Fluidisert sjikt-forbrenning

Fluidisert sjikt-forbrenning (FSF) (omtales også som FBC, etter det engelske navnet; Fluidized bed combustion) er en forbrenningsteknologi benyttet for mellomstore og store forbrenningsanlegg (20 MW og oppover) for enten kull, biobrensel eller avfall.

Virkemåte

Brennkammeret til FSF er formet som et vertikalt rør hvor det i bunn er en seng med blanding av inert materiale, som ofte består av sand. Luft blåses opp gjennom spesielle hull på bunnen av brennkammeret, og avfallet blir matet inn fra siden og brennes. Dette gjør at man får en boblende eller sirkulerende blanding av sand, brensel og aske, avhengig av om anlegget er av såkalt boblende fluidisert sjikt (BFS) eller sirkulerende fluidisert sjikt (SFS). Innholdet av inert material er mellom 90 og 98 prosent av blandingen mellom brensel og avfall.

I en BFS- ovn er hele sjiktet med smeltet sand og aske i bunnen av brennkammeret og aske tas ut fra røykgassen eller i bunn av kammeret. I en ovn basert på SFS er blandingen mer uniformt fordelt og sirkulerer kontinuerlig. Sandpartiklene følger med røykgassen og blir separert i en syklon, før de igjen blir reinjisert i brennkammeret. Kontinuerlig påfylling av inert materiale er i begge tilfeller nødvendig, da mye tas ut gjennom aska.

Fordeler

Den høye andelen med inert materiale representerer en termisk masse som sørger for stabil temperatur. Den sørger også for god blanding og varmeoverføring med brenselet, som fører til god forbrenning med lavt luftoverskudd. For å hindre at partiklene sintrer, holdes forbrenningstemperaturen i det fluidiserte sjiktet normalt ikke høyere enn 650 °C, mens temperaturen høyere opp i brennkammeret er mellom 850 – 950 °C. Lavt luftoverskudd og forholdsvis lav forbrenningstemperatur fører til generelt lave utslipp av NOx.

Avfall som brensel

Bruk av avfall som brensel i en FSF- ovn er riktignok en god del mer komplisert enn bruk av biomasse. Avfallet må forbehandles til såkalt foredlet avfallsbrensel (FAB) og rives opp i mindre biter. Et minimum av ubrennbare materialer kan tilføres i prosessen slik at metall, glass etc. må fjernes mekanisk. Hvis ikke kan dette smelte og tette luftinnførselskanalene i bunn av brennkammeret. En hammermølle knuser/river avfallet i mindre biter. Partikkeldiameteren for FSF-brensel bør være mindre enn 150 mm. Forbehandlingen gjør at brennverdien og brennegenskapene til brenselet stiger, men er et veldig fordyrende ledd i prosessen. Riktignok vil lavere utslipp føre til enklere og billigere metoder for rensing av røykgassen.

Forbrenning av avfall har siden 1960 blitt utført i ovner med FSF-teknologi.

Litteratur

van Loo, S., & Koppejan, J. (2008). The Handbook of Biomass Combustion and Co-firing. Earthscan.