-indeling destructiemateriaal...54 Tabel 15 Tarieven destructie overig categorie 1 materiaal 2004 ( )...55 Tabel 16 Tarieven destructie overig categorie 2 materiaal 2004 ( )...55 Tabel 17 Investeringskosten voor een wervelbedinstallatie met m n ³/uur rookgas en draaiende op alleen diermeel (slurry met 50% vocht)...57 Tabel 18 Investeringskosten voor een wervelbedinstallatie met m n ³/uur rookgas en draaiende op 38% diermeel en 62% slib...57 Tabel 19 Investeringskosten voor een wervelbedinstallatie met 50 MW thermische input en draaiende op 38% diermeel en 62% slib...58 LIJST VAN FIGUREN Figuur 1 Schematische weergave van de rookgasreiniging van de AVI Amsterdam...12 Figuur 2 Overzicht van de verschillende vormen van thermische conversie...14 Figuur 3 Schematische weergave Nargus installatie...17 Figuur 4 Schematisch processtroomschema RenCare verwerkingsinstallatie...20 Figuur 5 Gaszijdige integratie van de wervelbed verbrandingsinstallatie met de bestaande AVI rookgasreiniging...23 Figuur 6 Cumulatieve waarschijnlijkheidsverdeling voor de internal rate of return...30 Figuur 7 Cumulatieve waarschijnlijkheidsverdeling voor de terugverdientijd...30 Figuur 8 Gevoeligheidsanalyse van terugverdientijd en IRR voor afzonderlijke risico's...31 Figuur 9 Effect van de diermeel gate fee op de haalbaarheid van kleinschalige geïntegreerde wervelbed verbranding van diermeel én slib (rendement 20%, asafvoer 81 /ton)...32 Figuur 10 Effect van de diermeel gate fee op de haalbaarheid van grootschalige standalone wervelbed verbranding van diermeel én slib (rendement 20%, asafvoer 81 /ton)...32 Figuur 11 Effect van de diermeel gate fee op de haalbaarheid van grootschalige standalone wervelbed verbranding van diermeel én slib (rendement 20%, asafvoer 81 /ton)...33 Figuur 12 Schematische weergave van de rookgasreiniging van de AVI Amsterdam...41 ECN-C

6 6 ECN-C

7 SAMENVATTING Inleiding Door veranderingen in (inter)nationaal beleid kan een aantal relatief natte en niet-schone brandstoffen niet meer op de oude conventionele manier verwerkt worden, bijvoorbeeld niet meer gestort zoals rioolwaterzuiveringsslib (RWZI-slib) en niet meer verwerkt in veevoeder zoals slachtafval / diermeel. Een alternatief is de thermische verwerking van deze (vervuilde) natte stromen, waarbij (eventueel) vrijkomende warmte benut kan worden. Het Afval Energie Bedrijf Amsterdam (AEB) is geïnteresseerd in een dergelijke verwerking van deze relatief natte stromen op haar terrein van de afvalverbrandingsinstallatie (AVI) in Amsterdam. Om na te gaan of de verwerking van relatief natte en vervuilde biomassastromen op het terrein van een AVI, eventueel met gebruikmaking van de bestaande AVI-rookgasreiniging, technisch en economisch haalbaar is, is een drietal concepten geëvalueerd: gaszijdige integratie van een wervelbed verbrandingsinstallatie met de bestaande rookgasreiniging van de AVI; stand-alone wervelbed verbrandingsinstallatie met eigen rookgasreiniging; optimale voorbewerking en meestook in de AVI Technische haalbaarheid Zowel roosterverbranding als wervelbed verbranding van diermeel lijken technisch haalbaar, waarbij het netto elektrisch rendement van verwerking in een wervelbed tussen de 20 en 22,5% zal liggen. Voor meestook in de AVI geldt een overall rendement naar warmte én elektriciteit van 25% (circa 22,5% bij alleen elektriciteit). Bij verbranding op het rooster van de bestaande AVI zal echter rekening gehouden moeten worden met verdrijving van huisvuil door het relatief hoog calorische diermeel en verhoogde kosten ten aanzien van verwerking van afvalstoffen (assen) en onderhoud (verhoogd slijtage risico en schoonmaakkosten ketel). Door het diermeel te combineren met het nu al deels op het rooster verbrande slib van de nabijgelegen rioolwaterzuiveringsinstallatie kan verdrijving van huisvuil wel verminderd, maar zeker niet vermeden worden. Verbranding van diermeel in een wervelbed, al dan niet gebruik makend van de restcapaciteit van de bestaande rookgasreiniging van de AVI, heeft als voordeel dat geen huisvuil verdreven wordt. Wel zal meer aandacht besteed moeten worden aan de uiteindelijk verbrande brandstof. Verbranden van droog diermeel (2% vocht) kan leiden tot voedingsproblemen alsmede te hoge temperaturen in het freeboard van het wervelbed, zodat het diermeel als slurry gevoed dient te worden (met circa 50% vocht). Daartoe kan het diermeel opgemengd worden met water, maar ook met relatief natte afvalstromen, zoals het reeds deels door de AVI verwerkte rioolwaterzuiveringsslib. De testen met de wervelbed verbrandingsinstallatie Nargus laten zien dat wervelbedverbranding van een dergelijke diermeel slurry goed gefunctioneerd heeft. Afgaande op gemeten emissies lijkt daarnaast integratie van het rookgas met de bestaande rookgasreiniging van de AVI (voor het eerste elektrofilter) mogelijk, waardoor voor een kleinschalige demonstratie installatie volstaan kan worden met alleen de bouw van een wervelbed. Economische haalbaarheid Zowel de kleinschalige verbrandingsinstallatie met de rookgasreiniging van de AVI geïntegreerde wervelbed als de grootschalige stand-alone installatie met eigen rookgasreiniging lijken economisch haalbaar, zonder daarbij uit te hoeven gaan van MEP subsidies. De kleinschalige geïntegreerde installatie kan bij de huidige marktprijzen van diermeel (20 /ton bij de verwerker, 2% vocht) en slib (55 /ton, 70% vocht) economisch reeds uit. De grootschalige stand-alone installatie vergt een verhoging van de gate fee van het diermeel (tot 50 /ton), welke echter binnen het "onderhandelvenster" tussen afnemer en aanbieder lijkt te passen, ofwel een derde brandstof voor een mix met een renderende gate fee. ECN-C

