Dissertations / Theses on the topic 'Avfallsförbränning'

Avfallsförbränning kan användas för att minska volymen hos avfallet, destruera farligt avfall och utvinna energi för el- och värmeproduktion. Umeå Energis kraftvärmeverk Dåva 1 förbränner hushålls- och verksamhetsavfall. Vid förbränningen bildas bland annat kväveoxider (NOx) vars utsläpp regleras dels av Förordning SFS 2013:253 om förbränning av avfall och dels av Lagen (1990:613) om miljöavgift på utsläpp av kväveoxider (NOx) vid energiproduktion (kväveoxidavgiften). Dåva 1 använder selektiv icke-katalytisk rening (SNCR) med ammoniakinsprutning för att rena rökgaserna från NOx. En del av ammoniaken förblir oreagerad (ammoniakslip) och bidrar troligen till korrosion på den kallare lågtrycksekonomisern nedströms rökgaskanalen. Umeå Energi vill minska sina utsläpp av NOx utan att öka risken för ammoniakrelaterad korrosion av lågtrycksekonomisern. I det här arbetet undersöktes om och hur NOx-bildningen kunde minskas och om det befintliga SNCR-systemet kunde optimeras. Vidare gjordes en utredning om användningen av selektiv katalytisk rening (SCR) på svenska avfallsförbränningsanläggningar samt om och var i Dåva 1 SCR skulle vara fördelaktig att installera. Effektiviteten hos SNCR-systemet testades genom att i perioder stänga av ammoniakdoseringen och logga rökgasinnehållet. Det visade sig vara mycket effektivt (80 %) om det kördes vid rätt temperaturintervall. Men det framkom också att temperaturgränserna för vilken tdoseringsnivå som används troligen kan behöva korrigeras för förbättringar i effektiviteten vid andra temperaturer. Det skulle kunna minska både NOx-utsläpp och ammoniakanvändningen. Användningen av SCR vid svenska avfallsanläggningar undersöktes genom intervjuer. Det visade sig vara bara fem anläggningar och där alla hade placerat katalysatorn i rengasposition, alltså efter elfilter och våt rening. Rökgasinnehållet vid tre olika positioner i Dåva 1 undersöktes för att se om det fanns höga halter av SO2, HCl och stoft, vilka i kombination med ammoniak kan skapa beläggningar som minskar effektiviteten hos en katalysator. Alla positioner låg efter slangfiltren och hade därmed låg stofthalt. Position A låg mellan slangfilter och högtryckseko1 hade den varmaste positionen (205℃) och position B efter ekopaketen (145℃). Position C var efter alla reningssteg i rengaspostion och svalaste positionen (65℃). Variationen hos temperaturerna för de olika positionerna medför en stor skillnad i behovet av att återvärma rökgaserna. Den säkraste positionen, med lägst innehåll av stoft, HCl och SO2 var rengaspositionen, men den krävde istället mest uppvärmning av rökgaserna. Med tanke på att SNCR-systemet visade sig ha förbättringspotential, borde det effektiviseras innan man överväger att installera ett SCR system.
Waste incineration is used to reduce the volume of waste, destruction of hazardous waste and to extract energy in combined heat and power plants (CHP). Umeå Energi’s CHP Dåva 1 incinerates municipal solid waste (MSW) and other hazardous waste. Nitrogen oxides (NOx) are formed in the combustion process. The emission of NOx is regulated in Sweden’s regulation SFS 2013:253 and law 1990:613. Dåva 1 uses selective non-catalytic reduction (SNCR) with ammonia as flue gas treatment, to reduce NOx in the flue gas. Some of the ammonia in the process remains unreacted (ammonia slip) and it probably contributes to corrosion in the colder economizer. Umeå Energi wants to reduce the NOx emissions without increasing the ammonia related corrosion of the economizer. In the present study, the possibility to reduce NOx formation by SNCR optimization was evaluated. Furthermore an investigation on the use of selective catalytic reduction (SCR) in waste incineration plants in Sweden, and whether it is beneficent to install in Dåva 1, was included. The current efficiency of the SNCR system was tested by switching of the ammonia in short periods of time and measuring and logging the flue gas composition. The efficiency (80 %) proved to be very high if operated at the optimal temperature. ButHowever, the test also showed that the temperature limits for the injection levels could be optimized for improved efficiency. Improved efficiency at all temperatures could reduce both NOx emission and ammonia use. The use of SCR in Swedish waste incineration plants was investigated through interviews. It was found that only five plants are equipped with SCR and they were placed in the clean gas position – after electrostatic precipitatorelectric filter and wet scrubber treatment. The contents of the flue gas was examined monitored at three positions at Dåva 1. The content of SO2, HCl and dust were measured, which in combination with ammonia can cause coating with reduces the efficiency of the catalyst. All three positions were located after the textile filters and had low contents of dust. Position A was located between the textile fabric filters and the economizers and was the hottest position with 205℃. Position B was located after the economizers and had the temperature of 145℃. Position C had the cleanest and thereby the safest position for a catalyst, due to its location after all the flue gas treatments, but the temperature was only 65℃ and requires most re-heating of the flue gas. Since the SNCR system proved to have potential to be more efficient, it should be optimized before considering an investment in a SCR system.

Livscykelanalys används som metod för att undersöka produkter eller tjänster från ”vaggan tillgraven”. Med hjälp av mjukvaruprogrammet SimaPro utförs en livscykelanalys på förbränning av avfall med energiutvinning. Resultatet jämförs med en livscykelanalys som utförs på biogasproduktion från matavfall, för att visa vilken av processerna som har mer positiv påverkan på miljön. Resultatet visar att förbränning av avfall bidrar till minskad miljöpåverkan med 63,9 kg CO2-ekvivalenter per ton avfall. Biogasproduktionen minskar miljöpåverkan med 11,6 kg CO2-ekvivalenter per ton matavfall. Förbränning av avfall är den behandlingsmetod som har mer positiv inverkan på växthuseffekten. Energiproduktion med avfall som bränsle är inte hållbart på lång sikt. Avfall är ett ohållbart bränsle, inom EU utförs ett aktivt arbete för att minska uppkomsten av avfall.
Life cycle assessment as a method is used to evaluate products or services from “cradle to grave”. A life cycle assessment of municipal waste incineration with energy recovery is conducted with the software SimaPro. The result is compared with life cycle assessment conducted on biogas production from food waste, the comparison shows the process with the least impact on the environment. Incineration of municipal waste contributes to reduced environmental impact with 63.9 kg CO2-equivalents per ton waste. Biogas production reduces the environmental impact with 11.6 kg CO2-equivalents per ton food waste. Incineration of municipal waste is the treatment with the least environmental impact. Power generation with waste as fuel is unsustainable long term, waste is an unsustainable fuel and the European Union is actively working to reduce the generation of waste.

Det pågår utbyggnad av avfallskapacitet i Sverige samtidigt är statens strategi rörande avfallshanteringen otydlig. Föreliggande studies syfte är att analysera hur aktörer på olika nivåer samverkat och att se vilka drivande faktorer som funnits i beslutsprocessen kring byggandet av avfallsförbränningsanläggningar. Det huvudsakliga teoretiska perspektivet i studien är hämtat från Sexton et al. De menar att en integration av perspektiv från företag, myndigheter och samhälle är en av nycklarna till bättre miljöbeslut. De menar också att verktyg som är framtagna för att ge vägledning för olika beslut kan vara användbara vid beslutsprocesser. En kvalitativ intervjumetodik har använts för att besvara syftena. Tio respondenter har intervjuats från tre fall, där det nyligen beslutats om upprättande eller utbyggnad av avfallsförbränningsanläggningar. Dessa är lokaliserade i ett och samma län i Sverige. Studiens syfte besvarades med hjälp av ett analysinstrument som växte fram. Vid analysen av de olika frågeområdena skapades kodenheter som belyser innehållet i intervjumaterialet. I uppsatsen diskuteras resultaten och förhålls till de teoretiska perspektiven som lyfts fram i studien och tidigare forskning på området.

Resultatet indikerar att aktörers samverkan mellan olika nivåer och dimensioner är bristfällig. Det förefaller som byggandet av avfallsförbränningsanläggningar drivs av initiativ på bolags/projektnivån, medan andra nivåer (lokal-, regional-, nationell- och europeisknivå) och miljöstrategiska dimensioner är svagt företrädda i beslutsprocessen. Drivande faktorer av ekonomisk och marknadsmässig karaktär framstår som de starkaste drivkrafterna i beslutsprocessen för att upprätta avfallsförbränningsanläggningar i de undersökta fallen. Även drivande faktorer i form av lagar och regleringar ses som starka. Genom studiens resultat verkar det som om verktyg i form av hjälpmedel för kunskapshantering och beslutstöd av ekonomi och marknadsmässig karaktär styr inriktningen och utformningen av projekten att upprätta en avfallsförbränningsanläggning. Det verkar inte som användningen av verktyg av miljöstrategisk karaktär används i samma utsträckning och har då inte heller möjlighet att vara styrande. Jag tror att det finns en potential hos miljöstrategiska verktyg att påverka samverkan mellan aktörer vid upprättande och utbyggnad av avfallsförbränning och påverka hanteringen av miljöfrågor i beslutsprocessen.

