Ett betydande kliv inom cirkulär ekonomi när en driftsmetod för fluidbäddpanna patenterades

Foto: Fescon Oy ​​​​​​​

Fescon Oy har den 30 juni 2020 beviljats patent på en driftsmetod samt på en fluidbäddpanna, i vilken kristalliserat, kvartsfritt masugnsslagg, Granul, används som bäddmaterial. Föremål för uppfinningen är en förbränningsmetod och en förbränningsutrustning för effektivisering av fluidbäddförbränning, samt en i metoden använd sikt för separering av användbart fluidbäddmaterial ur askan från förbränningsanläggningen och återföring av detta till fluidbädden.

Fluidbäddförbränning används för produktion av energi, både i kraftverk och inom industrin, och har blivit en av de viktigaste metoderna för att producera energi från fasta bränslen på ett miljövänligt sätt.

”Uppfinningen har fenomenala effekter på cirkulär ekonomi, på miljön och på energiindustrin. Den kan lyfta förbränningsprocessen till en helt ny nivå”, säger Fescon Oy:s verkställande direktör Kimmo Peltola.

 

bild
Foto: Fescon Oy

 

Sintring av bäddsand gav den inledande impulsen till utvecklingen

Året var 1998, när studier och utvecklandet av ett nytt, bättre fungerande system började. Det var ett tydligt behov som gav impulsen till uppfinningen; i kraftverken hade det uppstått problem med förbränningstekniken. Ett bättre material var nödvändigt för en så bra förbränning som möjligt. Den största utmaningen var sintring av bäddsanden. Sintring, dvs. att bäddsanden klumpar ihop sig, sker när natrium (Na) och kalium (K) reagerar med den kvarts som ingår i natursand. Studier visade att i bäddar med natursand inträffade många bäddsintringar som ledde till nedstängning. På senare tid har det också kommit påtryckningar från myndigheterna; energieffektiviteten måste förbättras, och mängderna av utsläpp och avfall ska minskas. En verklighet är också att sandreserverna hotar att sina och att grävning inte ens tillåts överallt. Kvaliteten hos sand varierar stort och vad som helst duger inte som bäddmaterial.

Talrika tester stöder uppfinningens unikhet

Eero Majanen, direktör för Fescon Oy:s kommersiella sandverksamhet, och Tapio Klasila, direktör för skadestudier hos Eurofins Expert Service, har i flera år haft ett nära samarbete kring utvecklingsarbete och undersökningar. Talrika studier har genomförts, såsom olika kemiska och fysikaliska analyser, olika stora pilottester med mycket olika bränslen, materialförbrukningstester, fluidiserbarhetstester och termiska studier. Resultaten av studierna baseras på de mest exakta och selektiva mätmetoderna. Finlands sandreserver har också studerats noggrant, till exempel vad gäller minerologins värmebeständighet och fraktion samt olika sandsorters funktion i förbränningsprocessen. Dessutom har andra bäddmaterialalternativ studerats och jämförts. Även andra slaggprodukter, såsom oktokross och nickelslagg, ingick i jämförelsetesterna. Båda de alternativa slaggprodukterna uppvisade innehåll av tungmetaller och kunde därför inte rekommenderas för användning som bäddmaterial.

Uppfinningen har fenomenala effekter på cirkulär ekonomi och på energiindustrin

Användning av masugnsslagg har så betydande fördelar att det till och med är svårt att förstå. Natursand kan bland annat innehålla kvartsens skadliga kristallform kristobalit, som har asbestliknande skadeverkningar. I masugnsslagg förekommer inte detta eftersom slaggen inte innehåller kvarts. Metoden gör också att behovet att byta bäddmaterialet minskar avsevärt, upp till 80%, jämfört med en konventionell sandbädd. Minskningen av bytesbehovet sparar också transport-, hanterings-, avfalls- och även avfallsskattekostnader i samma proportion. Detta leder till att även luftföroreningarna minskar. Granul har hög värmebeständighet, vilket möjliggör hög förbränningstemperatur det förbättrar därigenom förbränningen och minskar bildningen av utsläpp. Dessutom sparar metoden behovet att byta fluidbäddpannan.

Granul kan återanvändas tack vare den utmärkta återvinningsmetoden, i vilken partiklar av masugnsslagg av en viss storlek siktas fram ur bottenaskan för att användas på nytt. Risken för sintring av hela bädden minskar, eftersom masugnsslagg exempelvis inte reagerar med alkalierna kalium och natrium som finns i trä- och biobränslen. Pannans slitage minskar eftersom nötningsförmågan hos masugnsslagg är 15–25 % lägre, beroende på materialet, än hos sand.

Av betydelse för miljön är att produkten är framställd av en biprodukt från stålindustrin, den kan användas för att minska utsläppen från förbränningsprocessen och förbrukningen av den är mindre än hos traditionella bäddmaterial. Det är också möjligt att använda bottenaskan från förbränningen som ballastmaterial, exempelvis som vägunderlag.

Fescons affärsverksamhet inom sand växer i svindlande takt

Fescon Oy levererar 20 000 ton Granul per år. Förutom inom Finland levereras produkten också till utlandet. Allt som allt levereras årligen 200 000 ton sandprodukter till industrin, energiindustrin, kommuner och städer. Granul är en fullständigt finländsk produkt och den tillverkas just nu vid fabriken i Brahestad. Även de andra fabrikerna i Hyvinge, Haukipudas och Harjavalta har beredskap för produktion.

För närvarande används Granul i mer än ett tiotal kraftverk i Finland, så det återstår fortfarande många potentiella användare. Dagens användare av Granul har stor erfarenhet av att använda produkten och responsen från dem har varit mycket positiv. Det finns helt klart en efterfrågan på produkten. Experter är intresserade av uppfinningen, tillgången på råvara är mycket stor och än så länge har enbart några procent av kraftverken tagit Granul i bruk. Produkten har fått bra fotfäste och ett utmärkt mottagande.

Ibruktagning av metoden med fluidbäddpanna kan kräva investeringar i kraftverken, till exempel i siktningsystem. Svar på denna fråga och många andra ges av Fescon Oy:s proffsteam och av Eurofins experter. Det övergripande servicekonceptet innefattar val av erforderligt bäddmaterial, stöd för ibruktagning av den valda metoden och övervakning av driften, samt optimering av bäddbyte.   

Mer information ges av: 

Kimmo Peltola
Fescon Oy:s verkställande direktör
Tel. + 358 050 307 7413  
kimmo.peltola@fescon.fi

Eero Majanen
Fescon Oy:s affärsverksamhetsdirektör
Tel. +358 040 506 9021 
eero.majanen@fescon.f