8 Indien uitgegaan kan worden van een MEP vergoeding voor de verwerking van diermeel, welke bij verwerking van zuiver diermeel 0,097 per kwh bedraagt, zal een dergelijke verhoging van de gate fee niet noodzakelijk zijn. Bij de huidige gate fee van 20 /ton (bij de verwerker) is de terugverdientijd van 7 jaar voor de grootschalige stand-alone installatie met eigen gasreiniging zeer acceptabel. De huidige MEP regeling loopt tot 2007, waarbij de subsidies tot (maximaal) 10 jaar verleend worden op basis van de huidige regeling. Verwerking van diermeel op het rooster van de bestaande AVI is economisch minder aantrekkelijk, daar door de verbranding van het relatief hoog calorische diermeel huisvuil verdreven zal worden. Vanwege de relatief hoge gate fee van het huisvuil leidt deze verdrijving alleen al tot een relatief hoge gate fee voor het diermeel. Daarnaast zijn vanwege het te lage rendement van de bestaande AVI MEP subsidies uitgesloten en zijn de kosten van verwerking van afvalstoffen (assen) in geval van roosterverbranding van diermeel aanzienlijk hoger dan bij wervelbed verbranding (minimaal 80 /ton bij de verwerker). Onzekerheden Alhoewel de verwachte terugverdientijd en internal rate of return voor een wervelbed verbrandingsinstallatie veelbelovend zijn vertonen de parameters een grote onzekerheidsmarge, welke er toe zou kunnen leiden dat er een weerstand ontstaat tot uiteindelijke implementatie van een installatie. Deze relatief grote onzekerheidsmarge wordt hoofdzakelijk bepaald door de onzekerheid in enerzijds de investeringen (en daaraan gerelateerde kosten) en anderzijds de kosten van asafvoer. Bij deze laatste kostenpost zijn twee mogelijkheden bekeken, namelijk in het gunstige geval om niet verwerken van het bedas en in het ongunstige geval verwerken van de totale as hoeveelheden (zowel bedas als cycloon- en vliegas) tegen de huidige kosten van asafvoer bij de AVI (150 /ton). Indien aangetoond kan worden dat bij wervelbed verbranding bedas én cycloon- en vliegas tegen verschillende tarieven afgezet kunnen worden kan de onzekerheid in de kosten van asafvoer sterk gereduceerd worden. Hierbij zal wel rekening gehouden moeten worden met het feit dat met name voor een grootschalige stand-alone installatie in het kader van bedrijfszekerheid c.q. contracteerbaarheid de samenstelling van de te gebruiken brandstof(mix) nogal kan fluctueren (e.g. diermeel, slib, overige organische reststromen). De onzekerheid in de investeringen kan gereduceerd worden door concrete offertes aan te vragen. Door de reductie van de twee grootste onzekerheden in de economische evaluatie kan een eventuele weerstand tot uiteindelijke implementatie op basis van onzekerheden (en niet zo zeer op feitelijk verwachte economische haalbaarheid) weggenomen worden. 8 ECN-C

9 1. INLEIDING 1.1 Achtergrond Door veranderingen in (inter)nationaal beleid kunnen een aantal relatief natte en niet-schone brandstoffen niet meer op de oude conventionele manier verwerkt worden, bijvoorbeeld niet meer gestort zoals rioolwaterzuiveringsslib (RWZI-slib) en niet meer verwerkt in veevoeder zoals categorie 1 slachtafval / diermeel. Een alternatief is de thermische verwerking van deze (vervuilde) natte stromen, waarbij (eventueel) vrijkomende warmte benut kan worden. Het AEB 1 is geïnteresseerd in een dergelijke verwerking van deze relatief natte stromen op haar terrein van de afvalverbrandingsinstallatie (AVI) in Amsterdam. 1.2 Probleemstelling De verwerking van natte stromen met een verwachte vervuilende (gas)component is echter technisch / energetisch niet ideaal op een AVI-roosteroven. Voorbewerking (e.g. drogen, pelletiseren) is naar verwachting relatief duur en energetisch ongunstig. Daarnaast zou verwerking op een AVI-roosteroven kunnen leiden tot de (ongewenste) verdringing van huisvuil, zodat een stand-alone verwerkingsinstallatie een meer voor de hand liggende optie is. Een wervelbedinstallatie kan dergelijke natte stromen goed verwerken, zoals is aangetoond bij de verwerking van diermeel / slachtafval in Engeland (Wykes Engineering Ltd.) en voor RWZIslib bij DRSH 2 in Dordrecht en SNB 3 in Moerdijk. Bij een relatief grote wervelbedinstallatie bedreven met één uniforme brandstof zal echter een omvangrijke logistieke inpassing moeten worden gepleegd terwijl voor het combineren van verschillende kleinere lokaal beschikbare natte stromen op dit moment de technische kennis ontbreekt om problemen ten aanzien van onder andere fouling en agglomeratie afdoende te kunnen inschatten laat staan te vermijden. Dergelijke kennis zou opgebouwd kunnen worden door te experimenteren met een relatief kleine installatie, welke geen enorme logistieke inspanning of technische risico's vraagt. Bij een dergelijke installatie kunnen de benodigde gasreinigingsmaatregelen de bouw van een installatie echter al snel economisch onrendabel maken waardoor realisatie onwaarschijnlijk lijkt. Indien het idee, om een wervelbedinstallatie naast een AVI te zetten en gebruik te maken van de overcapaciteit van de AVI-rookgasreiniging om de gasreiniging te integreren, niet alleen technisch mogelijk is, maar ook daadwerkelijk tot een kostenbesparing zou leiden, dan zou dat een belangrijke bijdrage leveren aan het opstarten van meer optimale verwerkingstechnieken voor relatief natte (vervuilde) stromen omdat de minimale schaalgrootte voor economisch bedrijf dan geen enorme logistieke inspanning of technische risico's zou vragen. Na het opdoen van ervaring zou dan op termijn aan de opbouw van logistieke netwerken en technische kennis voor het mengen van stromen gewerkt kunnen worden. 1.3 Doelstelling en werkwijze Om na te gaan of de verwerking van relatief natte en vervuilde biomassastromen op het terrein van een AVI met gebruikmaking van de AVI-rookgasreiniging technisch en economisch haalbaar is zullen naast de variant van de gaszijdige integratie van de wervelbed verbrandingsinstallatie met de AVI ook twee andere varianten worden doorgerekend om te bekijken of de rookgasreiningsintegratie ook tot een significante kostenreductie leidt ten opzichte van concurrerende scenario's, te weten: stand-alone wervelbed verbrandingsinstallatie met volledige rookgasreiniging 1 AEB staat voor Afval Energie Bedrijf Amsterdam (zie ook 2 DRSH staat voor Delfland, Rijnland, Schieland en Hollandse eilanden en waarden (zie ook 3 SNB staat voor Slibverwerking Noord-Brabant (zie ook ECN-C