The incineration of waste is steadily increasing in Sweden and so is the production of ashes. The bottom ash has for many years been used as construction material in landfills. Now many of the nation's landfills are closed and there is a great need to find another beneficial use for the ash. Bottom ash is a gravel-like material and with its material properties it can replace natural gravel in parts of roads and surface constructions. Today this use is only approved within landfill areas where leachate is collected and checked. Outside the landfill area, authorities are uncertain of the environmental impact of the bottom ash and of what future risks it entails. The aim of this work was to investigate market opportunities for bottom ash from Åmotfors Energy, with the goal to be a background basis for an application of the use of bottom ash outside the landfill area. The results of analyzes shows that the bottom ash from Åmotfors Energy is comparable with bottom ash from the rest of Sweden regarding both the total concentrations and environmental aspects. When the values from the analyses of the ash are compared with the standard values for total allowed concentrations announced by the Environmental Protection Agency, the guideline values for almost all parameters are exceeded. If you instead look at the leaching from bottom ash - almost all parameters pass the guidelines. The reason why the guideline values for leaching may be withheld while the guideline values for total concentrations exceeded is that ash has a capacity to bind substances stronger than earth materials and waste, which the guideline values are set for. It is possible to find an application for use of bottom ash from Åmotfors Energi outside the landfill area. It is important to choose a project where the bottom ash is suitable as a construction material. Examples of these include surface construction near industries or road constructions where there is no contact with groundwater. Near Åmotfors the national road 61 is under reconstructions and if bottom ash from Åmotfors Energi would be allowed in the construction, about 130 000 ton could be useful. This is about 13 years of production. Bottom ash can also be used in parking spaces near shopping centers which are continuously being expanded in Eda Municipality. For a normal parking space of 20 000 square meters about 20 000 tonnes of bottom ash is needed. The results of interviews with landfills in neighboring municipalities gave indications that there could be a need for bottom ash as a construction material on two of the landfills. The need was estimated to 5000 - 10 000 tonnes per year over the next few years. The ash from Åmotfors Energi is, like bottom ashes from other waste incineration plants to be seen as a resource. Today, metal is extracted from the ashes because of the economic benefits, but in the future it is possible that we will see bottom ash as a resource that can replace of virgin and non-renewable materials.

Kvicksilver har länge varit ett populärt ämne i flertalet olika produkter på grund utav dess unika egenskaper. Detta har lett till en stor mängd av ämnet går att finna i olika produkter som förbränns i avfallsförbränning. Ämnet är dock väldigt farligt för djur och människor och därav är det av hög prioritet att utsläppen till luft minimeras. Att oxidera kvicksilver från dess elementära form Hg0 till Hg2+ anses vara av största vikt på grund utav att den senare är i högre graden enklare att rena från rökgaserna. Syftet med detta examensarbete var att se om kvicksilver förekommer i högre halt som Hg0 istället för Hg2+ i rökgaserna vid ändrade förhållanden av klor och svavel. Där den förstnämnda är olöslig i vatten och därav svårfångad i dagens reningssystem. Den kan dessutom existera i luft en längre tid och anses vara ett av de mer miljöfarliga ämnena i världen. Examensarbetet har gjorts tillsamman med Umeå Energi AB. För att nå en slutsats har en omfattande litteraturstudie gjorts om ämnet samt mätningar av kvicksilver i rökgaserna från avfallsförbränningsanläggningen Dåva 1 utanför Umeå. Mätningarna utfördes med och utan tillsats av extra svavel i form av bildäck. Analys har även utförts av innehållet i aska ifrån partikelfiltret samt överhettaren för att få en överblick huruvida dess innehåll kan ha gjort någon påverkan.  Mätningarna påvisade att svavel gjorde en påtaglig påverkan på mängden kvicksilver. Vid tillsats av svavel så gavs det indikatorer på att halten av Hg0 ökade. Den mest troliga anledningen till detta tros vara den ökade mängden SO3 som uppmättes i rökgaserna vid det tillfälle då extra svavel var tillsatt. Den ökande mängden kan sedan ha absorberats av de aktiverade kolet som tillsätts innan rökgasreningen, som annars skulle ha absorberat Hg0. Detta är inget slutgiltigt resultat och vidare undersökning är att rekommendera. En annan möjlig teori är att tillsatts av svavel ökar mängden Na2SO4 i filtret. Vilket kan leda till minskad NaCl i filtret som kanske är effektivare vid oxidation av Hg0 än HCl. Mätningarna gav även antydan om att nuvarande reningssystem fungerar bra även vid ökade halter kvicksilver i rågasen. Ökning av kvicksilver i rökgaserna som tros ha orsakats av svaveltillsatsen gav ingen ökning av kvicksilverutsläpp i luft.
For a long time, mercury has been a very popular to use in different kinds of products due to its unique properties. Which has led to a lot of different things containing mercury ends up in waste plants to be incinerated. Mercury are also considered to be one of the most dangerous substances and therefore emissions needs to be kept at minimum. Oxidizing mercury from its form Hg0 to Hg2+ is considered to be extremely important due to the later are easier to remove from the flue gas. The main objective with this thesis was to investigate if mercury would exist more in its elementary form Hg0 than its oxidized state Hg2+ in the flue gas when the ratio between sulfur and chlorine was changed. The former is insoluble in water and therefore difficult to remove from the flue gas with today’s cleaning facility’s. It is also considered one of the more dangerous substances in the world. The project was done in collaboration with Umeå Energi AB. The method that was used to explore this was measuring the mercury content of the flue gas from the waste fired boiler Dåva 1 outside Umeå. The measurement was done with and without extra sulfur added to the fuel in the form of car tires. An additional analysis was done on the ash from the fabricfilter and from the superheater to see if there was something there to give some clarity on why there would be any change in the amount of mercury. The measurement did indeed indicate that sulfur increases the amount of mercury in the flue gas. The main theory to why this has occurred was the increased amount of SO3, which could be found in the flue gas when extra sulphur was added. SO3 is then absorbed by the activated carbon that is added to the flue gas that should have absorbed Hg0 instead. However, this result is not conclusive and further studies needs to be done. Another possible theory to why this has occurred could be that the increase of sulfur could lead to more Na2SO4 in the particle filter. Which could have led to a decrease of NaCl in the filter that could perhaps be a more efficient oxidizing agent of Hg0 than HCl. Another thing that has been revealed is that the cleaning systems that is used today is capable of cleaning mercury from the flue gas even though the added sulfur caused an increase in the amount.

I Sverige ökar förbränningen av avfall som inte är ett helt definierbart bränsle. Detta är i mångt och mycket ekonomiskt och miljömässigt försvarbart genom den höga kvalitén på rökasreningen, som garanterar att en mycket liten del av föroreningar når atmosfären, utan dessa koncentreras i askorna. Avfallsaskor går till stor del till deponier och används där för sluttäckning eller för att deponeras, samt att en stor mängd flygaska transporteras till Langöya. Inom en tioårsperiod kommer deponierna vara sluttäckta och Langöya uppfyllt, samtidigt som mängden avfallsaskor ökar, vilket innebär krav på nya lösningar. Orsaken till att framförallt flygaskan klassas som farligt avfall är koncentrationen av tungmetaller och föroreningar som härrör från bränslet. Det har forskat i åratal om metoder som ger miljöriktig användning och metoder för att minska miljöpåverkan från askor, men ytterligare forskning krävs för att få svar på den långsiktiga miljöpåverkan samt alternativa användningsområden. Är avfallsaskorna farligt avfall eller en framtida resurs, en svår fråga att besvara, eftersom det är mycket arbete som behövs ifrån politiker, myndigheter, branschen, forskningen och gemene mans inställning till sopsortering för att lyckas förvandla ett farligt avfall till en resurs.
The combustion of waste is increasing in Sweden and the waste is not an entirely definable fuel. This is very much economically and environmentally defensible by the high quality of smoke purification, which ensures that a very small percentage of pollutants reaching the atmosphere, but on the other hand they are concentrated in the ash. Ashes from the incineration of waste go largely to landfills and are used to cap or to be deposited, and that a large amount of fly ash is transported to Langöya. Within a decade, the landfill will be completed covered and Langöya fulfilled, while the amount of ashes from the incineration are increasing, which would require new solutions. The reason for the particular fly ash as hazardous waste is the concentration of heavy metals and pollutions emanating from the fuel. It has been researched for years about the methods that provide environmentally sound use and methods to reduce the environmental impact of ashes, but further research is needed to find answer to the long-term environmental impact and alternative uses. Are ashes from waste hazardous waste or a future resource, a difficult question to answer, because there is much work needed from politicians, government agencies, industry, research and the general public attitude towards waste separation to successfully transform a hazardous waste into a resource.

Vattenfall Heat Uppsala runs the waste incineration plant in Uppsala, which produces district heating, process steam, district cooling and electricity. Vattenfall Heat Uppsala has decided to introduce an energy management system with the aim to increase the energy efficiency of the plant. The basis in such a system is to make an energy mapping.

