Rökgaser

Rökgaser är det flöde av gaser, partiklar och vätskedroppar som bildas vid förbränning. Den består av förbränningsprodukter så som koldioxid, vattenånga, kolmonoxid, kväveoxider, partiklar, syror och andra ämnen med hög kokpunkt, blandade med luft.

Rökgasen innehåller ofta en stor mängd restprodukter som kan skada omgivningen. Därför finns det krav på rökgasrening. Genom rökgasrening kan stoft och farliga partiklar avlägsnas. Det finns flera olika metoder för stoftavskiljning, exempelvis dynamiska avskiljare, elektrostatiska stoftavskiljare, och spärravskiljare. Dessa baserar sig på olika fysikaliska principer.

Även om inte rökgasernas innehåll av vattenånga är skadligt för omgivningen så kan det vara skadligt för anläggningen. Detta eftersom det kan orsaka korrosion.
 

Dynamiska stoftavskiljare

Dynamiska avskiljare använder tröghetskrafter för att avlägsna stoftpartiklar från rökgasströmmen. Den vanligaste dynamiska avskiljaren är cyklonen. I cyklonen sätts gasströmmen i roterande rörelse, vilket genom centrifugalkraften slungar ut stoftpartiklarna mot mantelytan. Simultant med detta drivs stoftet mot uttaget med hjälp av sekundärvindar. 

Cyklonens avskiljningsförmåga kan förbättras genom minskning av diametern. Detta medför emellertid ökat slitage och tryckförluster. För att uppnå hög avskiljningsgrad delar man därför som regel upp gasflödet på flera mindre cykloner. Cyklonen har en relativt låg avskiljningsgrad på partiklar under cirka 3 µm. Avskiljningsgraden ökar med stigande stoftkoncentration och inloppshastighet.
 

Elektrostatiska stoftavskiljare

Elektrostatiska stoftavskiljare separerar stoft som laddas elektriskt. Den gas som skall renas förs in till en kammare med vertikala plåtridåer. Dessa ridåer delar upp kammaren i ett antal gaspassager. I varje passage finns en ram med ett antal inspända trådar, vilka tillsammans bildar ett ramverk. Detta ramverk är fäst i bärisolatorer och är elektriskt isolerade från övriga delar som är jordade.

Genom att ansluta en högspänningslikriktare mellan ramverken och jord bildas ett starkt elektriskt fält mellan trådarna i ramverket och plåtridåerna. De negativa jonerna som bildas fastnar på stoftpartiklarna i gasen, vilka därigenom rör sig mot de positiva plåtridåerna. Med denna metod kan man även avlägsna mycket små partiklar ur rökgasen.  

Totalavskiljningsgrader på cirka 99,5 % och stoftutsläpp på mindre än 35 µg/nm³ kan uppnås idag.

Spärrfilter

I spärrfilter avskiljs stoftet genom att utnyttja silningseffekten i filtermaterial. Filtermaterialet installeras antingen i form av plana filterytor eller i form av slangar. Vanligast är att filtermaterialet installeras i form av slangar. Denna metod kan även avskilja små partiklar. 

Det finns flera parametrar som påverkar ett tygfilters praktiska användning. Av betydelse är materialets resistens mot kemiska angrepp och mekaniska påfrestningar och dess temperaturkänslighet. Av betydelse är även materialets förmåga att ge ifrån sig ansamlat stoft vid rening. De material som idag vanligen används som spärrfilter är glasfiber, teflon, aramid och dralon. Med denna metod kan man även avlägsna mycket små partiklar ur rökgasen och stoftutsläpp på mindre än 30 µg/nm³ kan uppnås idag.
 

Korrosion orsakad av komponenter i rökgasen

Den vattenånga som erhålls genom förbränningen och som härstammar från bränslet följer med i rökgaserna. Vid en viss temperatur, vattendaggpunkten, kondenseras vattenångan ur förbränningsgaserna. Detta sker vanligtvis mellan temperaturen 28 °C och 63 °C. Vid förbränning av svavelfria bränslen kan man ofta undvika kondensering genom att hålla ytor över daggpunkten.

I förbränningsgaser innehållande svavel finns det risk för att det bildas svavelsyreånga. Svavelsyreånga bildas vid temperaturer mellan 200 °C och 560 °C. Den temperatur då svavelsyreångan kondenseras till svavelsyra kallas syradaggpunkten och ligger vanligtvis mellan 70 °C och 170 °C, vilket är betydligt högre än daggpunkten. Kondensation av svavelsyreånga är den främsta orsaken till korrosionsangrepp på de ytor som berörs av kalla rökgaser. Korrosionsangreppen är som mest intensiva vid temperatur 20 °C till 50 °C under syradaggpunkten. Vid ytterligare sänkning av temperaturen kondenserar även vattenångan. Det bildas då en större mängd svagt koncentrerad svavelsyralösning, samt SO2- och CO2-gaser vilka även de verkar som korrosiva syror. Detta är anledningen till att det finns två stycken korrosionsmaximum vid lågatemperaturskorrosion. 

Med undantag för ett antal trädbränslen innehåller alla fasta bränslen mer eller mindre mängder svavel. Även eldningsoljor innehåller en viss mängd. Om svavelhalten understiger 1 % minskar problemen med korrosion avsevärt. Korrosionsrisken kan också minska genom att MgO, MgCO3 eller dolomit tillsätts. Generellt gäller dock att man försöker undvika risken för korrosion genom att hålla ytorna vid temperaturer över daggpunkten. Denna typ av korrosion visar sig vanligtvis som en likformig utbredd materialförtunning eller fördjupning. Det händer dock att korrosionen skapar hål, men då beror detta som regel på materialfel.