Morten B. Jensen

Ny behandlingsmetode av farlig avfall
med CO2-rik røykgass
Morten Breinholt Jensen
Farlig avfallskonferansen 2015
17. og 18. september
NOAHs virksomhet i dag
 Nordens største behandlingsanlegg for farlig
uorganisk avfall
 Gjennomprøvde, dokumenterte og
internasjonalt anerkjente behandlingsløsninger
Farlig avfall (Under kote 0):
Ordinære masser (Over kote 0):

Asker fra forbrenningsanlegg

Forurenset grunn
(husholdningsavfall)

Bygg avfall

Syrer og baser

Sedimenter

Produksjons og industriavfall
Nøytraliseringsprosessen på Langøya
H2SO4 + CaO/flyveaske → CaSO4 + nøytralisert flyveaske
Dagens mottak
•
•
200 000 m3/år 25 % H2SO4
300 000 tonn flyveaske/år
Egenskaper til flyveaske
• Flyveaske er farlig avfall
• Flyveaske inneholder
• 5-20 % CaO (pH 12.2-12.4)
• 1-3 % tungmetaller
Løselighet av metallhydroksider
som funksjon av pH
• Utlaking av tungmetaller er høy i surt og
basisk miljø
• pH må senkes for å stabilisere flyveaske
• CO2 er en utmerket syre for å nøytralisere
flyveaske
• CO2 + CaO → CaCO3
Flyveaske
Mulige reaksjonsveier
1)
Tørr flyveaske– krever høye temperaturer (>400 oC)
• CO2(g) + CaO(s) → CaCO3(s)
2)
Flyveaske i slurry – diffusjonsbegrenset, ekstremt
langsomme reaksjoner
3)
Fuktet flyveaske – rask reaksjon og fungerer ved
romtemperatur. Vannfasereaksjon:
• CO2(aq) + Ca(OH)2(aq) → CaCO3(s) + H2O(l)
Innledende tester - 2013
•
Fixed bed-reaktor
CO2-sensor
• Ideell reaktor for å måle reaksjonshastigheter
Gass ut
• Flyveaske fuktet med vann
1,6 m
• 40-60 kg
• Gass
Gass inn
• 18 % CO2 and 82 % argon
Resultater
CO2-konsentrasjon ut av reaktor
(Inn på reaktor er den 18 %)
Konklusjon fra innledende tester
• Ekstremt rask reaksjon → Kommersielt interessant!
• Utlaking av tungmetaller etter karbonatisering er veldig lav
• Sammenlignbar med/bedre enn dagens prosess på Langøya (H2SO4)
• Labtester viser at karbonatisert flyveaske kan brukes til å
stabilisere andre farlig avfallsfraksjoner med høy utlaking av
tungmetaller
Konklusjon fra innledende tester – fort.
• CO2-opptaket ligger i området 50-100 kg/tonn
flyveaske
• 500 000 tonn flyveaske/år → 25 - 50 000 tonn CO2/år
• Tilsvarer utslipp fra 25 000 - 30 000 biler pr år
• Fixed bed-reaktor fungerer ikke i stor skala:
• Gassen finner “tunneler” gjennom asken
• Vanskelig å tømme/fylle effektivt
• Etter ca. to år med testing, har vi utviklet en reaktor
som sikrer at all aske kommer i kontakt med CO2gass
Testprosjekt i Brevik
Pilotskalatest med CO2-rik røykgass fra sementindustrien
•
NOAH fikk ca. MNOK 4 i støtte fra Gassnovas Climitprogram for utesting av
om røykgass fra Norcems sementfabrikk kan brukes til å stabilisere
flyveaske
– Totalt budsjett på MNOK 8
•
Samarbeid med Aker Solutions og Norcem
•
Testingen foregikk i perioden mai-september i 2015
•
Installert en blandereaktor (batchreaktor):
– Kapasitet på 1500 kg flyveaske
– Gassmengde 250-450 m3/time
– Gassen kjølt ned til 20-80 oC før den ble introdusert inn på reaktoren
Reaktoren i Brevik/Norcem
Typisk reaksjonsforløp
CO2-kons i røykgass: 18-19 %
Gassmengde:
300 Nm3/h
Mengde flyveaske:
1450 kg
Oppsummering – og veien videre
 Lav utlekking av tungmetaller
 Kapasitet på ca. 10 000 tonn flyveaske pr år
 Mulig å oppskalere til reaktorer på 100 000 tonn pr år
 Reaktoren er robust og kan håndtere fremmedlegemer og variasjoner i asken
 Anlegget kan utnyttes i industriområder med store CO2 punktutslipp
 Neste steg (2016-2018):
 Øke reaktorstørrelse og optimalisere design (skalaøkning 5-7 tonnsreaktor – 50 000
tonn/år)
 Prosjektere og bygge et pilotanlegg med kontinuerlig inn-/utmating av flyveaske/alkalier
«Prosessflyt» - storskalaanlegg
Transport av tørr
flyveaske til anlegg
Fukting av
Flyveaske til lager
flyveaske
- Kontrollert H2-avdrivning
- Produksjonsbuffer
Karbonatisering av
flyveaske
Karbonatisert
flyveaske til deponi
Stabilisering av andre
farlig avfallsfraksjoner
2025
Utviklingsprosjekter
Utvinning av salt fra
karbonatisert flyveaske
Utvinning av Zn fra
karbonatisert flyveaske
Takk for oppmerksomheten!