In this thesis an energy mapping has been performed at the waste incineration plant with the aim to identify and determine the size of energy flows. The investigated energy flows are used fuel, produced and used steam, produced district heating and cooling. Also the use of electricity to run the processes has been investigated. The results have also been used to look at the energy flows in the perspective of exergy to investigate how the quality of different energy forms are used in the processes.With the results of the energy mapping, potential for energy efficiency measures has been identified.

The results from the mapping shows that the use of electricity is low compared to similar plants and therefore any major actions to lower the use of electricity have not been found. Many internal processes use steam for different types of heating. The pressure of the used steam is often reduced by reducing valves, which causes a loss of exergy. Calculations show that theoretically about 30 GWh of electricity could be produced if the steam instead expands in turbines to reduce its pressure.

The consultancy company Rejlers has been assigned by E.ON Värme in Norrköping to introduce detection of radioactivity on arriving waste. This is done by installing a detector that tracks radiation in the load of a truck. The detection is going to be made when the truck enters the facility and will set of an alarm if radioactive material is discovered in the waste. If there are no radioactive material found in the waste, it is clear to be handled as normal. However, what the staff is supposed to do when there is radiation in the load is difficult to know, as there are no clear guidelines about it. Therefore, this bachelor thesis been carried out by a student at Jönköping School of Engineering. The purpose of the thesis it to provide suggestions for a logistic management, regarding legal requirements, from detection of radiation to final management. Three questions were formulated to fulfill the purpose of the thesis. The first question is to identify and analyze E.ON’s current waste logistics. The second question answers what legal requirements and recommendations there are available for these kinds of facilities. The last question provides information how other companies handle their logistics of radioactive material. The study has a qualitative focus based on a case study, where the data been collected primarily through interviews with other companies and the Swedish Radiation Safety Authority. In total has three companies been interviewed where they described how their logistics of radioactive waste are handled. To get information about what laws and recommendations E.ON must apply, a person was interviewed from the Swedish Radiation Safety Authority. The gathered information from this case study was analyzed together with the literature and documentation from the theoretical framework. A suggestion of a theoretical logistic management could then be made based on the analysis. The suggestion is presented in the form of a flowchart together with a description. If a radioactive material is detected, this flowchart should be a used as a help to handle the material.
Konsultföretaget Rejlers har fått i uppdrag av E.ON Värme i Norrköping att införa radioaktivitetskontroller på ankommande avfall på Händelöverket. Det görs genom att installera detektorer som läser av strålningen i samband med att lastbilen åker in på området. Om lasten innehåller något radioaktivt avfall kommer detektorn att larma. Ger inte detektorn något larm får lastbilen åka in på området och tippa lasten i avfallshallen. Vad som ska göras när lasten innehåller radioaktivt avfall är dock svårt att veta, då det inte existera några klara riktlinjer för detta. Därför utförs detta examensarbete av en student på Jönköpings Tekniska Högskola. Syftet med arbetet är att ge förslag på en korrekt logistisk hantering med avseende på lagkrav från detektering till sluthantering. Tre frågeställningar formulerades för att arbetet ska kunna uppfylla syftet. Den första frågeställningen handlade om att identifiera och analysera E.ON:s nuvarande avfallslogistik. Den andra frågeställningen besvarar vad det finns för lagar och rekommendationer för en förbränningsanläggning som behöver hantera radioaktivt avfall. Den sista frågeställningen behandlar hur andra företag hanterar larm i en sådan detektor. Arbetet har haft en kvalitativ inriktning i form av en fallstudie, där empirin har insamlats framförallt genom intervjuer med bland annat andra förbränningsanläggningar och Strålskyddsmyndigheten. Personer från tre olika förbränningsanläggningar intervjuades där de fick berätta hur hanteringen av radioaktivt avfall ser ut på deras företag. För att få svar på vad det finns för lagar och rekommendationer för en förbränningsanläggning, intervjuades en person från Strålskyddsmyndigheten. Den information som insamlades från fallstudien analyserades med den litteratur och dokumentation som samlades in till det teoretiska ramverket. Utifrån analysen kunde sedan ett resultat fås i form av ett förslag på en teoretiskt fungerande hantering. Detta förslag presenteras i form av ett flödesdiagram med tillhörande beskrivning. Vid larm ska detta flöde följas för att enkelt få en överblick i hur hanteringen ska se ut.

Från år 2013 innefattas även avfallsförbränningsanläggningar i Sverige av EU:s handelssystem för utsläppsrätter, EU ETS. Handelssystem innefattar enbart de utsläpp av koldioxid som skapats vid förbränning av fossila bränslen. Hushållsavfallet samt industriavfallet, som är anläggningarnas bränsle, består av en blandning av biogena och fossila bränslen. Denna lagändring ställer nya krav på mätnoggrannheten samt redovisningen av fossilandelen av koldioxidutsläppen. I dagsläget finns ett antal metoder för att genomföra dessa mätningar men gemensamt för metoderna är den höga kostnaden som härrör mätningarna. Detta arbete är utfört på uppdrag av Tekniska verken i Linköping vilket äger och driver avfallsförbränningsanläggningar varför dessa har ett stort intresse av resultatet. Syftet med detta arbete är att utreda om en ny beräkningsmetod kan tillämpas samt om denna är tillförlitlig för bestämning av fossilt kol i utsläppen. Vid arbetets start erhölls ett värmevärdessamband. Denna ekvation skulle ligga till grund för beräkningen av andelen fossilt samt biogent bränsle i avfallet. Beräkningsmetoden skulle baseras på anläggningens befintliga driftdata. För att angripa problemet granskades tidigare litteratur i ämnet för att få vägledning om vilka mätparametrar samt vilka ekvationer som skulle krävas. För att göra beräkningen krävs kännedom om bränslets värmevärde samt det biogena samt fossila bränslets värmevärde. Beräkningsmetoden har med anledning av detta valts att delas in sex olika områden med tillhörande ekvationer, vilket redovisas nedan. Massbalans/avfallets sammansättning Värmevärdesberäkning Vattenbalans/fukt i bränsle Askhalt Effektsamband Rökgasflöde Beräkningsmetoden som publiceras i detta arbete kan teoretiskt fungera, men för ett tillförlitligt resultat krävs djupare studier i respektive område. Beräkningsmetoden kräver många mätsignaler vilket bidrar till att den totala osäkerheten i metoden blir stor. En liten förändring i mätsignalerna ger stor inverkan på metodens slutliga resultat, andelen fossilt kol i avfallet. Detta medför att metoden kräver tillförlitlig mätdata med små osäkerheter för att ge ett korrekt svar. Innan implementering av beräkningsmetoden sker bör metoden verifieras mot en annan känd metod, exempelvis 14C – analys.
From 2013 waste-to-energy (WTE) plants in Sweden are included in the European Union Emissions Trading System, EU ETS. EU ETS involves only carbon emissions created by fossil fuels. Household waste and industrial waste, which is the fuel, consists of a mixture of biogenic and fossil fuels. This amendment imposes new demands on measurement accuracy and reporting of fossil part of carbon emissions. In the current situation there are a number of methods to carry out these measurements, but these methods are highly expensive. This work is carried out on behalf of Tekniska verken, Linköping, which owns and operates WTE plants and thus have strong interest in this result. The aim of this work is to investigate whether a new calculation method can be applied and if the method is reliable for the determination of fossil carbon in the emissions. When starting the work an equation for the heating value was available. This equation was the basis for the further calculation of the proportion of the fossil and biogenic fuels in the waste. The method was recommended to be based on the facility's existing operational data. To tackle the main problem, the work started with a review of the literature .To make the calculations, knowledge of the fuel heating value and the biogenic and fossil fuel heating value were needed. Due to these parameters the method was divided into six different areas and related equations, which are reported below. o Mass Balance / waste composition o Heat Value Calculation o Water Balance / moisture in fuel o Ash content o Effect relationships o Flue gas The calculation method published in this work might work theoretically, but for reliable results further studies in each area are required. The calculation method requires many measurement signals which makes the method become uncertain. Small changes in the measured signals provide a major impact on the method's final results, i.e the proportion of fossil carbon in the waste. This means that the method requires reliable measurement data with small uncertainties to produce a correct outcome. Before the implementation of the calculated method the recommendation is to verify the method with other known methods, such as 14C - analysis.

Förbränning är ett effektivt och vanligt sätt att ta hand om avfall i Sverige och Europa. Vid förbränningen bildas två typer av askor, bottenaska och flygaska. Bottenaska är ofarlig för miljön och kan användas som konstruktionsmaterial på deponier medan flygaska klassas som farligt avfall och måste tas omhand. Flygaskan som följer med rökgaserna renas i elektrofilter och i våtkemiska gasreningsstegen, samlas till ett cementliknande material som kallas Bambergkakor som kan läggas på deponi. Flygaskan innehåller värdefulla metaller som är kemiskt bundna vid andra ämnen. På Renova som är ett ledande företag inom avfallshantering och återvinning i Västsverige pågår försök för att laka ur metaller såsom zink och koppar ur flygaskan. Syftet med detta examensarbete är att undersöka hur blandningsförhållandena av survatten/vatten och survatten/sulfatvatten påverkar pH-värdet samt metallutvinningen med fokus på zink men även biprodukter såsom bly och koppar. Två olika flygaskor från 2012 och 2015 användes vid försöken. Resultaten från labbundersökningar visade att för aska 2015 är det bäst att använda L/S 6 för att nå önskat pH-värde medan det för aska 2012 endast behövdes 50ml survatten. Det visade sig också att ganska mycket sulfatvatten kunde tillsättas till blandningen av aska och survatten utan att pH-värdet ändrades avsevärt. Utbytet av zink var högt för både askorna. Tillsättning av sulfatvatten hade olika effekt på zinkutbytet. Utbytet för ena askan blev högre med tillsatt sulfatvatten men hade ingen effekt på den andra askan.

