Natte kalkwassing

Synoniemen, afkortingen en/of procesnamen

—  Kalksteen-gips proces
—  IFO (in-situ forced oxydation proces)

Verwijderde componenten

—  SO2
—  HCl
—  HF

Principeschema

Procesbeschrijving

Het natte kalksorptie proces combineert de voordelen van gaswassers en (semi) droge kalksorptie. Deze rookgasreinigingstechniek wordt vooral toegepast voor de ontzwaveling van rookgassen terwijl ook de andere zuurvormende componenten worden gebonden.

Bij natte kalksorptie wordt een slurry van kalksteen (CaCO3) in een sproeikolom verneveld. In aanwezigheid van SO2 wordt er gips (CaSO4.2H2O) gevormd.

In zijn oorspronkelijke uitvoering bestond het proces uit twee absorbers en een oxidatie-eenheid. In de absorber wordt SO2 aan kalksteen geabsorbeerd, waarbij calciumsulfiet ontstaat. In het onder de absorber gelegen oxidatievat wordt dit bij een relatief lage pH (5,5 - 6) omgezet tot een dihydraatgips, CaSO4.2H2O. Het gips wordt vervolgens ontwaterd.

 Dit oorspronkelijke concept is geëvolueerd naar een 1-reactor procesvoering, het zogenaamde in-situ forced oxydation proces (IFO) waarbij lucht in de reactietank wordt geïnjecteerd die het ontstane sulfiet omvormd tot sulfaat . Hierdoor zijn aanzienlijke kostenbesparingen mogelijk.

Varianten  

In plaats van kalksteen kan ook Ca(OH)2 worden aangewend. Het restproduct is hierbij hetzelfde.

Werkingsgraad

SOx:    90 – 97 %

Randvoorwaarden

—  Debiet:                50 – 500 000 Nm3/h
—  Temperatuur:    5 - 80 °C
—  SOx:                    groot bereik
—  HCl:                    groot bereik
—  HF:                      groot bereik

Hulpstoffen

—  Kalk, kalksteen
—  water

Milieu-aspecten

Afvalwater dat moet behandeld of geloosd worden na ontwatering. Gips moet worden afgezet of gestort. De afzetting van het gips kan slechts wanneer wordt voldaan aan bepaalde kwaliteitscriteria opgesteld door de gipsindustrie.

De afvoerkosten van het ontwaterd slib is afhankelijk van de aard van de reststof.

Energieverbruik

Geen gegevens

Kostprijs

  • Investering
    De investeringskost voor een IFO-installatie met kalksteen bij een elektriciteitscentrale met capaciteit tussen 100 en 1000 MW bedraagt 540 – 200 EUR/kW [7].
  • Werkingskosten
    — 
    Personeelskosten:  ca. 20 000 EUR per jaar (1 dag per week)
    —  Hulp & reststoffen: het ontstane afvalwater moet worden gezuiverd vooraleer het wordt geloosd. Het ontstane
          gips e.a. moet worden ontwaterd en afgevoerd. De transportkosten zijn afhankelijk van de aard van de reststof:

                                                   *  Inert: ca. 75 EUR/ton
                                                   *  Chemisch: 150 – 250 EUR/ton
                                                   *  Kostprijs CaCO3: ca. 60 EUR/ton

Voor rookgassen van een huisvuilverbrandingsinstallatie met een debiet van ca.100 000 Nm3/h en met een 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

Dit is een verbruik van kalk aan 133 kg/h of 3 192 kg/dag. Op jaarbasis betekent dit ca. 12 ton per jaar per 1 000 Nm3/h of  706 EUR per jaar per 1 000 Nm3/h.

Voor- en nadelen

  • Voordelen

—  Het gebruikte sorbens, kalksteen, is goedkoop;
—  In vergelijking met de halfdroge systemen is er geen noodzaak een stoffilter achter de reactor te plaatsen;
—  Het sorbens wordt in een stochiometrische verhouding van 1 gebruikt;
—  Hoge rendementen zijn mogelijk;
—  Veel ervaring;
—  Betrouwbaar;
—  Zowel SO2 als SO3 worden verwijderd;
—  Herbruikbaar produkt;
—  Kan gebruikt worden bij relatief hoge temperaturen (50 - 80°C)

  • Nadelen

—  Voor een goede kwaliteit gips moeten storende componenten (vliegas, verontreinigingen) in een voorliggende stap
      verwijderd worden;
—  Afvalwater dat dient te worden behandeld;
—  Hoog waterverbruik (8 - 20 l/Nm3).

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. Srivastava R. K., Jozewicz (2000). Controlling SO2 elissions: An analysis of technologies. EPA/600/SR-00/093
  8. VDI 3679, Nassabscheider, Abgasreinigung durch Absorption
  9. VDI 3927, Abgasreinigung, Abscheidung von Schwefeloxiden, Stickstoffoxiden und Halogeniden aus Abgasen (Rauchgasen) von Verbrennungsprozessen