10 optimale voorbewerking en meestook in de AVI De capaciteit van de betreffende installaties zal vooral bepaald worden door enerzijds de nog beschikbare capaciteit in de AVI, zowel ten aanzien van de verwerking van voorbewerkte stromen op een roosteroven als ten aanzien van gaszijdige integratie, en anderzijds de hoeveelheid te contracteren stromen. Op basis van het aanbod van de afgelopen jaren bij de AVI Amsterdam zullen de potentiële brandstofstromen, zoals slachtafval en RWZI-slib worden geïnventariseerd en gekarakteriseerd. Integraal onderdeel van deze activiteit is een beschouwing van de voorbewerking van slachtafval die noodzakelijk is voordat transport naar en verwerking in een wervelbed mogelijk is. Voor de drie verschillende scenario's zal een conceptueel voorontwerp worden gemaakt inclusief massa- en energiebalansen en wordt een kwalitatieve beschouwing gegeven van de belangrijkste aspecten van bedrijf van de (geïntegreerde) installatie. Daarnaast zal een kwalitatieve beschouwing worden gegeven voor het bedrijf van de installatie op potentiële brandstofstromen. Aan de hand van de conceptuele voorontwerpen van de drie varianten zal een economische evaluatie worden uitgevoerd, waarbij op basis van de kapitaalslasten, de jaarlijkse kosten en de opbrengsten van de geproduceerd energie de gate fee van de brandstof wordt berekend. Op basis van de huidige (negatieve) prijzen van de individuele componenten in de brandstofmix zal worden geschat of de berekende gate fee in de huidige markt haalbaar is. 1.4 Rapportopbouw Alvorens in te gaan op de drie specifieke scenario's worden in hoofdstuk 2 een aantal algemene aspecten omtrent de AVI Amsterdam, biomassa / afvalstromen, thermische conversie systemen en voorbewerking besproken. In hoofdstuk 3 worden de drie concepten verder uitgewerkt, waarbij naast het conceptuele ontwerp in detail ingegaan wordt op de specifieke technologische en economische aspecten. De conclusies en aanbevelingen met betrekking tot het voorgaande volgen in hoofdstuk ECN-C

11 2. SYSTEEM DEFINITIE Alvorens specifiek in te gaan op verschillende verwerkingsopties voor relatief natte en nietschone biomassa / afvalstromen en diens energetische efficiency kosteneffectiviteit, worden in dit hoofdstuk een aantal algemene aspecten omtrent de AVI Amsterdam, biomassa / afvalstromen en thermische conversie systemen besproken. 2.1 AVI Amsterdam De afvalverbrandingsinstallatie van Amsterdam is begin 1993 in gebruik genomen en heeft vier verbrandingslijnen met een afval doorzet van elk 25 tot 30 ton per uur. De afvalverbranding vindt plaats op een tegenloop-overschuifrooster, waarbij de temperaturen boven het rooster ongeveer 1200 C bedragen. De stoom die wordt geproduceerd in de geïntegreerde stoomketel wordt met behulp van turbogeneratoren in elektriciteit omgezet. Van de totale opgewekte hoeveelheid elektriciteit wordt 89% aan het elektriciteitsnet geleverd. Een gedetailleerde omschrijving alsmede een grafische weergave van de AVI Amsterdam zijn gegeven in respectievelijk bijlage a en bijlage b. In dit hoofdstuk zal slechts kort verder ingegaan worden op enerzijds de doelstelling van de AVI ten aanzien van de verwerking van "natte" biomassa / afvalstromen en anderzijds (de integratiemogelijkheden met) de bestaande rookgasreiniging Doelstelling AVI De AVI Amsterdam heeft als doelstelling maximaal nuttig gebruik te maken van afval, waarbij men alleen inzet op stromen die probleemstromen zijn. Derhalve heeft de AVI interesse in de verwerking van categorie 1 slachtafval en shredderafval (hoog calorisch). Voor deze stromen wordt geopteerd voor verwerking in een wervelbed. Een dergelijk wervelbed zou ook gebruikt kunnen worden voor de verwerking van RWZI-slib, alhoewel vooralsnog deze stroom verwerkt kan worden op de bestaande verbrandingslijnen van de AVI. Voor een demonstratie van rookgasreinigingsintegratie van een wervelbed installatie met een AVI kan gebruik worden gemaakt van de restcapaciteit van de bestaande rookgasreiniging. Integratie met de nieuwe rookgasreiniging van de HR-AVI wordt als niet gewenst beschouwd, omdat men de ingebruikname van deze installatie niet nodeloos wil compliceren. De rookgasreiniging van de huidige vier AVI-lijnen hebben elk ongeveer een restcapaciteit van tenminste m n ³/uur, maar de voorkeur gaat uit naar koppeling van de demo aan slechts één van de vier lijnen. Voorwaarde voor een koppeling zou zijn dat de rookgastoevoer snel af te schakelen moet zijn, daar onder geen beding de reguliere verwerking van huisvuil gevaar mag lopen Rookgasreiniging De rookgasreiniging van de AVI begint feitelijk al in de ketel. Boven in de ketel wordt NH 3 geïnjecteerd om NO x te reduceren (SNCR 4 ). In de nageschakelde gasreiniging, welke bestaat uit een semi-droge en een natte rookgasreiniging (zie figuur 12), zijn geen additionele NO x verwijderingtechnieken opgenomen. 4 SNCR staat voor "Selective Non-Catalytic Reduction" ECN-C