Med grund i bland annat EU-lagstiftning och de svenska nationella miljömålen har avfallshanteringen i Sverige övergått från ett tidigare deponibaserat system till ett fokuserat på olika återvinningsmetoder. Den avfallsbehandlingsmetod som kanske haft störst framgång under början av 2000-talet är energiåtervinning, vilket innebär förbränning av avfall med därtill kopplad energiutvinning. En stor del av den sorts avfall som deponerades före förbuden mot deponering av utsorterat brännbart avfall och av organiskt avfall, år 2002 respektive 2005, har sedan förbudens ikraftträdande istället förbränts för att generera en betydande andel av Sveriges el- och fjärrvärme. Denna litteraturstudie syftade till att utifrån ett miljöperspektiv granska avfallsförbränning som metod för avfallsbehandling och för energiproduktion, med fokus på utsläppen av växthusgaser och andra miljöföroreningar. Utsläppen från energiåtervinningen i Sverige analyserades och diskuterades i förhållande till de alternativa metoder för avfallsbehandling och el- och fjärrvärmeproduktion som också utnyttjades i Sverige vid skrivandets stund. Synen på växthusgasutsläppen från den svenska avfallshanteringen, argument för energiåtervinningens miljövänlighet och inställningen till en fortsatt expansion av energiåtervinningen i Sverige ifrågasattes. Slutsatserna från studien var att energiåtervinning med fördel för miljön bör ersättas av materialåtervinning och biologisk behandling av avfall samt förbränning av biobränslen, vilket det redan vid skrivandets stund fanns visst incitament för i lagstiftning och planering.
With support in EU legislation and the Swedish National Environmental Objectives, the waste management of Sweden has shifted from an earlier system based on disposal in landfills to one focused on various recycling methods. The waste treatment method that has perhaps had the most success during the beginning of the 21st century is that of energy recovery, which means energy extraction coupled waste incineration. A large portion of the type of waste that was disposed of before the bans on landfilling of combustible waste and of organic waste in 2002 and 2005, respectively, has since the bans’ coming into force instead been incinerated to produce a considerable part of Sweden’s electricity and heating. This literature study aimed to, from an environmental point of view, review waste incineration as a method of waste treatment and of energy production, focusing on emissions of greenhouse gases and other pollutants. The emissions from the Swedish energy recovery were analysed and discussed in relation to the alternative methods for waste treatment and electricity and heat production that were also utilized in Sweden at the time of writing. The perception of greenhouse gas emissions from the Swedish waste management, arguments in favour of the environmental benefits of energy recovery, and the attitude towards a continued expansion of energy recovery in Sweden were questioned. The conclusions drawn from the study were that energy recovery should, with benefits for the environment, be replaced with recycling of materials and biological treatment of waste as well as combustion of bio-fuels, which there were already certain incentives for in legislation and state plans at the time of writing.

Syftet med denna rapport är att identifiera och kvantifiera logistiska nyckelaspekter kring etablerandet av en behandlingsanläggning för flygaska, samt ge förslag på lämplig lokalisering av denna. Med hjälp av tyngdpunktsmetoden samt omfattande studier av olika typer av rapporter fastställs nutida och framtida förusättningar för denna etablering.

I Sverige idag är förbränning av avfall med energiåtervinning den primära lösningen för avfall som inte återanvänds eller återvinns. Avfall innehåller en stor variation av material, och med det följer en del drifttekniska problem som kan uppstå i en panna, vilket begränsar pannans effektivitet. Olika grundämnen återfinns i olika avfallsfraktioner och somliga kan orsaka svåra problem med korrosion och beläggningsbildning i värmeöverförande delar nedströms förbränningszonen i en panna. Kraftvärmeindustrin har länge varit medvetna om riskerna till följd av klorrikt bränsle, då klor är ett ämne man vet bidrar till korrosion. Nya material gör dock att höga halter av, för kraftvärmeindustrin, tidigare okända grundämnen kommer in i anläggningarna. Ett av dessa grundämnen är fluor som förekommer bland annat i fluorpolymerer som är kemiskt inerta och hållbara plaster. Fluorpolymerer återfinns i exempelvis sport- och friluftskläder samt köksredskap och produktionen av dessa material bedöms öka kraftigt de närmaste åren.   Syftet med det här arbetet var att genom termodynamiska beräkningar och med förbränningsförsök i bänkskala undersöka fraktionering och sulfatering av fluor under ett antal olika förutsättningar. Fyra bränsleblandningar undersöktes vid förbränning i en 20 kW undermatad pelletsbrännare med rena träpellets dopade med natriumsalt. En blandning innehöll enbart natriumfluorid (NaF), en blandning innehöll enbart natriumklorid (NaCl), en blandning innehöll både NaF och NaCl samt en blandning innehöll NaF, NaCl och svavel. Under förbränningsförsöken noterades halterna av HCl, HF och SO2 i rökgaserna. Efterföljande analys av bottenaska, beläggningar och partiklar i rökgasen genomfördes med SEM/EDS samt XRD-analys. Resultatet visade att fluor verkar ha större benägenhet än klor att stanna i bottenaska, detta bekräftades både genom termodynamiska beräkningar och genom förbränningsförsök. Vidare visade termodynamiska beräkningar att en stor del av det fluor som tillsätts bör hamna i rökgasen som HF. Förbränningsförsöken visade att tillsats av svavel är ett effektivt sätt att minska andelen fluor i beläggningar samt partiklar i rökgasen och att sulfatering av fluorsalter sker vid lägre halter av svavel jämfört med klorsalter. I praktiken innebär detta att om halterna av fluorrikt bränsle ökar i en avfallsförbränningsanläggning bör andelen HF i rökgaserna öka samt att en del av det svavel som återfinns i bränsleblandningen och/eller tillsätts genom additiv kommer i första hand gå åt till sulfatering av fluorsalter om sådana bildas. Om distributionen är likartad om organiskt bundet fluor tillsätts, till exempel genom fluorplast, är inte undersökt i det här arbetet och är något som bör utredas framöver.
Combustion of waste in combined heat- and power plants are the primary solution for waste that is not recycled or reused in Sweden today. Municipal solid waste contains a wide range of ash-forming elements, which could lead to operational problems in the boiler that limits the plant’s efficiency. Different elements are found in different waste fractions, and some can cause severe corrosion problems in heat transferring parts of the boiler. The heat and power industry has been aware of the problems associated with chlorine for a long time, as this is an element that is known to contribute to corrosion. New materials mean that high levels of previously unknown elements for the heat and power industry enters the plants. One of these elements is fluorine which is found in fluoropolymers which are chemically inert plastics. Fluoropolymers are found in sports and outdoor clothing, as well as cookware and a number of other products, and the production of these type of materials is expected to increase significantly over the next few years.   The purpose of this work was to investigate the distribution of fluorine by addition of sodium fluoride (NaF) to pure wood pellets. This was done through thermodynamic calculations and bench scale combustion tests. Four fuel mixtures were tested, one containing NaF alone, one containing sodium chloride (NaCl), one containing both NaF and NaCl and one containing NaF, NaCl and sulfur. During combustion tests, the concentrations of HCl, HF and SO2 in the flue gases were logged. Analysis of bottom ash, deposits and particles in the flue gas was performed with SEM/EDS and XRD-analysis after each combustion test. The results showed that fluorine appears to be more likely than chlorine to stay in the bottom ash. This was confirmed by thermodynamic equilibrium calculations and by combustion tests. Furthermore, the thermodynamic equilibrium calculations showed that a large share of fluorine should end up in the flue gas as HF. Furthermore, the combustion tests showed that sulfation of fluorine salts occurs at lower levels of sulfur than sulfation of chlorine salts. In practice, this means that if the levels of fluorine-rich fuel increases in a waste incineration plant, the proportion of HF in the flue gases should increase and that some of the sulfur in the fuel mixture will be used for sulfation of fluorine salts if they are formed. The distribution of fluorine if fluorinated plastics are added to the fuel is not investigated in this work and something that should be investigated in the future.

