n KEMITEKNIK Feltundersøgelser af katalytisk fjernelse af dioxiner fra røggas Et kig ned i maskinrummet til, hvordan man kan foretage feltundersøgelser af katalytisk aktivitet til fjernelse af dioxiner ved ekstremt lave reaktantkoncentrationer i røggas. Af William Gundtorp, erhvervs-ph.d.-studerende, Topsoe/DTU Kemiteknik Dioxiner er en gruppe af kemiske for bindelser, som er ekstremt giftige - må ske endda de mest giftige forbindelser, vi overhovedet kender til. Dioxiner er en gruppe af klorerede aromatiske for bindelser, og der findes 210 forskellige kongenerer, hvoraf 17 af dem er regule ret grundet deres meget høje toksicitet. Deres struktur kan ses i figur 1. Figur 1. Struktur for polyklorerede diben- zodioxiner (PCDDs) og polyklorerede dibenzofuraner (PCDFs), som samlet ofte refereres til som ”dioxiner”. Tallene refere- rer til positioner, hvor klor kan sidde, og de regulerede dioxiner har alle som minimum klor på positionerne 2, 3, 7 og 8. Dioxiner kan dannes under forbræn dingsprocesser, hvor der er kulstof og klor til stede - herunder ved forbræn ding af affald på affaldsforbrændinger. Grundet deres ekstreme giftighed, er de reguleret helt nede i parts per trillion (ppt) niveau, altså i uhyre lave kon centrationer [1]. Dette er grobund for udfordringer med prøveudtagning samt analyse af dioxiner i røggas, da nuvæ rende teknologi ikke kan måle så lave koncentrationer af dioxiner online. På grund af dette, er forskning inden for katalytisk fjernelse af dioxiner me get begrænset. I det følgende vil både design samt verificering af en on-site opstilling, der er blevet benyttet til at teste katalytisk fjernelse dioxiner i ppt-niveau, blive fremlagt. Røggas blev Figur 2. Skitse af forsøgsopstillingen, som blev benyttet til on-site målinger af dioxi- ner af røggas på REFA affaldskraftvarme- værk i Nykøbing Falster. udtaget ved REFA affaldskraftvarme værk i Nykøbing Falster. Målemetode Når kontrol af dioxinkoncentrationer i røggas skal bestemmes, benyttes standardiserede metoder så som ”EN- 1948:1” [2] og ”EPA Method 23” [3] både til opsamling og efterfølgende ana lyse af dioxiner, og det er med udgangs punkt i disse, at målemetode i dette studie er blevet udviklet. Det benyttede udstyr er skitseret i figur 2, og kan ses i funktion på figur 3. Røggassen udtages igennem en opvar met probe med svanehals samt partikel filter, hvorefter røggasen føres til fire parallelle reaktorer i en ovn. Dernæst køles gassen, inden gas samt udkon denseret vand ledes igennem beholdere med XAD-2 pulver, der adsorberer dioxinerne, hvorefter vand opsamles i kondensflasker. Der er en XAD-2 be holder tilhørende hver reaktorlinje, hvor flow indstilles ved brug af flowmålere med nåleventiler. Derudover er der en femte XAD-2 beholder, forbundet til en bypass-linje, hvor flowet ikke kan sty res. Efterfølgende ledes gassen igennem et tørretårn, inden den passerer en tryk måler, en pumpe, og sidst en flowtæller, der måler det totale gasvolumen, der har passeret. Inden en sampling påbegyndes, skal katalysatoren mættes med dioxiner under en såkaldt konditioneringsperiode. For at dioxinerne, der føres igennem opstil lingen i denne transiente periode, ikke får indflydelse på målingerne, dirigeres gassen under konditionering igennem bypass-linjen for alle reaktorlinjerne, og dette gøres typisk over natten, altså i om trent 16 timer. Efter katalysatoren er fær digkonditioneret, samples der i seks timer ved at lede gassen igennem de fire XAD- 2 beholdere tilhørende reaktorlinjerne. Da alle reaktorer er placeret i samme ovn, kan der måles for en temperatur per sampling. Elektronikken i opstillingen er styret via en PLC. Grundet de ekstremt lave koncen trationer udgør dioxiner adsorberet på indersiden af rørføring en væsentlig del af den totale mængde dioxiner i den samplede gas. Derfor skylles linjerne rene for dioxiner fra reaktorudmundin gerne ved skyllepunkterne til XAD-2 beholderne. Dette gøres, lige inden samplinger påbegyndes (kasseres), og 22 Dansk Kemi, 105, nr. 5, 2024 -
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Dansk Kemi her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her