Svaveldosering i fastbränslepanna

Abstract

At the SCA papermill in Obbola byproducts from the pulp- and paper production are incinerated together with purchased wood fuels to produce steam in Ångcentral 2 (Steam centre 2). As the boiler was built for other types of fuel there are currently problems with both emissions and corrosion. Earlier studies, on other boilers, indicate that dosing sulphur could help solve some of these issues.

This thesis aims to investigate the effects on emission and, as far as possible, also corrosion and efficiency of the boiler, of dosing granulated sulphur to the solid fuel in Ångcentral 2. The thesis consists of a literature study, tests with sulphur dosing at three different concentrations as well as tests with reduced oxygen flow to the combustion.

The results shows that variations in production and fuel have a large effect on which changes can be noted, the large standard deviation in the measured values also makes the changes less distinct. To summarize, some reduction in carbon monoxide emissions (CO) can be noted. The emissions of nitrous oxides (NOx) are not reduced by the sulphur dosing but rather increase slightly and the tests with reduced oxygen flow resulted in too unstable production too be a realistic alternative, the oxygen reduction also resulted in large increases in the CO emissions. The emissions of hydrogen chloride (HCl) seem to increase which could indicate a decrease in corrosion caused by chloralkaline compounds. The emissions of sulphur dioxide noticeably increase, especially at higher sulphur concentrations, which was expected but which could result in increased low temperature corrosion. The efficiency looks to be increasing slightly at high dosing concentrations but with very high standard deviation for these measurements it is difficult to evaluate the actual effects.

The conclusion drawn from the tests at Ångcentral 2 is that the desired effect on the Nox emissions is missing and that the effect on corrosion in the boiler is difficult to evaluate. Depending on how the increase in NOx is delt with, production using sulphur dosing might be more expensive, due to these reasons sulphur dosing was determined to not be a good match for this boiler.

Popular Abstract (Swedish)

Svavel för förbättrad förbränning av rester från skogsindustrin.

Att elda restprodukter från pappersproduktionen för att tillverka ånga är vanligt inom skogsindustrin men kommer med sina unika utmaningar när det gäller utsläpp och korrosion. Genom att tillsätta fast svavel till bränslet kan man få en bättre sammansättning av ämnen i rökgaserna och kanske kan man även uppnå en mer effektiv förbränning.

På SCA Obbola utanför Umeå förbränns en blandning av olika restprodukter för att tillverka ånga, bark, flis, slam från vattenrening och plast från återvinning av wellpapp. Ugnarna som allt bränns i byggdes för att främst bränna bark i, vilket har lett till oönskade utsläpp som både är dåliga för miljön, och medför en extra kostnad för företaget. Förbränningen orsakar också mycket korrosion på ångpannan dit röken leds för att energin ska kunna användas till ångproduktion.

Syftet med examensarbetet har varit att utvärdera effekten av att dosera fast svavel till bränslet på väg in till ugnarna.

Resultaten visade att kolmonoxidutsläppen från pannan minskade och att förbränningen kan ha blivit något mer effektiv. Men då flera andra utsläpp från pannan samtidigt ökade hade de besparingar doseringen kunnat leda till motverkats av ökade kostnader för att minska dessa utsläpp. Därför blir svaveldoseringen troligen inte en lönsam investering för denna panna. Då de utsläpp som ökar kommer ha större miljöpåverkan än den minskade kolmonoxiden blir det inte heller en miljövänlig åtgärd. När det gäller korrosion på pannan finns tecken på att en viss sorts väldigt korrosiva, klibbiga beläggningar minskar, men å andra sidan ökar troligen korrosion från syra då utsläppen innehåller större mängder av ämnen som kan kondensera som syra på pannans väggar. Eftersom man inte vet vilken av dessa typer av korrosion som påverkar pannan mest idag går det inte att säga om situationen hade blivit bättre eller sämre efter svaveltillsättningar. En överraskande insikt var att askan i pannan var lättare att tömma ur under testperioderna, något som inte noterats i tidigare studier.

Slutsatsen är att även om metoden att dosera svavel är välbeprövad passade den troligen inte för de förutsättningar som finns i förbränningspannan i Obbola. Bland annat då deras främsta problem på denna anläggning inte är kolmonoxidutsläpp, och för att samtidigt som vissa typer av korrosion minskar så ökar andra.

I testerna har svavel doserats i tre olika koncentrationer, tester när man minskat luftflöden till förbränningen har också genomförts för medelkoncentrationen för att se effekten vid en minskad syretillgång. Försöken med minskat syre gav en produktion som var väldigt svår att kontrollera och därför inte hade varit möjlig att köra under längre perioder, därför blev resultaten för de testerna inte intressanta. Generellt sett syns många variationer i produktionen även under vanlig produktion, därför blir inte alla resultat så tydliga, även när man försöker köra pannan stabilt. Till exempel är det inte möjligt att exakt se vad bränslet innehåller vid en viss tidpunkt.

• author: Gunnarsson, Alice
• supervisor: Ola Wallberg
• organization: Chemical Engineering (M.Sc.Eng.)
• course: KETM05 20261
• year: 2026
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: kemiteknik, förbränning, biobränsle, bioenergi, svavel, massabruk, korrosion
• language: Swedish
• id: 9236883
• date added to LUP: 2026-06-17 15:36:47
• date last changed: 2026-06-17 15:36:47