12 semi-droog nat ketel incl. DeNOx 1-velds elektrofilter sproeiabsorber 3-velds elektrofilter wastoren I wastoren II EDV Figuur 1 Schematische weergave van de rookgasreiniging van de AVI Amsterdam Na koeling van de rookgassen tot 200 à 240 C wordt in het 1-velds elektrofilter de bulk van de stof verwijderd. Hierna volgt een sproeiabsorber waar met behulp van kalkmelk en cokes (Hoogovens) 20% van de SO 2 wordt afgevangen. Met behulp van een 3-velds elektrofilter worden vervolgens de ontstane zouten bij een temperatuur van 135 C afgevangen. De volgende stap is een natte wasser met een ph van ongeveer 1 waar stof en nog aanwezige verontreinigingen aan HCl, HF en NH 3 door het zure waswater bij 65 C worden uitgewassen. In een tweede wasser met een ph van 6,5 wordt SO x verwijderd met behulp van loog. In de scrubbers wordt een fijne aktiefkool geïnjecteerd bedoeld voor de diepreiniging. Aan aktiefkool worden slechts enkele kilogrammen per dag verbruikt. Tevens wordt zeep geïnjecteerd, zodat deeltjes makkelijker in het waswater opgenomen kunnen worden. Als laatste stap in de rookgasreiniging wordt gebruik gemaakt van een Elektro Dynamische Venturi (EDV), bedoeld om fijn stof af te vangen. Het principe is gebaseerd op aangroei met waterdeeltjes van de fijne aërosolen. Deze aangegroeide aërosolen worden dan afgevangen door het natte elektrofilter. Via een zuigtrek ventilator gaan de met water verzadigde rookgassen op ongeveer 60 C naar de schoorsteen. De installatie produceert geen afvalwater. Meest voor de hand liggende locatie voor rookgasintegratie is vlak voor het eerste elektrofilter van de gasreiniging als weergegeven in de grafische weergave van de AVI in bijlage b. Daartoe dient het rookgas van de wervelbed verbranding afgekoeld te zijn tot 200 à 240 C. De stofbelasting van dit eerste elektrofilter wordt geschat op 3 gram/m n ³. In bijlage b zijn tevens twee potentiële locaties weergegeven voor de wervelbed verbrandingsinstallatie. Hierbij lijkt de locatie naast de huidige AVI qua beschikbare ruimte (circa 3000 m²) meer voor de hand te liggen dan de locatie te midden van de rookgaswassers (circa 500 m²). 2.2 Biomassa / afvalstromen Vanuit de doelstelling van de AVI Amsterdam om alleen in te zetten op stromen die als probleemstromen worden beschouwd is benutting van "schone" biomassastromen als hout geen optie. Gedacht wordt in eerste instantie aan de verwerking van slachtafval/diermeel, shredderafval en (in mindere mate vanwege de reeds bestaande verwerkingscapaciteit) RWZIslib. Voor deze drie stromen zullen in de subparagrafen tot en met de verwerkingsopties kort besproken worden. In bijlage c.1 tot en met c.4 zijn voor elk van deze stromen de specifieke samenstelling weergegeven, alsmede een evaluatie van de huidige marktwaarden van dergelijke reststromen. In tabel 1 zijn voor de verschillende stromen de belangrijkste parameters, de verbrandingswaarde, het as en vochtgehalte en de (verwachte) marktwaarde, samengevat. Als marktwaarde geldt hier het prijsniveau bij de verwerker; de gate fee die door de verwerker gehanteerd wordt. Voor slachtafval zijn de daadwerkelijke verwerkingskosten genomen zoals door Rendac opgegeven (zijnde 85,76 en 82,88 /ton voor respectievelijk onbewerkt categorie 1 en categorie 2 materiaal). De door Rendac gerekende transportkosten (zie bijlage c.5) zijn derhalve buiten beschouwing gelaten. De verbrandingswaarde op "as received" basis geldt voor het vermelde gemiddelde vochtgehalte. Deze verbrandingswaarde kan voor slib sterk variëren, al naar gelang het slib wel of niet ontwaterd en / of gedroogd is. Het vochtgehalte van slib is daarbij een gemiddelde van verschillende analyses voor (thermisch) gedroogd slib. 12 ECN-C

13 Tabel 1 Specifieke parameters van de beschouwde biomassa / reststromen Biomassa / Verbrandingswaarde Marktwaarde Vocht As Afvalstroom [kj/kg] [ /GJ th ] gewicht% ar gewicht% dry HHV daf LHV daf LHV ar min. verwacht max. RWZI-slib 26,8 40, Shredderafval 3,8 36, ,8 9,6 25,8 Slachtafval 59,8 10, , RWZI-slib RWZI-slib komt bij het waterzuiveringsproces vrij als dunne, waterige stroom met hooguit enkele procenten droge stof. In de regel wordt het slib echter direct ingedikt en mechanisch ontwaterd tot een pasteus materiaal met droge stofgehaltes van 20 tot 30%. Na mechanisch drogen is het slib brandbaar. Uitgaande van de gemiddelde samenstelling van RWZI-slib (bijlage c.1) bedraagt de stookwaarde van het slib ongeveer 1.2 MJ/kg bij een droge stof gehalte van 25% (voor droge stofgehaltes van 20 tot 30% bedraagt de stookwaarde respectievelijk 0.5 en 1.9 MJ/kg). De meeste slibverwerkingstechnieken, met uitzondering van de natte oxidatie techniek van Vartech (zie bijlage c.1), worden toegepast op mechanisch ontwaterd slib. Voor verwerking in bestaande elektriciteitscentrales en cementovens dient het mechanisch ontwaterde slib, hetzij biologisch hetzij thermisch, gedroogd te worden, waarna het drogestofgehalte ongeveer 70 tot 90% bedraagt. Voor verwerking middels vergassing en pyrolyse / smelt geldt eveneens dat het slib verder gedroogd dient te worden tot dergelijke drogestofgehaltes. In geval van verbranding in een wervelbed en meestoken in een AVI is verder drogen niet (direct) noodzakelijk, al wordt bij de slibverbranding van DRSH in Dordrecht en SNB in Moerdijk het slib in indirecte drogers gedeeltelijk voorgedroogd, daar daarmee een aanzienlijke besparing op de voor slibverbranding benodigde steunbrandstof gerealiseerd kan worden [4]. AVI Amsterdam is momenteel bij wijze van proef bezig met het als slurry injecteren van zuiveringsslib tijdens het verbrandingsproces bij één van de vier verbrandingslijnen. Voor uitbreiding van de verwerking van slib op de resterende drie verbrandingslijnen is een Milieu Effect Rapportage (MER) ingediend. Met het realiseren van voorzieningen voor de bijstook van slib op alle vier de bestaande verbrandingslijnen wordt voldoende capaciteit gerealiseerd om het slib van de in aanbouw zijnde slibverwerking naast de AVI af te kunnen nemen. Derhalve is er geen directe noodzaak voor een separate slibverbrandingsinstallatie Shredderafval Shredderafval ontstaat gedurende het vermalen van autowrakken, fietsen, wit- en bruingoed en dergelijke middels een breekmolen en bestaat uit een lichte en een zware fractie. De lichte fractie (ook wel shredderstof of fluff geheten) komt vrij bij de afzuiging gedurende de eerste vermaling [21] en bestaat voor ongeveer 60% uit kunststoffen en voor 40% uit een minerale fractie. Door het hoge gehalte aan zware metalen en chloor komt de lichte fractie, ook indien de twee fracties gescheiden zijn, enkel in aanmerking voor verbranding in een in een installatie met aangepaste rookgasreiniging. De zware fractie, het shredderproduct, bestaat voornamelijk uit roestvast staal en (de wat) grotere rubbercomponenten [17]. Na ontijzering en Eddy Current scheiding van non-ferro metalen resteert een hoogcalorisch materiaal dat afzet vindt in de cementindustrie [21]. Voor shredderafval is op 1 januari 1997 een stortverbod in werking getreden, waarbij de verwachting was dat shredderafval in AVI s kon worden verbrand. Verwerking in AVI s is echter problematisch gebleken als gevolg van de hoge calorische waarde, de milieuhygiënische belasting en vanwege het optreden van verstoppingen van de roosters bij de verbranding van shredderafval in een aantal AVI s [4]. Bij thermische verwerking van shredderafval zal derhalve ECN-C

