Halfdroge kalksorptie

Synoniemen, afkortingen en/of procesnamen

—  Sproeidroogadsorptie
—  Semi droge kalksorptie
—  Halfnatte kalksorptie

Verwijderde componenten

—  SOx   
—  HCl
—  HF
—  (stof)

Principeschema

Procesbeschrijving

Bij halfdroge kalksorptie worden zure componenten als HCl, HF en vooral SO2 uit rookgassen verwijderd door deze in contact te brengen met een wasvloeistof waarin de reagentia zijn opgelost of gesuspendeerd. Hierbij ontstaat een droog reactieproduct, zodat er geen voorzieningen voor waswaterbehandeling behoeven te worden getroffen. De techniek van de semi-droge reiniging is afkomstig van het sproeidrogen.

Door de wasvloeistof zeer fijn in de rookgasstroom te versproeien, wordt een groot contactoppervlak verkregen tussen de gasvormige verontreiniging en de reagentia in de wasvloeistof. Door absorptie van de gasvormige verontreiniging in de druppels, gevolgd door een reactie tussen reagens en verontreiniging, ontstaat er in de druppel een verbinding als gevolg van chemosorptie. Door de hoge temperatuur van de rookgassen verdampt het water, waardoor de gevormde verbinding als vaste stof overblijft. Dergelijke reacties kunnen worden uitgevoerd met zure verontreinigingen als SO2, HCl en HF. Als reagentia kunnen Ca(OH)2, CaCO3 en varianten worden gebruikt. Door het grote contactoppervlak is een goed rendement mogelijk met een geringe overmaat aan chemicaliën.

De verontreiniging, die na reactie in vaste vorm in de rookgassen aanwezig is, kan vervolgens bijvoorbeeld door middel van een doekenfilter of een E-filter uit de rookgassen worden verwijderd. Bij deze reiniging kan tegelijk het stof in de rookgassen (vliegas) worden afgescheiden. Als gevolg van de verdamping van het waswater is de temperatuur van de rookgassen aanzienlijk gedaald, waardoor toepassing van doekenfilters als stofafscheiding mogelijk wordt.

Halfdroge reiniging wordt bedreven bij een stoichiometrische overmaat van 1,3 - 1,5, afhankelijk van de gewenste restemissie, waardoor het kalkverbruik en het aandeel van niet verbruikt additief in het afgevangen stof beperkt blijft t.o.v. droge reiniging.

Varianten 

/

Werkingsgraad

SOx:    85 – 90 %
HCl:    > 90 %
HF:      > 85 %

Randvoorwaarden

—  Debiet:      0 – 1 000 000 Nm3/h
—  SOx:           groot bereik
—  HCl:          groot bereik
—  HF:            groot bereik

Hulpstoffen

—  Sorbens in een hoeveelheid Ca/S maal 1,3 - 1,5
—  Als sorbens kan ongebluste kalk of kalksteen worden gebruikt afhankelijk van de toepassing

Milieu-aspecten

—  Reststof afgevangen in de stofafscheider
—  Restemissies

Energieverbruik

Het energieverbruik is ca. 1 kWh/1 000 Nm3 afhankelijk van het stofafscheidings-systeem. [5]

Kostprijs

  • Investering
    — 
    Voor de verwijdering van zure componenten bij een huisvuilverbrandingsinstallatie met een capaciteit van
          155 000 ton huisvuil per jaar en met een rookgasdebiet van ca. 100 000 Nm3/h is de investeringskost ca.
          5 000 000 EUR voor de semi droge kalk-sorptie gecombineerd met een doekenfilter. Het type ontstoffings-
          systeem is mede bepalend voor de kostprijs.
  • Werkingskosten
    — 
    Personeelskosten: ca. 20 000 EUR per jaar (1 dag per week)
    —  Hulp & reststoffen:  Kostprijs CaCO3: ca. 60 EUR/ton

Voor rookgassen van een huisvuilverbrandingsinstallatie met een capaciteit van ca. 150 000 ton per jaar en een debiet van ca.100 000 Nm3/h en met volgende gemiddelde gassamenstelling voor de zure componenten:

Zure component

Concentratie

(mg/Nm3)1

Grenswaarde

(mg/Nm3)2

SO2

70 – 300

50

HCl

500 – 1 000

10

HF

0,4 – 5

1

1: metingen uitgevoerd door VITO op een huisvuilverbrandingsinstallatie

2: daggemiddelden VLAREM II

Voor de verwijdering van de zure componenten bedraagt het verbruik aan kalk 133 kg/h of 3 192 kg/dag. Op jaarbasis betekent dit ca. 12 ton per 1 000 Nm3/h of 706 EUR per jaar per 1 000 Nm3/h. Hierbij moeten nog de kosten voor de afvoer van het afgevangen stof geteld worden.

Voor- en nadelen

  • Voordelen
    —
      Hogere afscheidingsgraad t.o.v. droge kalksorptie;
    —  Relatief eenvoudige installatie;
    —  Goedkoper dan natte gaswassing;
    —  Geen afvalwater
  • Nadelen
    — 
    Vocht kan hinderlijk zijn wanneer een doekenfilter wordt nageschakeld;
    —  Reststof met overmaat kalk

Toepassingen

Als rookgasreinigingstechniek bij verbrandingsprocessen bij:

—  Afvalverbrandingsinstallaties
—  Elektriciteitsproductie

Referenties

  1. Factsheets luchtemissie beperkende technieken, www.infomil.nl, Infomil
  2. Common waste water and waste gas treatment and management systems in the chemical sector. BREF document, European IPPC Bureau, http://eippcb.jrc.es
  3. Elslander H., De Fré R., Geuzens P., Wevers M. (1993). Vergelijkende evaluatie van mogelijke gasreinigingssystemen voor huisvuilverbranding. In: Energie & Milieu, 9
  4. Vanderreydt I. (2001). Inventarisatie van de afvalverbrandingssector in Vlaanderen.. Vito, 2001/MIM/R/030
  5. Werkboek milieumaatregelen: “Metaal- en elektrotechnische industrie” (1998). VNG uitgeverij
  6. Leveranciersinfo
  7. VDI 3928, Abgasreinigung durch Chemisorption
  8. L. Goovaerts, W. Luyckx, P. Vercaemst, G. De Meyer en Dijkmans, Beste Beschikbare Technieken voor stookinstallaties en stationaire motoren, 2002