Zure wasser

Synoniemen, afkortingen en/of procesnamen

—  Zure wassing

Verwijderde componenten

—  NH3
—  Amines
—  Esters
—  Basisch reagerende componenten

Principeschema

Procesbeschrijving

Voor de algemene procesbeschrijving van de gaswasser wordt verwezen naar ‘gaswassing algemeen’. Een zure wasser werkt bij lage pH waardoor basische componenten worden afgevangen. Hierbij worden zouten gevormd. Op basis van densiteit en/of geleidbaarheid wordt een gedeelte van het waswater gespuid. De spui kan tot 15 % zouten bevatten en wordt ofwel na zuivering geloosd ofwel ingedampt voor hergebruik. De dosering van het zuur gebeurt d.m.v. een pH-regeling. De pH wordt in de meeste gevallen tussen pH 3 en 6 gestuurd.

Als zuur wordt meestal, uit economische redenen, zwavelzuur (H2SO4) gebruikt. Voor specifieke toepassingen, bijvoorbeeld voor het afvangen van NH3, wordt ook wel salpeterzuur (HNO3) gebruikt. Hierbij wordt ammoniumnitraat gevormd dat gebruikt kan worden als kunstmest.

Door hun basisch karakter kunnen ook amines en esters (geurcomponenten) worden afgevangen in een zure wasser.

Varianten  

Bij sterk zure afgassen met bijvoorbeeld hoge concentraties aan HCl zal de wasser zelf zuur worden. Hierbij moet de maximale zuurtegraad worden geregeld door middel van de spui of het toevoegen van base. Dit is het geval bij natte wassing bij verbrandingsinstallaties waar in een eerste trap een zure wassing staat om het gros van de HCl af te vangen.

Bij zeer grote afgasdebieten waaruit bijvoorbeeld NH3 moet worden verwijderd, worden bij voorkeur verschillende wassers in parrallel geplaatst in plaats van één zeer grote wasser. Indien lage eindconcentraties nodig zijn, is het soms nodig wassers in serie te plaatsen.

Voor de verschillende varianten (tegen-, mee- of kruisstroom, met of zonder inbouw) wordt verwezen naar ‘gaswassing algemeen’.

Werkingsgraad

NH3:    > 99 % [1]
Amines:                      > 99 % [1]
Esters:             > 80 % [1]
Ethyleenoxide: > 99 % [10]

Randvoorwaarden

—  Debiet:  50 – 500 000 Nm3/h
—  Temperatuur:   5 - 80 °C
—  Stof:   < 10 mg/m3
—  Ammoniak:    200 - 1000 (soms 20 000) mg/Nm3
—  Amines:    10 – 1 000 mg/Nm3
—  Esters:   > 100 mg/Nm3

Hulpstoffen

—  Water

—  Zuur: zwavelzuur, zoutzuur, salpeterzuur, e.a. … ; pH-sturing aangewezen.  

Milieu-aspecten

Afvalwater. In de meeste gevallen moet het spuiwater worden gereinigd. In bepaalde gevallen kan het worden ingedampt en opgewerkt voor recuperatie of herwinning van producten.

Zuur waswater wordt i.f.v. de pH gedeeltelijk gespuid. Het waswater wordt aangevuld met water. Het gespuide waswater moet worden behandeld vooraleer het wordt geloosd.

Energieverbruik

Het energieverbruik ligt tussen 0,2 - 1,0 kWh/1 000 Nm3/h.[1]

Kostprijs

  •  Investering
    — 
    2 000 – 30 000 EUR voor 1 000 Nm³/h (sterk afhankelijk van de toepassing en de uitvoering) [1]
  • Werkingskosten
    — 
    Personeelskosten:  ca. 5 000 EUR per jaar (inschatting 4 uren per week) [1]
    —  Hulp & reststoffen:  is afhankelijk van de ingaande concentraties en de gestelde restemissies.
    —  Kostprijs H2SO4 (96 %): ca. 120 EUR / ton

Gevalstudie compostering kippenmest [6]:

—  capaciteit van ca. 10 000 ton per jaar
—  afgasdebiet van 20 000 Nm3/h,
—  investeringskost voor een zure wasser (H2SO4) met ventilatiesysteem ca. 50 000 EUR.
—  NH3-concentratie ingaand van 150 – 250 ppm,
—  verbruik zwavelzuur (96 %) 250 ton of 130 liter per dag. Op jaarbasis betekent dit ca. 88 ton zwavelzuur wat neerkomt
      op 4,4 ton per jaar per 1 000 Nm3/h of 530 EUR per jaar per 1 000 Nm3/h.
—   Het gespuide waswater moet verder worden behandeld of afgevoerd.

Gevalstudie compostering [6]:

—  Debiet: 120 000 Nm³/h
—  T ingaand: 50 °C, uitgaand 30 °C
—  Verontreinigingen: NH3, stof,
—  Eentraps tegenstroom zure wassing
—  Investering: 325 000 EUR excl. ventilator
—  Spui: 2m³/h met hoge stof en CZV belasting
—  Elektriciteit: 20 kW
—  Warmtewisselaar: 40 kW

Kostprijzen ammoniakverwijdering stallen [8]:

—  Investering 1: 500 – 700 EUR per 1000 m³/h
—  Investering 2: 50 EUR per dierplaats per jaar
—  Investering 3: 16 EUR per vleesvarkenplaats en 12 EUR werkingskost (= 0,4 EUR/Nm³/h)

Voor- en nadelen

  • Voordelen
    — 
    Relatief compact;
    —  Zeer hoge verwijderingsrendementen;
    —  Kan modulair worden opgebouwd, meertraps systemen
  • Nadelen
    — 
    Zuurverbruik, pH-sturing aangewezen;
    —  Afvalwater, de hoeveelheid kan beperkt worden door de spui te sturen op geleidbaarheid of densiteit. Indien
          economisch haalbaar kunnen, in bepaalde gevallen, de gevormde zouten worden opgewerkt en hergebruikt.

Toepassingen

Wordt toegepast bij:

—  Mestverwerking (ammoniak)
—  Compostering (ammoniak)
—  Afvalverwerkingsinstallatie (ammoniak, amines)
—  Kunstmestproductie (ammoniak)
—  Farmaceutische industrie (esters)
—  Chemische industrie (esters)
—  Gieterijen (amines)
—  Visvoederproductie (amines)
—  Sterilisatie (ethyleenoxideverwijdering)

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 3679, Nassabscheider, Abgasreinigung durch absorption
  8. T Feyaerts, D. Huybrechts en R. Dijkmans., Beste Beschikbare Technieken voor mestverwerking editie 2, oktober 2002
  9. A. Derden, J. Schrijvers, M. Suijkerbuijk, A. Van de Meulebroecke1, P. Vercaemst en R. Dijkmans., Beste Beschikbare Technieken voor de slachthuissector, juni 2003
  10. P. Vercaemst, A. Vandebroek, M. Hoessels, H. Witters en R. Dijkmans., Beste Beschikbare Technieken voor ziekenhuizen en andere verzorgingsinstellingen, mei 2003
  11. L. Goovaerts, W. Luyckx, P. Vercaemst, G. De Meyer en Dijkmans, Beste Beschikbare Technieken voor stookinstallaties en stationaire motoren, 2002