14 onder andere aandacht besteed moeten worden aan de gevolgen van de hoge calorische waarde (dient er gemengd te worden), aan het risico van smelt en aan specifieke emissie problematiek (e.g. het hoge chloorgehalte). Naast verbranden in AVI s worden derhalve veelal lage temperatuur (400 tot 600 C) pyrolyse- of vergassingsprocessen voorgesteld, gevolgd door hoge temperatuur (1250 C en hoger) smelt- of verbrandingsprocessen Slachtafval De voorbewerking van slachtafval bestaat uit een mechanische en een thermische behandeling [21]. De mechanische voorbehandeling heeft als doel het materiaal te verkleinen zodat het beter manipuleerbaar wordt. Tijdens deze behandeling worden metalen en andere verontreinigingen verwijderd. De kosten van deze mechanische voorbehandeling zijn minimaal ten opzichte van de kosten van de thermische behandeling. Het slachtafval wordt thermisch behandeld om de houdbaarheid te vergroten. Tijdens de thermische behandeling wordt het product gedroogd en worden de eiwitfractie (diermeel) en vetfractie van elkaar gescheiden. De thermische behandeling kan bestaan uit pasteurisatie, sterilisatie en/of hydrolyse. Pasteurisatie betreft een thermische behandeling van categorie 2 en 3 materiaal bij 70 tot 95 C ten behoeve van de productie van diervoer, technische of farmaceutische producten. Sterilisatie en hydrolyse zijn vergelijkbare thermische behandelingen voor zowel categorie 1, 2 en 3 materiaal onder druk, waarbij de verwerkingsparameters bij hydrolyse strenger zijn. Voor bepaalde toepassingen dienen deze materialen ononderbroken gedurende 20 minuten een inwendige temperatuur van tenminste 133 C te hebben bij een druk van 3 bar absoluut. Categorie 1 is het vroegere Specifiek Risico Materiaal (SRM) wat verbrand moet worden. Voor de thermische eindverwerking geldt dat de oorzaak van de BSE problematiek, prionen, vernietigd dient te worden. Algemeen wordt aangenomen dat blootstelling aan een temperatuur van 850 C gedurende minimaal twee seconden voldoende is voor volledige afbraak van deze prionen [19]. Daarmee komen rooster- en wervelbed ovens, stookinstallaties, alsmede coverbranding (in cementovens of elektriciteitscentrales) en vergassing in aanmerking [21]. Deze technologieën en diens voor- en nadelen zullen in 2.3 kort besproken worden. Door de temperatuureis is co-verbranding met shredderafval vanwege smeltrisico vrijwel uitgesloten. 2.3 Thermische conversie technologieën Voor de thermische eindverwerking kunnen grofweg drie technologieën onderscheiden worden, zijnde pyrolyse, vergassing en verbranding. Deze technologieën onderscheiden zich in de mate waarin lucht c.q. zuurstof wordt toegevoerd en daarmee de mate waarin (partiële) oxidatie plaatsvindt. In figuur zijn de drie technologieën gerangschikt naar de mate van luchttoevoer en zijn tevens de belangrijkste eindproducten weergegeven[14]. cokes / oliën / gas gas H 2 O / CO 2 pyrolyse vergassing verbranding 0 luchttoevoer 1 (stoichiometrisch) Figuur 2 Overzicht van de verschillende vormen van thermische conversie Pyrolyse Bij pyrolyse worden organische materialen in een zuurstofarme omgeving bij temperaturen tussen de 450 en 750 C (derhalve onder de voor de vernietiging van prionen vereiste 850 C) ontleed in een gas en pyrolyse cokes. Het gas bestaat uit een condenseerbare fractie (bestaande uit water en pyrolyse oliën) en een niet condenseerbare fractie (voornamelijk CO, CO 2, H 2, CH 4, N 2 en H 2 O), welke beiden verder verwerkt dienen te worden. Het pyrolyse proces geldt derhalve vaak als voorbehandeling van daarop volgende verbranding, vergassing, kraking, smelt of recuperatie in een al dan niet conventioneel bestaand proces, waarbij het voordeel van de pyrolyse gezien dient te worden in[13]: 14 ECN-C