Företaget Againity AB har planer på att driftsätta avfallsförbränningsanläggningar i områden av världen där avfallsförbränning inte är särskilt vanlig. Againity står därför inför utmaningen att rena rökgaserna till godkända nivåer. För att göra detta krävs först och främst en kartläggning över förbränningstekniker, föroreningsemissioner och de olika utsläppskrav som finns. Vidare utvärderas vilka rökgasreningstekniker som är bäst lämpade för avfallsförbränningsanläggningar i de områden som Againity vill vara verksamt i. Genom att förbränna avfall i en förbränningsanläggning finns förutsättningar att rent förbränningstekniskt minska utsläppen av föroreningar. I en eldstad där förbränningen sker i kontrollerade former kan en önskad temperatur uppnås med hjälp av optimal lufttillförsel. Med kombinationen av en temperatur kring 800 – 1100 ºC och en uppehållstid på minst 2 sekunder kan fullständig förbränning av bränslet uppnås och utsläppen av miljöbelastande ämnen kan reduceras kraftigt. Föroreningar har undersökts baserat på de lagstiftningar som finns för utsläppsbegränsningar. En av dessa är svaveldioxid, som bidrar till försurning av vatten och mark. En annan är dioxiner, som genom biomagnifikation är skadliga för människor och djur. För att uppnå maximal reduktion av föroreningar används kombinationer av olika rökgasreningstekniker. Stoftbundna partiklar kan avskiljas ur rökgaserna med hjälp av olika slags filter, medan sura gaser måste reagera med ett annat ämne för att kunna fångas upp eller avskiljas på annat sätt. Kväveoxider avskiljs inte på samma sätt som de tidigare nämnda föroreningarna, utan reduceras istället med en reaktant som bildar en harmlös gas. Tack vare att data finns angående avfallsfraktioner, har teoretiska halter av vissa ämnen i rökgaserna beräknats. Företaget Testos mätningar vid avfallsförbränningsanläggningar har använts för andra föroreningar. Efter jämförelse med utsläppskrav för olika regioner har rekommendationer av lämpliga röksgasreningstekniker presenterats. Dessa förslag på rökgasreningsanläggningar har tagits fram ur ett miljö- och ekonomiperspektiv. Vi har kommit fram till att fullständig förbränning är en grundläggande princip som verksamhetsutövare behöver lägga stort fokus på. Gemensamt för alla våra anläggningsförslag har varit det elektrostatiska filtret, som vi tycker bör implementeras vid alla förbränningsanläggningar. Vi rekommenderar också andra reningstekniker som skrubber och SNCR, men dessa metoder bör sättas i relation till den miljömässiga kravbild, de ekonomiska resurser som finns och infrastrukturens funktionalitet.
The company Againity AB has plans to apply waste incineration systems in regions where waste management is a major issue. To manage this Againity must take flue gas treatment in consideration. As flue gas treatment isn’t their area of expertise, a disquisition of combustion techniques, pollution and emission standards will be necessary. Henceforth can an evaluation of which flue gas treatment techniques that would be suitable for waste incineration plants in the regions where the plants are intended to be. By incinerate waste in an incineration plant there is good conditions to obtain a less polluted flue gas just by using good combustion techniques. In a plant where you can control the combustion, a certain desired temperature can be achieved by injecting the right amount of air. The combination of a temperature around 800 – 1100 °C and a residence time of at least two seconds, result in complete combustion of the waste and emissions of environmental pollutants will be reduced. Based on emission standards, certain pollutants have been evaluated. One of those pollutants is sulphur dioxide, which contribute to acidification of earth and water. Another relevant pollutant is dioxins, which is harmful for humans and animals due to its capability of biomagnification. To acquire as clean flue gas as possible several flue gas treatment techniques should be applied in combination. By using filters in general, dust and particles bound in dust can be separated from the flue gas. As for acidic gases, these must react with another substance first to be separated. Nitrogen oxides however cannot be separated from the flue gas as the recently mentioned pollutants can, they can only be reduced by reacting with a reducing agent to form harmless gases. Thanks to available data concerning waste fractions, theoretical values of some pollutants in flue gases has been calculated. Emission measurements at waste incineration plants made by the company Testo, has been used for other pollutants. Calculated and measured values has been compared to the emission standards of Vietnam and the European Union and depending on the outcome of the comparison, suggestions of flue-gas techniques has been presented. Different suggestions of flue-gas systems have been presented depending of economic resources and to what extent the emissions should be reduced. Our conclusion is that complete combustion is a fundamental factor that operators must focus on. Electrostatic precipitator is a flue-gas technique that all our suggestions have in common and is a technique that we strongly recommend. We also recommend other flue-gas techniques such as scrubber and SNCR, but these methods are not always necessary. Planning of advanced flue-gas treatment needs consideration of the environmental requirements, the economic resources available and the functionality of the infrastructure.

Energiåtervinning av avfall genom förbränning är en av de dominerande metoderna i Sverige för att reducera mängden avfall. I Sverige förbränns cirka 6 miljoner ton avfall årligen och detta genererade år 2019 16 TWh värme och 2 TWh elektricitet. Värmevärdens värmeverk Källhagsverket i Avesta producerade 185 000 MWh fjärrvärme från avfallsförbränning via deras avfallseldade rosterpanna 2019. Källhagsverket har under de senaste säsongerna haft problem med mängden kolmonoxid (CO) som bildats från avfallsförbränningen, då de har haft överträdelser av dygnsmedelvärdet av kolmonoxid. Projektets syfte var att undersöka hur en stabil förbränning kan uppnås genom att undersöka bidragande orsaker till ofullständig förbränning och projektets mål var att reducera mängden kolmonoxid som bildas från avfallsförbränningen. Vid projektets början bedrevs en litteraturstudie för att skapa bättre förståelse för förbränning och avfallsförbränning i rosterpannor. Resultatet från denna litteraturstudie visade att de faktorer som kunde bidra till höga mängder bildad kolmonoxid var bland annat rosterpannans bränslebädd, luftfördelningen i pannan och pannans tillförda luftmängd. Metoden som applicerades för projektet utgick från arbetssättet för försöksplanering. Försöksplaneringsmetodiken kan sammanfattningsvis beskrivas som ett samlingsbegrepp för ett arbetssätt för metoder som möjliggör att ta fram slutsatser och samband hos en process olika faktorer. Källhagsverkets rosterpanna undersöktes och driftdata från tidigare driftsäsonger analyserades med hjälp av statistiska analyser i form av enkel linjär regressionsanalys och multipel linjär regressionsanalys. Resultatet från de statistiska analyserna visade att luftfaktorer såsom luftflöden och luftfördelning hade signifikans för mängden bildad kolmonoxid av pannan. Flertalet olika försök genomfördes för att identifiera faktorer som påverkade förbränningen, bildningen av kolmonoxid och pannans begränsningar. Försöken utfördes bland annat för att testa olika luftfördelningar hos pannan, ändra mängden tillförd torkluft och rosterhastighetsfördelningar. Efter dessa initiala försök bedrevs två större försök, ett 2-faktorförsök och ett försök där pannans sekundärluft fick reglera på syrehalten i stället för kolmonoxidmängden i rökgaserna. 2-faktorförsöket genomfördes där tre faktorer ändrades från en låg nivå till en hög nivå. Faktorerna var syrehalten i rökgaserna, sekundärluftsfördelningen mellan övre och nedre sekundärluftsregistret och sekundärluftsregleringen mellan främre och bakresekundärluftsregistret. Resultatet från de genomförda försöken visade att de signifikanta faktorerna för den bildade kolmonoxiden var syrehalten i rökgaserna, sekundärluftsfördelningen och primärluftsmängden hos torkzonen (roster 1) och förbränningszonen (roster 3). Resultatet visade även att kolmonoxidmängden och mängden kväveoxid kunde reduceras om sekundärluftsregleringen reglerade på syrehalten i rökgaserna i stället för kolmonoxiden. När sekundärluften reglerade på syrehalten reducerades mängden kolmonoxid med cirka 30 % och mängden kväveoxid reducerades med cirka 15 %. Det som gav mest effekt under projektet var att låta sekundärluften reglera på syrehalten (O2) i stället för kolmonoxiden (CO). Detta gav en kolmonoxid-minskning med cirka 30 % och reducerade även kväveoxid-utsläppen (NOx) med 15 %. Följande rekommendationer gavs för att reducera mängden bildad kolmonoxid: sekundärluftsreglering bör ske via syrehalten för att reducera mängden kolmonoxid och kväveoxid. minska luftöverskottet till nivåer med syrehalt på cirka 5,5 % – 6,0 %. Nyckelord: avfallsförbränning, rosterpanna, försöksplanering.
Energy recovery of waste via waste incineration is one of the dominant methods in Sweden for reducing the amount of waste. In Sweden, approximately 6 million tonnes of waste are incinerated annually and in 2019 this generated 16 TWh of heat and 2 TWh of electricity. Värmevärden’s heating plant Källhagsverket in Avesta produced 185 000 MWh of district heating by waste incineration from their waste-fired grate boiler in 2019. In recent seasons, Källhagsverket has had problems with the amount of carbon monoxide (CO) formed from waste incineration, as they have violated the daily average value of carbon monoxide. The aim of the project was to investigate how a stable combustion can be achieved by investigating contributing causes of incomplete combustion and the project’s goal was to reduce the amount of carbon monoxide formed from the waste incineration. At the beginning of the project, a literature study was conducted to create a better understanding of combustion and waste combustion in grate boilers. The results from this literature study showed that the factors that can contribute to high amounts of carbon monoxide were, among other things, the fuel bed of the boiler, the air distribution in the boiler and the amount of air supplied to the boiler. The method applied to the project was based on the experimental design approach. The experimental planning methodology can in summary be described as a collective concept for a way of working regarding methods that makes it possible to draw conclusions and relationships between different factors in a process. Källhagsverket’s grate boiler was examined and operating data from previous operating seasons were analysed using statistical analyses in the form of simple linear regression analysis and multiple linear regression analysis. The results of the statistical analyses showed that air factors such as air flows and air distribution was significant for the amount of carbon monoxide formed in the boiler. Several different experiments were performed to identify factors that affected the combustion, the formation of carbon monoxide and the limitations of the boiler. Attempts included testing different air distributions at the boiler, changing the amount of drying air supplied and grate speed distributions. After these initial experiments, two larger experiments were conducted, a 2-factor experiment and an experiment where the boiler’s oxygen content operated as a the setpoint for the secondary air instead of the amount of carbon monoxide in the flue gases. The 2-factor experiment was carried out where three factors were changed from a low level to a high level and these factors were the oxygen content in the flue gases, the secondary air distribution between the upper and lower secondary air register and the secondary air distribution between the front and rear secondary air register. The results from the experiments showed that the significant factors for the carbon monoxide formed were the oxygen content in the flue gases, the secondary air distribution and the primary air flow of grate 1 and grate 3. The results also showed that the carbon monoxide content and the amount of nitric oxide could be reduced. When oxygen content operated as the setpoint for the secondary air the amount of carbon monoxide was reduced by about 30 % and the amount of nitric oxide was reduced by about 15 %. What resulted in the best results during the project was to let the oxygen content (O2) operate as the setpoint for the secondary air instead of carbon monoxide (CO). This resulted in a carbon monoxide reduction of about 30 % and also reduced nitric oxide (NOx) emissions by 15 %. The following recommendations that were given to reduce the amount of carbon monoxide formed: secondary air control should be done via the oxygen content to reduce the amount of carbon monoxide and nitric oxide. reduce the excess air to levels with an oxygen content of about 5.5 %. Keywords: waste combustion, grate boiler, design of experiments.

