Beschrijving maatregel
Proces/deelproces:
Thermisch reinigen
Beschrijving
Thermisch reinigen met pyrolyse of naverbrander gebeurt bij ~450°C. Bij deze temperaturen is de oxidatie nooit volledig. Om die reden is een naverbranding nodig. Hierbij wordt het afgas verwarmd tot 800 tot 850°C; indien in het afgas het zuurstofgehalte onvoldoende is (b.v. bij sommige toepassing van pyrolyse), wordt vooraf ook secundaire lucht bijgemengd. Bij deze temperaturen worden de VOS in het afgas vergaand omgezet tot CO2 en waterdamp.
Het type thermische naverbrander hangt sterk af van de schaalgrootte van de thermische reinigingsinstallatie. Hoe grootschaliger de installatie en hoe frequenter de installatie gebruikt wordt, hoe meer het energiebeheer van belang is bij de keuze van het type naverbrander.
Katalytische naverbranders en regeneratieve naverbranders (waarbij de warmte herwonnen wordt door de hete afgassen door een pakket keramisch materiaal te leiden), worden zelden toegepast. Deze zouden immers snel verstoppen door het hoge stofgehalte[1].
De naverbrander is bij kleinschalige installaties altijd en ook bij grootschalige installaties meestal alleen een kamer waarin het afgas met b.v. een aardgasvlam tot 800 - 850 °C verhit wordt. Er is geen apparatuur voor energieterugwinning voorzien (Seghers Keppel; Schwing Fluid Technik, Arena). Nuttig gebruik van de warmte voor b.v. ruimteverwarming of aansluiting op een droogproces is mogelijk.
Uitzonderlijk worden recuperatieve naverbranding of hergebruik van de ontstofte gassen als fluidisatielucht toegepast.
|
|
|
Principeschema van een kleinschalige wervelbedoven met nageschakelde naverbrander.
Bij grootschalige installaties gebeurt de naverbranding traditioneel vlak boven het wervelbed; deze vorm van naverbranding is onvoldoende gecontroleerd. Bij nieuwere grootschalige installaties wordt een afzonderlijke naverbrander nageschakeld. Eventueel is ook een technische aanpassing aan de installatie mogelijk waarbij de bestaande naverbrandingszone boven het wervelbed voorzien wordt van een energietoevoer en een temperatuurscontrole, zodat deze fungeert als een naverbrander.
Bij sommige nageschakelde naverbranders is de menging van na te verbranden gassen en lucht onvoldoende (Mitraco, 2006). Een dergelijke situatie moet door een goed ontwerp uiteraard vermeden worden en kan bij installaties waar het zich voordoet door technische aanpassingen weggewerkt worden.
Aard:
End-of-pipe
Toepasbaarheid
Is standaard beschikbaar op alle recent gebouwde installaties.
Bij bestaande kleinschalige wervelbedinstallaties ontbreekt in sommige gevallen het naverbrandertje. Het toevoegen van een naverbrandertje is niet altijd gemakkelijk; er zijn in deze schaalgrootte geen kant- en klare oplossingen beschikbaar.
Bij oudere grootschalige wervelbedinstallaties bestaat de naverbrander in veel gevallen uit een minder efficiënte vorm van naverbranding nl. verbranding vlak boven het wervelbed. Indien plaatsgebrek geen knelpunt is, kan doorgaans een naverbrander nageschakeld worden.
Milieu-aspecten
Door het gebruik van de naverbrander wordt de emissie van onverbrande of halfverbrande VOS vergaand vermeden. Onverbrande VOS of halfverbrande VOS omvatten doorgaans erg schadelijke types VOS, zoals o.a. aromaten of aldehydes. Door de naverbranding wordt een emissie van enkele tientallen g/h (kleinschalige installaties) tot grootteorde 1000 g/h (grootschalige installatie) van deze stoffen vermeden.
Anderzijds is er wel een bijkomend energieverbruik. Voor een kleinschalige installatie voor hulpstukken voor o.a. een labo, een lakkerij, een kunststofverwerkend bedrijf, etc. gaat het om een thermisch vermogen van grootteorde 1 – 10 kW ; bij een grootschalige installatie om grootteorde enkele 100 kW.
Financiële aspecten
Bij nieuwe installaties en bij pyrolyse-ovens is de naverbrander een vast onderdeel van de installatie.
De hogere werkingskost is vooral een hogere energiekost. Deze is zeer moeilijk te bepalen, omdat ze volledig afhankelijk is van de organische belading van de te reinigen stukken (bepaalt of en hoeveel gas moet bijgestookt worden) en de frequentie waarmee stukken gereinigd worden (bepaalt het energieverbruik voor opwarming of voor in stand-by houden van de naverbrander) en de mogelijkheid om het gereinigd afgas op ~800 °C nuttig te gebruiken in een andere toepassing.
Een nageschakelde naverbrander voor een grootschalige wervelbedreinigingsinstallatie (~10000 m³/h) kost:
-
~150 000 EUR voor een naverbrander zonder warmtewisselaar (meest voorkomende situatie);
-
~350 000 EUR voor een recuperatieve naverbrander (thermisch rendement ~65%) met voorgeschakelde cycloon of hoge temperatuursfilter.
Voor een nadere beschrijving en meer cijfermateriaal over naverbranding wordt verwezen naar de BBT-studie Metaalbewerking, Bijlage Alg.7.
Opmerkingen
-
Referenties
Technische en commerciële informatie over de Mini-Clean en Fluid Clean reeks van Seghers Keppel, over de Hydrolotherm reeks van Schwing Fluid Technik, over de Diablo reeks van Arena.
Mitraco, 2006, Seghers Keppel, 2006, Thermoclean, 2006: persoonlijke communicatie.
[1] Kan wel, mits gebruik van keramische filters of metaalvezelfilters, die het hete gas kunnen ontstoffen vooraleer het naar de naverbrander wordt gestuurd. In de praktijk worden voor deze toepassingen alleen keramische filters aangeboden, doch deze zijn breekbaar en bijgevolg eigenlijk onvoldoende betrouwbaar als beschermfilter van een toch wel erg duur katalysatorbed of regeneratorbed. Er zijn geen toepassingen van metaalvezelfilters gekend voor deze markt.