15 de omzetting van het afval in meer homogene, makkelijker te verwerken fracties de relatief lage procestemperaturen en een reducerende atmosfeer, waardoor (eventuele) metalen in niet-geoxideerde vorm in de cokes belanden en derhalve in relatief zuivere vorm (gedeeltelijk) teruggewonnen kunnen worden de geringe dioxine vorming Vergassing Bij vergassing wordt de vaste brandstof (biomassa) met een ondermaat zuurstof omgezet in een gasvormige brandstof (voornamelijk CO, CO 2, H 2, CH 4, N 2 en H 2 O). Het geproduceerde gas kan worden gebruikt als stookgas voor elektriciteit en / of warmteopwekking, al dan niet in een conventioneel bestaand proces. Vergassing heeft als voordeel dat een relatief gering volume aan gas (vergeleken met verbranding) gereinigd hoeft te worden. De vergassingstemperaturen variëren van 750 C tot 1400 C, afhankelijk van type vergasser, noodzaak van teerkraken en verwachte agglomeratie en emissie problemen. Voor Nederland zijn de belangrijkste technieken vastbed vergassing (voor relatief kleine installaties tot enkele MW thermisch vermogen), circulerende wervelbed vergassing (voor vermogens tot enkele honderden MW thermisch vermogen met temperaturen van 750 tot 900 C) en entrained flow vergassing (voor kolen reeds gebouwd voor vermogens tot circa 800 MW th en met temperaturen van 1000 tot 1400 C). De belangrijkste reden om vaste brandstoffen om te zetten naar een brandbaar gas is het feit dat gassen efficiënter in prime movers (gasmotoren, gasturbines of brandstofcellen) ingezet kunnen worden ten behoeve van de opwekking van elektriciteit en/of warmte. Een tweede argument is dat de te reinigen gasstroom aanzienlijk kleiner is. In het geval van (alleen) warmteopwekking of elektriciteitsopwekking via een stoomcyclus is directe verbranding meer voor de hand liggend Verbranding Bij verbranding wordt de vaste brandstof (biomassa) met een overmaat zuurstof omgezet in een rookgas (voornamelijk CO 2 en H 2 O) en warmte. Met deze warmte kan stoom worden opgewekt die kan worden gebruikt voor de productie van elektriciteit middels een stoomturbine (op grote schaal). De restwarmte kan daarna nog worden ingezet voor warmtetoepassingen als verwarming en / of drogen (WKK, warmtekrachtkoppeling). Verbrandingsinstallaties zijn op grond van hun werkingsprincipe in te delen in een viertal typen: 1. Inblaas- / stofwolkverbranding 2. Schroefverbranding 3. Roosterverbranding (AVI Amsterdam) 4. Wervelbedverbranding Bij inblaasverbranding wordt de brandstof pneumatisch in de vuurhaard gebracht. Een deel van de transportlucht wordt als verbrandingslucht benut. Deze technologie is geschikt voor brandstoffen met een kleine deeltjesgrootte en een vochtgehalte tot maximaal 20%. Bij schroefverbranding wordt de brandstof (met een maximaal vochtgehalte van 40%) in de vuurhaard geschroefd. De verbranding vindt veelal getrapt plaats, waarbij eerst primaire en daarna secundaire lucht wordt toegevoerd. Door deze getrapte verbranding is het mogelijk de verbrandingscondities zodanig in te stellen dat het conversieproces optimaal verloopt. ECN-C

16 Bij roosterverbranding (statisch rooster schuin / horizontaal, schuifrooster) wordt de brandstof liggend op een rooster verbrand. Stationaire rooster systemen worden over het algemeen toegepast voor grove materialen met een maximaal vochtgehalte van 25-50% (afhankelijk van de positionering van het rooster) en staat een hoog as gehalte toe. Bij schuifrooster verbranding vindt tijdens het verbrandingsproces een periodieke schuivende beweging van het rooster in horizontale en verticale richting plaats. Hierdoor verandert de structuur van de brandstof (menging verbrande en onverbrande delen) en wordt een gelijkmatig brandstofbed verkregen. Dit is met name geschikt voor niet homogene brandstoffen. Verbranding van slib, slacht- en shredderafval in een roosteroven kan voor problemen zorgen door enerzijds roosterdoorval en daarmee niet volledige verbranding (slib, slachtafval) en anderzijds een te hoge calorische waarde (slacht- en shredderafval), dat kan leiden tot hoge lokale piektemperaturen. Door menging met andere brandstoffen kunnen deze problemen voorkomen worden. Voor standalone verwerking is deze techniek voor de in ogenschouw genomen brandstoffen echter niet geschikt. Bij wervelbed verbranding wordt de brandstof verbrand in een gefluïdiseerd bedmateriaal. De fluïdisatielucht dient hierbij tevens als verbrandingslucht. Een belangrijk voordeel van deze technologie is de grote flexibiliteit met betrekking tot de te verwerken brandstof. Een nadeel is dat de bedrijfskosten relatief hoog zijn. Het vochtgehalte mag maximaal circa 30% bedragen. Door de goede menging van brandstof en lucht kunnen goede verbrandingscondities gerealiseerd worden. De werktemperatuur ligt tussen de C, zijnde C lager dan bij conventionele (niet wervelbed) verbranding. Deze werktemperatuur kan, in tegenstelling tot bij bijvoorbeeld roosterverbranding, afhankelijk van de te verwerken specifieke brandstof, worden ingesteld. Hierdoor kan enerzijds voldaan worden aan specifieke verwerkingstemperaturen voor brandstoffen als slacht- en shredderafval and anderzijds potentiële technische problemen als verslakking worden voorkomen en zodoende een continue bedrijfsvoering worden bevorderd. 2.4 Wervelbed verbranding van diermeel In 2002 heeft ECN in samenwerking met Seghers Better Technology een testprogramma uitgevoerd in de ECN wervelbed verbrandingsinstallatie Nargus om na te gaan of wervelbed verbranding van diermeel technisch mogelijk is [16]. Hierbij zijn mogelijke technische knelpunten als bedagglomeratie, vervuiling van de warmtewisselaar en rookgaszijdige emissies door middel van een 160 uur lange duurtest onderzocht. Voor een uitgebreide beschouwing van dit testprogramma wordt verwezen naar de eindrapportage van het project. In een tweede (EU) project "Meat and Bone Meal (MBM) co-firing in coal-fired plants" hebben eveneens testen met MBM en MBM / kolen in de Nargus plaatsgevonden. De bovenstaande projecten hebben belangrijke gegevens / ervaring opgeleverd ten aanzien van zowel MBMslurries als MBM-poeder als brandstof in een wervelbed. In deze paragraaf zal slechts nader ingegaan worden op de experimentele opstelling en de belangrijkste conclusies naar aanleiding van de experimentele validatie Beschrijving ECN wervelbedinstallatie De ECN wervelbed verbrandingsinstallatie NARGUS is een atmosferisch bedreven bubbling wervelbed verbrandinginstallatie met een maximale thermische capaciteit van ongeveer 350 kw th. Aan de installatie kunnen verschillende voedingssystemen gekoppeld worden, zodat de installatie gevoed kan worden met verschillende typen brandstof. De brandstof kan daarbij op twee verschillende locaties in de reactor ingebracht worden, zijnde in én boven het bed. Tijdens de diermeel test is de brandstof op aanwijzing van opdrachtgever Seghers gevoed als een slurry boven het bed. 16 ECN-C