Sverige har ett av de mest utvecklade fjärrvärmenäten i världen. För att försörja privatpersoner, företag och industrier med energi genom detta nät förbrändes cirka 7,5 miljoner ton avfall i svenska kraftvärmeverk under 2017. Detta innebär ett omfattande arbete för dessa kraftvärmeverk för att tillse att rätt mängd avfall budgeteras för och förbränns. Särskilt eftersom oönskade lagernivåer får ekonomiska konsekvenser och efterfrågad energi i hög utsträckning styrs av väderförhållanden. Genom en kvalitativ metod syftar denna studie att undersöka hur svenska kraftvärmeverk arbetar för att uppnå optimerad lagernivå. Med inspiration från Wu’s (2007) teoretiska modell för socialt kapital och konkurrenskraft utvecklas en analysmodell för att svara på studiens syfte och forskningsfråga. En flerfallstudie genomförs på tre stycken svenska kraftvärmeverk med varierande storlek och geografisk placering för att ge en heterogen bild av marknaden. Resultatet visar att ett utvecklat socialt kapital, en väl fungerande försörjningskedja och vedertagna rutiner vid osäkra förhållanden gentemot utbytespartners hjälper svenska kraftvärmeverk att uppnå en optimerad lagernivå. Studien föreslår att en högre grad av informationsdelning kraftvärmeverk emellan möjligtvis hade effektiviserat arbetet än mer.

This study has examined if importation of waste for energy recovery can reduce the climate impacts of Waste Management Systems.Using Systems Analysis this study will try to examine the complex waste systems in a systematical and strictly logical way to see how these systems interact and affect each other. Specifically examining the climate impact of waste management systems in England.The traditional way of handling waste in England is through Landfills. Land filling leads to emissions of the greenhouse gas Methane. The EU has put in place a landfill directive that is supposed to lead the member states away from land filling as a method of waste management.Today in Sweden there is a competition for the waste available for incineration. The worsening economical situation together with less product packaging and an increase in source separation leads to a lack of waste available for incineration. These factors combined could lead to a situation where exporting waste from England to Sweden might be imminent.A Systems Analysis has therefore been made to examine the climate impact from such an export.The study shows that the end results are directly dependent on the system boundaries and calculation methods used. The basic case in the study shows however, that the climate impact would be reduced by 382,2 kg CO2/ton, if the waste was exported for incineration with efficient energy recovery in Sweden as opposed to traditional land filling in England.
En undersökning om import av avfall för energiutvinning kan minska avfallshanteringen klimatpåverkan har genomförts. Utredningen har använt systemanalys som metod för detta.En systemanalys är ett metodverktyg som har förmågan att på ett systematiskt och strikt logiskt sätt undersöka komplexa system och hur dessa integrerar och påverkar varandra. I den här utredningen har en systemanalys använts för att undersöka klimatpåverkan från en avfallsimport i fallet England.Bakgrunden är att England traditionellt sätt har använt sig av deponering som huvudsaklig hantering av avfall. Deponeringen leder till stora utsläpp av växthusgasen metan. EU har fastställt ett deponeringsdirektiv som ska leda medlemsländerna bort från deponering som avfallshantering.I Sverige råder i dagens läge konkurrens om avfall för förbränning. Den vikande konjunkturen tillsammans med mindre förpackningar och en ökad källsortering ger ytterligare brist på avfall för förbränning. Allt detta sammantaget leder till att det kan bli aktuellt att importera avfall till Sverige från England.En systemanalys har därför utförts för att undersöka hur klimatpåverkan av en sådan import skulle bli.Undersökningen visar att slutresultatet är direkt beroende av de systemgränser och beräkningsmetoder som används. Grundfallet i undersökningen visar dock på en klimatvinst med 382,2 kg CO2/ton avfall som importeras för förbränning med effektiv energiutvinning i Sverige istället för deponering i England.

Fjärrvärmen utgör idag ungefär 12 % (48 TWh) av Sveriges totala energianvändning. Starka argument att använda fjärrvärme för att tillgodose bostäders och lokalers värmebehov är möjligheten att använda olika bränslen av skiftande pris och kvalitet, den goda verkningsgraden en centraliserad värmeanläggning erhåller samt fördelen med att kombinera produktionen av el och värme.

Halmstad energi och miljö (HEM), förser Halmstad och närområdet med fjärrvärme och total mängd producerad energi uppgick 2009 till 596 GWh. Avfall och biobränsle utgör den största produktionsandelen men även industriell spillvärme samt mindre mängder olja och naturgas används för att framställa värme.

Konkurrenssituationen för fjärrvärme är på många orter i det närmsta monopolistisk där en stor aktör äger hela marknaden. Det är viktigt att förbättra fjärrvärmesystemet för att i framtiden behålla dess konkurrenskraft. Följande rapport utreder och beskriver åtgärder för att göra ett redan befintligt fjärrvärmesystem mer effektivt.

Utifrån möten med personal på HEM har tio punkter presenterats, vilka utvärderar olika delmoment i Halmstads fjärrvärmesystem. Utifrån dessa punkter presenteras en ”kvalitetsstämpel” vilken beskriver hur väl HEM:s fjärrvärmesystem fungerar inom respektive delområde.

Slutsatsen av rapporten visar att förbättringspotential ur en energieffektiv synvinkel är möjlig men att de ekonomiska fördelarna är få.

District heating constitutes about 12 % (48 TWh) of the total energy usage in Sweden. Arguments for utilize district heating to provide housings and premises with heat are the possibility to use different kinds of fuels with various prices and quality, the good efficiency a centralized heating plant gives and the benefits of produce electricity and heat at the same time.

The energy company HEM supplies Halmstad and surrounding area with district heating and the produced amount of energy 2009 was 596 GWh. Waste and bio fuels constitutes the largest part of produced energy but also industrial lost heat and small amounts of oil and natural gas are used to produce heat.

The competitive situation for district heating is in many places close to monopolistic because only one major participant owns the market. It is important to improve a district heating system to maintain it’s ability to be competitive in the future. The following report investigates and describes interventions to make an already existing district heating system more efficient.

From meetings with personnel, ten items has been presented evaluating different elements in the district heating system of Halmstad. These elements also give a view of how well HEM:s district heating system works in different areas.

The conclusion of this report shows that the potential of a more energy efficient system is possible but the economical benefits are few.

