De rookgaszuivering in 4 stappen


In de ovenruimte worden - naast bodemas - ook rookgassen gevormd. Deze rookgassen worden eerst grondig gezuiverd vooraleer deze de schouw verlaten. De totale rookgaszuivering verloopt in 4 processtappen.

1. De elektrofilter (elektrische reiniging van rookgassen)

Tijdens het volledige verbrandingsproces wordt lucht ingeblazen en omwentelt het vuil verschillende malen. Hierdoor vliegen fijne stofdeeltjes met de rookgassen mee. Men noemt dit vliegas. Dit vliegas bestaat uit zeer kleine stofdeeltjes waarop zich heel wat zware metalen vastzetten. Daarom moeten deze stofdeeltjes uit de rookgassen worden gehaald en mogen ze niet in de omgeving terechtkomen. De eerste stap  van de rookgaszuivering gebeurt in de elektrofilter (eerste ontstoffing van de gassen). Daar worden de vaste stofdeeltjes onder invloed van een elektrisch veld uit de rookgassen gehaald. De elektrofilters zijn de grote blinkende filterboxen die je kan zien aan beide kanten van de schouwen. De elektrofilter is binnenin opgebouwd met verschillende metalen platen waartussen elektrische draadleidingen zijn gespannen. Tussen de plaat en draadleiding is een spanningsverschil van 70.000 Volt gelijkspanning gecreëerd. De stofdeeltjes die vlak bij een draadleiding passeren krijgen door ionisatie een negatieve lading en worden bijgevolg aangetrokken door de plaat die als positieve pool werkt. Eens het stofdeeltje contact maakt met de plaat verliest het zijn elektrostatische lading maar blijft wel aan de plaat kleven. Door regelmatig met een hamersysteem de platen aan het trillen te brengen, laten de stofdeeltjes los en vallen ze in de trechter onderaan de elektrofilter. Daar worden ze in een afgesloten vliegascontainer verzameld. De vliegas wordt afgevoerd naar een speciale verwerkingseenheid. Bij het verwerkingsproces worden alle verontreinigingen uit de vliegas gehaald en gaat de bewerkte as als een vaste ‘verpakte’ vorm naar een stortplaats waar het veilig wordt opgeslagen. Deze extra maatregelen zorgen ervoor dat er geen schadelijke stoffen in de bodem terechtkomen.

Opbouw van beide elektrofilterunits tijdens renovatiewerken 2019

Opbouw van beide elektrofilterunits tijdens renovatiewerken 2019

2. De reactor (chemische reiniging van rookgassen)

Vervolgens komen de rookgassen, gekoeld en ontstoft, in stap 2 van het zuiveringsproces: de halfnatte reactor. De reactor kan je herkennen aan de grijze cilindervormige silo (30 m hoog en diameter van 9 m) die aan weerszijden van de mouwenfilter staat opgesteld. In de halfnatte reactor worden de rookgassen gelijkmatig verspreid en wordt er kalkmelk verneveld.

Deze kalkmelk wordt in een kalkmelkinstallatie aangemaakt met kalkpoeder die met water wordt vermengd tot de nodige concentratie van ongeveer 3% kalkpoeder en 97% water. De kalkmelk zorgt ervoor dat de zuren uit de gassen worden gehaald. In de halfnatte reactor zal het water van deze kalkmelk volledig verdampen tijdens het neerdalen in de silo en komt de kalk onder de vorm van fijne stofdeeltjes (calciumhydroxide) vrij.

Deze stofdeeltjes zullen dan reageren met de zure stoffen in de rookgassen (voornamelijk zwavel en chloorverbindingen). Er is met andere woorden een chemische reactie tussen de zuren + de base (of kalkmelk) die reageren tot zouten. Gemiddeld wordt 500 liter kalkmelk per uur en per lijn in de reactor verneveld.

Het vernevelen van de kalkmelk in de reactor gebeurt door een atomiser. De atomiser bestaat uit een roterende schijf aan die aan 10.000 toeren per minuut ronddraait. Door dit hoog toerental wordt de kalkmelk verneveld tot zeer kleine druppeltjes (er ontstaat een soort van mist) en gelijkmatig verdeeld over de totale rookgasstroom.