17 De bedsectie is vierkant van vorm met een inwendige afmeting van 45 bij 45 cm. De hoogte van de installatie bedraagt circa 5 meter. De lucht wordt via nozzles in de bodemplaat onder in het bed ingeblazen. In het midden van de bodemplaat bevindt zich een cilindervormige opening die verbonden is met een buis met inwendige diameter buis 4 cm. Deze fungeert als bedaftap. De rookgassen worden na het verlaten van het freeboard gekoeld met warmtewisselaars en ontstoft door achtereenvolgens een cycloon en een doekenfilter. Deze warmtewisselaars zijn niet standaard voorzien van een reinigingsysteem. Een schematisch overzicht van de installatie is in figuur 3 weergegeven. T g 650 ~ 850 C ww1 - watergekoeld T g 350 ~ 450 C ww2 ww3 - luchtgekoeld T g 850~1000 C ww4 - luchtgekoeld T g 200 C secundaire lucht T bed 700~800 C slurry voeding primaire lucht Figuur 3 Schematische weergave Nargus installatie Aangepast voedingssysteem Voor de diermeel verbrandingstesten met slurry is het voedingssysteem van de Nargus aangepast, zodat het diermeel op een flexibele, nauwkeurige en constante manier als slurry gevoed kon worden. Het voeden van de brandstof als een slurry heeft zowel een procestechnisch als een proceseconomisch voordeel. Enerzijds moet de verbrandingstemperatuur in de oven binnen een bepaalde bandbreedte gecontroleerd kunnen worden. De temperatuur mag niet te laag zijn, want dan ontstaat te veel CO en C x H y, maar mag ook niet te hoog worden, omdat dan ascomponenten zouden kunnen smelten. Om de verbrandingstemperatuur in de reactor op het juiste niveau te kunnen ontwerpen zijn er verschillende mogelijkheden: een hoge luchtovermaat gebruiken warmtewisselaar in het reactor bed de verbrandingsreactie koelen met water Een hoge luchtovermaat heeft als nadeel dat het rookgasdebiet toeneemt en de installatie dus groter moet worden. De tweede oplossing is energetisch aantrekkelijk, maar bedrijf technisch storings- en onderhoudsgevoelig. De derde oplossing heeft als nadeel dat de thermische efficiëntie van een eventuele energie recuperatie systeem verlaagd wordt. Het nadeel van het koelen met water (e.g. slurry) wordt echter gecompenseerd door een belangrijk proceseconomisch voordeel. Naast diermeel, produceren renderingsinstallaties ook zwaar of licht belast afvalwater, stromen die behandeld moeten worden door een waterzuiveringstation. Het mengen van zwaar belaste waterstromen met diermeel om de calorische waarde van het te verbrande mengsel te temperen kan dus een belangrijk proceseconomisch voordeel zijn. ECN-C

18 Reiniging warmtewisselaars De warmtewisselaars in de Nargus installatie zijn niet standaard voorzien van een reinigingsysteem. De ervaring is echter dat in de rookgassen een hoge stof, fosfor, calcium en alkali metaal concentratie aanwezig is wat leidt tot een hoge vervuilingsnelheid van de ketel (warmtewisselaar). Om verstoppingen (hoge drukval), corrosie of te hoge rookgas ketel uitgangstemperaturen te voorkomen is besloten om een ketelreinigingssysteem te plaatsen, waarbij gekozen is voor een reinigingssysteem dat zo representatief mogelijk is voor een potentiële industriële toepassing. Er zijn verschillende manieren om warmte uitwisselende oppervlakken online te reinigen. Mechanische systemen (e.g. kloppers voor horizontale ketels, kogelreiniging voor verticale ketels) hebben ten opzichte van sootblowers (stoom, water, perslucht) het grote voordeel, dat ze lagere verbruikskosten hebben. Sommige leveranciers van warmtewisselaars beweren echter dat een mechanisch reinigingssysteem niet effectief genoeg is om bepaalde typen vervuiling te verwijderen (zouten) en bevelen voor deze omstandigheden een sootblower aan. Zowel Seghers als de AEB volgt in principe de volgende strategie: de warmtewisselaar met een mechanisch reinigingssysteem uitrusten met voorzieningen om later, indien nodig, sootblowers te kunnen installeren. Voor de testen is gekozen voor een kogelreinigingssysteem, alhoewel dit systeem normaal gesproken toegepast voor verticaal opgestelde convectieve warmtewisselaars met rookgastemperaturen lager dan 650 C Experimentele resultaten Na afloop van de testperiodes is aandachtig gekeken naar eventuele problemen ten aanzien van bedrijfsvoering, gedrag van het wervelbed en bedmateriaal, vervuiling en reiniging van de warmtewisselaar, aantasting van de bekleding, rookgaszijdige emissies én vrijkomende assen. De belangrijkste conclusies ten aanzien van deze aspecten worden in deze paragraaf kort beschreven. Gedrag bedmateriaal De installatie kon gedurende de testperiodes (159 uur / 100 uur) eenvoudig stabiel bedreven worden zonder het bed te vervangen of bedmateriaal toe te voegen. Gedurende deze periode is geen indicatie tot agglomeratie waargenomen, waarmee de indruk gegeven is dat het mogelijk is het proces te bedrijven op een bed van hoofdzakelijk as uit de brandstof. Ter realisatie van een constant bedniveau zal echter periodiek het bed afgetapt dienen te worden. Vuurvaste bekleding Aan de hand van de verschillende monsters vuurvaste bekleding is de leverancier van de bekleding tot de conclusie gekomen dat enige thermische en chemische aantasting waarneembaar was, maar dat de duur van de test te kort was om hier conclusies aan te kunnen verbinden. Wel valt op te merken dat het rookgasmilieu bijzonder agressief is en dat hiermee rekening gehouden zal dienen te worden bij de uiteindelijke materiaalselectie. Vervuiling & reiniging warmtewisselaars De hoogste vervuiling vindt plaats bij het eerste contact tussen de rookgassen en een koude zone. De vervuiling is echter relatief eenvoudig via de kogelreiniging te verwijderen, zodat de warmtewisselaar in principe met een mechanisch reinigingssysteem uitgerust kan worden met eventueel voorzieningen om later, indien nodig, sootblowers te kunnen installeren. Rookgas emissies In geval van een commerciële installatie zal rekening gehouden dienen te worden met de door de lokale overheid opgelegde emissie eisen. Derhalve is gedurende de testen ook de rookgassamenstelling gemeten. Hierbij zijn de gemeten NO x concentraties in relatie tot de hoeveelheid stikstof in de brandstof laag. Slechts 1,4% van de brandstof stikstof is omgezet in NO x. Desalniettemin wordt de hoge NO x concentratie (circa 370 mg/m n ³ versus de eis van mg/m n ³) als problematisch ervaren en een katalytische DeNO x installatie als onvermijdelijk 18 ECN-C