Increased carbon dioxide in the atmosphere has raised the attention to Carbon Capture and Storage (CCS). Stockholm Exergi is a company conducting research on CCS and bio-CCS, a form of CCS where biogenic CO2 is captured. This master thesis analyzed the possibilities to implement CCS and bio-CCS at Högdalenverket, one of Stockholm Exergi’s combined heat and power plant with waste incineration. The aim was to investigate advantages and disadvantages with different carbon capture technologies (CC technologies) considering technical, economical, and energy related aspects. Industrial and household waste are incinerated in four boilers at Högdalenverket. Two cases were analyzed, one case with all boilers connected to the CC technology and one case with the boiler with the highest degree of CO2 emission connected. The CC technologies taken into consideration were amine technology, Hot Potassium Carbonates (HPC), Compact Carbon Capture (3C), and Svante. Amine technology and HPC use chemical absorption in static columns. The Amine technology is the most investigated and used one. It uses temperature swing absorption with amines as absorbent. HPC uses pressure swing absorption with potassium carbonate as absorbent. The remaining two are new process intensified technologies. 3C uses rotating packed beds and absorbs CO2 chemically using, most commonly, amines. Svante also uses a rotating technique by chemically adsorbing CO2 with nanomaterial as the solid adsorbent. All CC technologies need steam to regenerate CO2. The steam was assumed to be extracted from the existing steam network at Högdalenverket with a pressure and temperature of 36 bar and 400 degrees. The method used in the study was mainly literature review with peer reviewed articles regarding CCS as base. It was of importance to analyze how the flue gases could affect the CC technologies since the waste has an inhomogeneous composition. The flue gas composition was compiled using external and internal measurements from 2019 and 2020. Furthermore, energy and power calculations were performed to investigate how the heat and electricity delivery would be affected if the different CC technologies were implemented. Moreover, economic calculations regarding the cost for heat and electricity were carried out. Two interviews were also conducted, one with a CCS consultant company and one with internal staff at Högdalenverket. According to the literature review, O2, SO2, and NO2 appeared to be the pollutants causing highest risk of solvent degradation in the flue gases. The high O2 content at Högdalenverket could cause oxidative degradation, especially in amine technology. The SO2 and NO2 content in the flue gases was mainly low and would therefore not significantly affect the technologies. Peeks with high content did however occur and amines, especially within the amine technology, could form toxic and cancerogenic nitrosamines with NO2 which should not be released to the atmosphere. The flue gas composition proved not to be the limiting factor for implementation of CC technology on all incinerators. However, it is costly and complex to handle the variations in flue gas flow which can occur when all boilers are used. The technologies showed high need of heat and electricity which would result in significant reductions in delivery from Högdalenverket. The need of heat and electricity would in turn lead to high operating costs. The Amine technology showed the greatest influence on the heat delivery due to the significant steam requirement to regenerate CO2. HPC showed extreme influence on the delivery of electricity due to the flue gas compression needed in pressure swing processes. Both technologies consist of high columns with significant degree of land use which would be difficult to implement within the limited area at Högdalenverket. As a result of these aspects, HPC and Amine technology are not considered to be suitable technologies to implement at Högdalenverket. However, the master thesis presented measures for energy saving that should be considered before excluding the technologies. One energy saving measure is to find the optimal heat recovery, for example by pinch-analysis. Moreover, composition, concentration, and flowrate of the absorbent can be analyzed. In addition, higher columns are associated with lower need of energy. Finally, modifications of the capture process can be investigated, and one example is to split the flow of the absorbent into two streams into the columns. 3C and Svante are compact technologies that require less land and have potential to fit at more locations at Högdalenverket. The compact design also leads to 50 percent less investments costs compared to the other two technologies. Moreover, these technologies are presented as more resistant against degradation of sorbents, and both requires less energy to regenerate CO2. These technologies are therefore more suitable for implementation at Högdalenverket. A drawback is that they are not yet commercially developed, they are only located at 6-7 at the TRL-scale. TRL stands for Technology Readiness Level and implies how developed the technology is. The scale ranges from one to nine where nine means that the technology is commercially developed. Today, there are no economic incentives for the biogenic part of the CO2 emissions. However, there are investigations ongoing to create a market and economic incentives for the bio-genic part, one of the suggestions is reversed auctions. It is important to investigate methods to reduce the technologies need of heat and electricity, e.g., by finding other ways to extract steam instead of using steam with high exergy. Reducing the need of energy is important in the view of cost reduction, but also to avoid potential transfer of emissions to fossil CO2 generating production. The losses of heat and electricity generation that occur when implementing a CC technology need to be replaced. This replacement could end up being production from fossil fuels if no other options are available. Another aspect that needs to be considered is the suitability of using amines to a greater extent since it could cause serious environmental and health issues.

The title of this study is Leather, skin, fur – a non-issue. A study of the endeavor in national support to municipal waste management to obtain toxic-free material cycles. The aim is to investigate the relation between municipal solid waste of leather, skin & fur on the one hand and a toxic-free circular economy on the other by studying perceptions among authorities and national agents giving support to municipal waste management and waste planning. The study focuses on the incineration of Chromium Tanned Leather Solid Waste (CTLSW). The research questions are: What are the perceptions of the relation between waste of leather, skin & fur and toxic-free material cycles within national support to municipal waste management & waste planning ? How does the above question relate to the management and planning of textile waste?   The main conclusions are that although no concern is expressed concerning toxic leakages from the incineration, the management of leather waste seems to be a non-issue at the Swedish Environmental Protection Agency and Waste Sweden. Further investigations would be needed to judge whether chromium (trivalent and hexavalent) from the waste incineration is polluting the environment and if the amount of hexavalent chromium could be reduced or contained by using another method of thermal treatment. Further there seems to be a discrepancy between waste management and waste planning where leather, skin & fur are collected as textile at the recycling stations whereas it is excluded from the definition of textile in waste planning. To enable the creation of toxic-free material cycles the knowledge of leather, skin & fur would need to be enhanced in society, for example by authorities cooperating in educating the public and by making room for these materials in academic studies in Sweden by incorporating the materials into Textile Science, Craft or by creating a new discipline including material innovations in the field of « syntetic leather ».

In Sweden, there are limits to how much leachable substances waste must contain in order to be deposited as hazardous waste. Fly ash from waste incineration often end up over the limit, mainly due to the chloride content. Fly ash is therefore often deposited abroad. The purpose of this study was to investigate the possibility to handle fly ash locally. To clarify how the law is applied, environmental reports and permit documents from ten waste sites with permission to deposit fly ash were studied. In addition, a literature study was made to review the state of knowledge regarding the treatments of fly ash. The treatment methods are numerous, but are at different levels of commerciality. Among the treatments available there are both physical, chemical, biological, electrical and thermal variants. Many of the treatments (except for carbonation and microbial bioleaching) results in chloride levels below the limits. Several are however unrealistically expensive or generate wastewater with high levels of chloride that would need further treatment. Three plants out of the ten holding permits to deposit fly ash, have exemptions from the limit for chlorides. It's however difficult to see a common reasoning for allowing exemptions. In several cases there are sensitive receiving waters downstream from the landfill. One reason to be dispensed despite this sensitivity, may be the guidance that EPA issued. It is not formulated any specific concerns relating to chlorides. One handles therefore often high levels of chloride in the leachate as a dilution problem, not a leaching problem.
I Sverige finns det gränsvärden för hur mycket utlakningsbara ämnen avfall får innehålla för att kunna deponeras som farligt avfall. Flygaska från avfallsförbränning hamnar ofta över gränsen för vad som får deponeras, främst p.g.a. kloridinnehållet, och askan deponeras därför bl.a. i Norge och Tyskland. Syftet med denna studie var att utreda möjligheten att hantera flygaska lokalt. För att klargöra hur lagstiftningen tillämpas har miljörapporter och tillståndsbeslut från tio avfallsanläggningar med tillstånd att deponera flygaska studerats. Dessutom har en litteraturstudie gjorts av kunskapsläget när det gäller behandling av flygaska för att motverka lakning av klorider. Behandlingsmetoderna är många, men har kommit olika långt i att anses som kommersiella. Bland behandlingarna finns både fysiska, kemiska, biologiska, elektriska och termiska varianter. Många av behandlingarna (med undantag för karbonatisering och mikrobiell bioutlakning) gör att gränsvärden för utlakning av klorider klaras. Många av behandlingarna är dock orealistiskt dyra eller genererar avloppsvatten med höga kloridhalter. Av de tio anläggningar som innehar tillstånd till att deponera flygaska, så har tre även dispens för gränsvärdet för klorider. Utifrån den information som finns i tillståndsbesluten är det mycket svårt att se ett mönster vad gäller bedömningen av de enskilda fallen. I flera fall finns känsliga recipienter nedströms deponin. En anledning till att dispens ges trots denna känslighet kan vara den vägledning som Naturvårdsverket gett ut. Där formuleras inte någon specifik problematik kring klorider, utan andra ämnen är i fokus. Man behandlar därför ofta höga kloridhalter i lakvatten som ett utspädningsproblem, istället för ett utlakningsproblem.

Studien gjordes som ett avslutande moment i den miljövetenskapliga utbildningen vid Malmö högskola. Ämnet valdes i samarbete med NSR i Helsingborg och syftade till att utreda restavfallets framtida innehåll av organiskt material i några nordvästskånska kommuner. Avfallet som inkommit till Filborna i Helsingborg kartlades med hjälp av en materialflödesanalys för att synliggöra materialflödena till och från samt inom anläggningen. Målet med studien var att undersöka om det även i fortsättningen kommer att vara bäst att behandla restavfallet biologiskt eller om det i större utsträckning kommer innehålla brännbart material och därmed kommer vara lämpligare att energiåtervinna restavfallet. På grund av det varierande antalet hushåll sin källsorterar organiskt material i de olika kommunerna var det en svårighet att göra en korrekt bedömning och resultaten grundades på antaganden om hur källsorteringsgraden kommer att förbättras framöver. Resultatet baseras på statistik från 2002-2006 och en prognos fram till och med år 2014 visar på att med dagens hastighet dröjer det ytterligare 19 år från 2014 innan restavfallet består enbart av brännbart material. Det sker hela tiden förbättringar på området i regionen vilket innebär att resultatet kan komma att variera mycket vilket också innebär att tidsprognosen kan komma att kortas ner med tiden.
The study was made as a final exam in Environmental Science at Malmö högskola. The subject was chosen in co operation with a few of the work force at NSR in Helsingborg and was aiming to investigate the future substance of organic waste in a northwest region in Skåne, Sweden. The waste which is taken care of at Filborna in Helsingborg was mapped out with a material flow analysis due to reveal the flows of materials to and from the construction. The aim with the study was to investigate whether the biological treatment still will be the most optimal solution in the future or if the solid waste will contain only flammable material and thereby the optimal solution will be energy recycling. Due to the varying amount of households which are sorting their organic wadte there were diffuculties to make correct estimates and thereby the results are founded on assumptions. The results are based on statistic material 2002-2006 and a forecast until 2014. They show that it will take another 19 years before the solid waste compound only flammable material. However recycling keeps improving and the forecast will shorten in time.