19 beschouwd. Bij benutting van de vrij beschikbare rookgas capaciteit van de rookgasreiniging bij de bestaande AVI kunnen de NO x emissies, ondanks de relatief geringe additionele hoeveelheid rookgas van circa 7% en de daarmee samenhangende verdunning, problematisch worden. Dit wordt mede veroorzaakt door het feit dat de huidige NO x emissies (circa 60 mg/m n ³) van de AVI weinig ruimte bieden ten aanzien van de gestelde NO x emissie eisen van 70 mg/m n ³. Daar plaatsing van een relatief dure DeNOx installatie in het rookgastraject van de AVI niet gewenst is dient rekening gehouden te worden met alternatieve NO x reductie technieken. Voor de hand ligt hierbij de injectie van NH 3, zoals dat nu ook gebeurt boven in de ketel van de AVI. Naast de NO x emissies liggen ook de HCl en SO x emissies hoger dan de voorgestelde emissiegrenswaarden (circa 85 en 340 mg/m n ³ versus de eis van 10 en 40 mg/m n ³). Deze componenten kunnen afgevangen worden door injectie van natrium bicarbonaat en actief kool in het rookgaskanaal voor het doekenfilter. In tegenstelling tot de NO x emissies zijn de huidige HCl en SO x emissies van de bestaande AVI installatie voldoende laag om zonder additionele maatregelen het rookgas van de separate verbrandingsinstallatie bij te mengen in de bestaande rookgasreiniging. Het dioxine gehalte bedroeg 0,7 ng/m n ³ en lag daarmee boven de gestelde dioxine norm van 0,1 ng/m n ³, echter rekening houdende met de verdunning van het betreffende rookgas in de rookgasreiniging van de AVI zullen dioxine emissies naar alle waarschijnlijkheid geen problemen opleveren. In een stand-alone installatie zal echter rekening gehouden moeten worden met de afvangst van dioxinen uit het rookgas. Deze afvangst kan geschieden middels actiefkool injectie voor het doekenfilter (gelijk aan de HCl en SO x afvangst) Opschaalbaarheid Opschaling van het wervelbed proces naar commerciële schaal is relatief eenvoudig. Het belangrijkste aspect bij deze opschaling is verdeling van de brandstof over het bed. Vanwege de slurry voeding is het relatief eenvoudig om rondom de installatie verschillende toevoerpunten te installeren. 2.5 RenCare / Renderment renderings- en slibverwerkingsinstallatie RenCare N.V. was een Belgisch technologisch bedrijf, gespecialiseerd in de decentrale verwerking van afvalstoffen van dierlijke oorsprong. Hierbij gaat het zowel om de "directe" afvalstromen (b.v. bloed, beenderen, kadavers) als de indirecte afvalstromen (slib en mest). Decentrale verwerking van deze stromen op de plaats van ontstaan heeft zowel hygiënische als economische en energetische voordelen. Voor de verwerking heeft RenCare de AW2 installatie ontwikkeld en gecommercialiseerd. In figuur 4 is het schematisch processtroomschema van deze "Animal Waste" (AW) verwerkingsinstallatie weergegeven. De activiteiten van RenCare zijn begin 2004 gestopt. De Nederlandse firma Renderment B.V. heeft in september 2004 de activiteiten hervat. Zij gaan samen met kalverslachterij EKRO een demonstratie in Apeldoorn verzorgen Verwerkbare afvalstromen De installatie kan alle soorten slachtafval (zowel categorie 1 als categorie 2 en 3 afval) verwerken tot diermeel, dierlijk vet, pluimveemeel (mengsel van veren- en bloedmeel) of petfoodmeel (mengsel van haar- en bloedmeel), afhankelijk van de verwerkte grondstoffen. Van deze producten worden diermeel en dierlijk vet afgevoerd naar een verbrandingsinstallatie en petfood- en pluimveemeel, daar waar de wet dit toelaat, afgezet binnen de diervoederindustrie of als organische meststof. Het dierlijk vet kan eveneens ingezet worden als alternatieve brandstof voor de installatie of eveneens, daar waar de wet dit toelaat, z'n afzet vinden binnen de diervoederindustrie. 5 Inschrijving op Europese aanbesteding NR EG /BS voor SenterNovem getiteld Praktijkexperimenten alternatieve verwerkingsinstallaties Subsector: kavel 1 (runderen en kalveren) ECN-C

20 Ontvangst Grondstoffen Voeding Stoomunit Voorbehandeling Hydraulica Droger Condensor koelwater warm water Pers Vetunit afvalwater Verwerkt Dierlijk Eiwit (VDE) Vet Figuur 4 Schematisch processtroomschema RenCare verwerkingsinstallatie Beschrijving AW2 installatie De AW2 installatie kan feitelijk onderverdeeld worden in een drietal secties, zijnde de ontvangst- en voedingssectie, de centrale verwerkingssectie en de opslag van de producten (zie ook figuur 4). De verschillende soorten slachtafval worden ontvangen in verschillende opslagcontainers (silo's, bakken), welken binnen de slachterij geplaatst zijn. Vanuit de opslagcontainers worden de stromen eventueel bewerkt (met behulp van brekers) alvorens ze in een volledig gesloten systeem middels wormpompen of hydraulische rampompen gevoed worden aan de feitelijke verwerkingssectie. Eventuele voorbehandeling als hydrolyse en sterilisatie vinden eveneens in dit traject plaats. De feitelijke verwerkinginstallatie bestaat naast de primaire onderdelen droging, ontvetting, vetbehandeling, condensatie en gasbehandeling tevens uit secundaire onderdelen als de stoomproductie en het hydraulische systeem. Deze installatie wordt als afzonderlijke installatie buiten de bestaande slachterij geplaatst, maar vormt samen met de ontvangst- en voedingssectie én de opslag van de producten een volledig gesloten systeem. De eindproducten van de verwerking worden opgeslagen in silo's, van waaruit ze verder getransporteerd kunnen worden naar de verbrandingsinstallatie Eindproduct en residuen Bij het beschreven AW2 proces komt als product VDE (diermeel) vrij en eventueel vetten, indien deze niet als alternatieve brandstof reeds binnen het proces worden ingezet. Het vet en diermeel kunnen, mits voldaan wordt aan de geldende wettelijke bepalingen, afgezet worden binnen de diervoederindustrie, of als brandstof / afval worden verbrand. De geringe hoeveelheid aan afvalwater uit het systeem zal via het reguliere rioleringsstelsel van de slachterij samen met het overige (vergelijkbare) afvalwater van de slachterij naar de waterzuivering gevoerd worden en daar gereinigd worden. Verder kunnen er bij de reiniging van de installatie afgescheiden metalen en stof vrijkomen, maar deze residuen vormen geen problemen indien het VDE (en eventueel het vet) ingezet worden binnen een verbrandingsinstallatie. In bijlage c.4 is een gemiddelde en genormaliseerde samenstelling weergegeven van het VDE (diermeel), zoals gebruikt in de wervelbedverbrandingstest uitgevoerd bij ECN [16]. 20 ECN-C