Samtidigt som världens energiproduktion till stor del baseras på förbränning av fossila bränslen behandlas enorma mängder avfall genom deponering. Ökad energiåtervinning av avfall kan bidra till att minska världens utsläpp av växthusgaser. Då avfall bör ses som en resurs är det dock viktigt med en effektiv energiåtervinning. Förbränning i fluidbäddspanna möjliggör god förbränning och hög verkningsgrad men kräver ett finfördelat avfall med lågt innehåll av inert (icke brännbart) material, så kallat RDF. Därför behöver avfallet beredas innan förbränning. En effektiv och välfungerande beredning av avfallsbränsle möjliggör resurseffektiv avfallshantering av utsorterade fraktioner samt effektiv förbränning genom hög bränslekvalitet. Mälarenergis panna 6 på kraftvärmeverket i Västerås är en avfallseldad CFB-panna med bränsleeffekt på omkring 170 MW, vilket motsvarar omkring 50 ton avfall per timme. På den tillhörande bränsleberedningen produceras avfallsbränsle, RDF, i tre beredningslinjer genom att avfallet krossas och olika typer av inert material avskiljs och bildar rejekt från anläggningen.  Magnetisk metall avskiljs med magnetavskiljare, icke-magnetisk metall avskiljs med virvelströmsavskiljare och en tungfraktion bestående av bland annat sten och glas avskiljs med vindsikt. Kvaliteten på avskiljningen är dock bristfällig vilket leder till högt innehåll av inert material i bränslet och högt innehåll av brännbart material i de avskilda fraktionerna. Dessa två problem orsakar kostnader och miljöpåverkan som skulle kunna minskas. Syftet med detta examensarbete var att undersöka vilka faktorer som påverkar avskiljningen av inert material från avfallsbränsle för förbränning i fluidbäddspanna samt ge förslag på åtgärder som kan leda till förbättrad avskiljning. Detta har undersökts genom en fältstudie på den aktuella bränsleberedningen. För att insamla kunskap om bränsleberedningsprocessen och problembilden genomfördes en kartläggning av avskiljningen. Utifrån detta identifierades faktorer som kan påverka avskiljningen. För att ytterligare undersöka vad som påverkar avskiljningsprocessen genomfördes ett antal provtagningar av avskiljningen. En anpassad metod för provtagning av kvaliteten på avskiljningen genom plockanalys togs fram. Sammanlagt genomfördes nio provtagningar under olika förutsättningar. En ny typ av vindsikt testades också för att undersöka hur en investering skulle kunna förbättra avskiljningen. Vindsikten testades utifrån två alternativ av placering. Utifrån resultatet av kartläggningen identifierades fem faktorer som tros påverka avskiljningen. Dessa faktorer är det inkommande avfallet och dess egenskaper, materialflödets storlek genom produktionslinjen, ojämnt materialflöde genom magnetavskiljaren, tillbakakastande turbulens i vindsikten och fastnande material på spjället i vindsikten. Resultatet från de genomförda provtagningarna av kvaliteten på avskiljningen bekräftar att det inkommande avfallet samt materialflödets storlek genom produktionslinjen tros ha stor påverkan på samtliga avskiljare. Då den nya typen av vindsikt testades för att placeras i beredningslinjen visades ingen utmärkande förbättring jämfört med de befintliga vindsiktarna. Då den testades som andra steget i en två-stegs vindsiktning visade däremot resultatet potential att uppnå förbättrad avskiljning. Resultatet visade att två-stegs vindsiktningen har potential att minska mängden tungfraktionsrejekt med cirka 30 – 50 %. Det inerta innehållet i utgående lättfraktion var dock 6 – 8 % vilket motsvarar en höjning av det inerta innehållet i den totala mängden RDF på cirka 0,5 procentenheter. Dock medför en två-stegs vindsiktning att mer material kan siktas ut i vindsiktarna i beredningslinjerna vilket därmed skulle kunna ge en minskning av den totala mängden inert material i RDF. Som slutsats dras att investeringen i ny vindsikt för att skapa en två-stegs vindsiktning skulle kunna ge förbättrad avskiljning. Den nya vindsikten kan med fördel efterföljas av ytterligare avskiljning eftersom mängden inert material i RDF är relativt koncentrerat där. Dock bör en vidare utredning om kostnader och besparingspotential genomföras innan investeringen kan föreslås som åtgärd. Två typer av enklare konstruktioner föreslås för att åtgärda tre av de faktorer som identifierats. En konstruktion för att jämna ut materialflödet innan magnetavskiljaren samt en konstruktion för att förändra luftflödet i vindsikten. Att minska materialflödet genom linjerna föreslås som en viktig åtgärd för att förbättra avskiljningen. Detta kan åstadkommas genom att fördela RDF-produktionen så jämnt som möjligt på produktionslinjerna samt att sprida ut produktionen jämnt över tid. Detta kräver en mer aktiv planering av produktionen samt minimering av stopptider. En viktig slutsats som har dragits är att det inkommande avfallet varierar kraftigt och har stor inverkan på avskiljningsprocessen. En åtgärd som föreslås för att ge förbättrad avskiljning är att en regelbunden kontroll och variation av processen bör införas. Detta föreslås ske genom uttag och kontroll av RDF och rejekt från beredningslinjerna tillsammans med en bedömning av det inkommande avfallet. Informationen bör sedan ligga till grund för ett beslut om hur processen ska styras för att säkerställa en stabil kvalitet på avskiljningen.
Energy recovery of waste got huge potential of decreasing the greenhouse gas emissions in the world. Combustion in fluidized bed boilers gives high resource efficiency but demands a comminuted fuel with low content of inert (non-combustible) materials, a so called refuse derived fuel (RDF).  A well-functioning separation process as part of the RDF-production allows efficient combustion as well as efficient treatment of the separated materials. The purpose of this degree project is to investigate what factors that influences on the separation of inert material from waste for combustion in a fluidized bed boiler and how the separation can be improved. This is investigated through a field study of a fuel-preparation plant in Sweden. The separation process has been examined visually and by experiments based on sampling and manual sorting of waste fractions. The results show five factors that are assumed to influence on the sorting. Three of them are suggested to be solved by simple constructions. One factor that shows to have a great impact is the input waste to the process which is varying to a large extent. A measure that is suggested to give improved separation is a recurrent check of the RDF quality and the reject quality. Combined with information about the input waste this should be basis for recurrent adjustments of the plant to achieve a more stable quality of the separation output. Another measure that is suggested is to decrease the size of the material flow through the production line. This is suggested since the size of the flow is assumed to have an important impact on the separation. The decrease can be achieved by more evenly distribute the production over time and over the production lines. This will though require a more active planning of the production and minimization of production stops. As part of the work a new wind sifter has also been tested.  The wind sifter show good potential of improving the separation if it would be installed to create a two-step wind sifting. However, since the investment of a new wind sifter implies a high investment, a study of the costs and saving potential is required before the investment can be suggested as a measure.

The thesis outlined in this report has been done as a sub-project in cooperation between the municipalities Borlänge in Sweden and Chisinau in Moldova. The project aimed to explore the region's economic and environmental opportunities for waste incineration with energy recovery, also known as Waste to Energy. At present, the solution to the waste situation is unmonitored landfills with smaller sorting operations. Environmentally, this is a poor solution and although there are plans for change, no specific strategy has been presented. Another important issue is Moldova's dependence on foreign produced energy. The country's energy system is dependent on imported natural gas, and only a small part of the country's electrical energy is produced domestically. What makes the waste to energy so interesting for this region is that it contributes to an improvement in both of these issues by using the waste as fuel to reduce energy dependency. The study has been done without specific waste composition data for the Chisinau region. With this in mind a dynamic model in several steps has been made, designed to obtain new results depending on what waste composition is specified. The results of this study show that implementation of a waste incineration plant in the Chisinau energy system is economically and environmentally feasible, given the current conditions. The proposed plant is designed to annually handle 400,000 tonnes of waste, and would with the assumed waste composition deliver 560 GWh of district heat and 260 GWh of electric energy. This production provides an annual profit of 31.6 M €, which gives a positive net present value after the project amortization. Compared with the city's current solution with landfills and gas turbines, the project also provides a significant environmental improvement. During the plant's design lifetime, greenhouse gas emissions are 53.9%, and only 6.8% with the assumption that only a portion of the carbon content of the waste is of fossil origin.