 

3. De mouwenfilter (het nog aanwezige stof wordt uit gassen gevangen)

Zuiveringsstap 3 begint net vóór de mouwenfilter. Hier wordt bijkomend een bepaalde hoeveelheid actief kool en natriumbicarbonaat in poedervorm ingeblazen. Het actief kool wordt in bulk aangeleverd met een vrachtwagen met silo-oplegger. Bij het lossen wordt het actief koolpoeder in de voorraadsilo geblazen. Deze voorraadsilo heeft een inhoud van om en bij de 25 m³. Het actief kool heeft een heel groot adsorptievermogen en vangt, naast de dioxines die zich tijdens het afkoelen van de rookgassen hebben gevormd, ook de furanen, onverbrande koolwaterstoffen, kwikdampen en eventueel andere nog aanwezige zware metalen in de rookgassen. De dosering van de gewenste hoeveelheid gebeurt door een continu weging van de hoppers (kleine doseer-silo’s). Het transport en de verstuiving in de rookgassen gebeurt door middel van perslucht. Ten behoeve van de bedrijfszekerheid is het actief koolsysteem ontdubbeld. Normaal werken beide lijnen op 50%. Bij een storing neemt één hopper de volledige dosering over. De actieve werkingsoppervlakte van één soeplepel actief kool is ongeveer gelijk aan de oppervlakte van een volledig voetbalveld. Gemiddeld wordt zo’n 7 kg actief kool per uur per ovenlijn in de rookgassen verstoven.

Natriumbicarbonaat of simpelweg maagzout wordt ook aangeleverd met silo-vrachtwagens en wordt in de voorraadsilo van de Bicarinstallatie geblazen. Deze voorraadsilo heeft een inhoud van om en bij de 100 m³. De inspuiting van natriumbicarbonaat in de rookgassen zorgt ervoor dat de laatste zuren in de rookgassen worden geneutraliseerd. Het gebruik van deze stof heeft heel wat voordelen, zoals een goede stuurbaarheid van het proces (Bicar reageert zeer vlug op emissieschommelingen); de hoeveelheid residu is laag; het product is ongevaarlijk. Vooraleer het in de rookgaskanalen wordt ingeblazen worden de grove korrels uit de silo gemalen in brekers of maalmolens tot heel fijn poeder. Ook deze installatie is ontdubbeld. De verdeling van Bicar gebeurt door middel van een meetapparaat verbonden aan een continu weegapparaat en een injectieventilator. Het transport van de Bicar naar het injectiepunt tussen de sproeireactor en de mouwenfilter gebeurt door middel van een blaasventilator. Gemiddeld wordt zo’n 40 kg per uur natriumbicarbonaat per ovenlijn in de rookgassen verstoven.

De schadelijke stoffen, die oorspronkelijk in een gasvormige toestand in de rookgassen aanwezig waren, worden bijgevolg naar stofdeeltjes gebracht. Deze stofdeeltjes van kalk, de gevormde reactiezouten, de actieve kool en het nog aanwezige stof kunnen vervolgens door de mouwenfilter uit de rookgassen worden verwijderd. De mouwenfilter bestaat uit 8 kamers met elk 110 filtermouwen met een diameter van 15 cm en een lengte van 5,5 meter en zijn bestand tegen een temperatuur van boven de 250°C. Het totale filterend oppervlak per lijn komt daarmee op 2.200 m². De met stof beladen rookgassen worden door het fijne weefsel van de filtermouwen geleid, waarbij de gassen door de weefselstructuur kunnen ontsnappen en de stofdeeltjes op de buitenkant van de mouwen achterblijven. Als de druk door de laagdikte op de filtermouwen boven de ingestelde waarde komt, wordt één kamer van de filter gereinigd door middel van een persluchtstoot.

Het rookgasreinigingsresidu wordt opgevangen in een afgesloten container en wordt, net als de vliegas, verwerkt in daarvoor gespecialiseerde bedrijven. Bij dit verwerkingsproces worden alle verontreinigingen uit de residu’s gehaald waarna de bewerkte as- en stofmassa in een vaste ‘verpakte’ vorm naar een stortplaats wordt afgevoerd. Deze extra maatregelen zorgen ervoor dat er geen schadelijke stoffen in de bodem terechtkomen.

Binnenzicht van aktief kool installatie

Binnenzicht van aktief kool installatie

Binnenzicht van bicar-installatie

Binnenzicht van bicar-installatie

Zicht op de persluchtleidingen voor het reinigen van de filtermouwen

Zicht op de persluchtleidingen voor het reinigen van de filtermouwen

4. De katalytische DeNOx (dit is de laatste stap in de rookgasreiniging)

De vierde en laatste stap van de rookgaszuivering bestaat uit de katalytische deNOx-installatie. Die laatste katalytische filter voor de reductie van de stikstofoxides. Stikstofoxides zijn mee verantwoordelijk voor het gat in de ozonlaag, de vorming van zure regen en smog. In de rookgassen wordt eerst een ammoniakoplossing verneveld. Ammoniak is een chemische verbinding van stikstof en waterstof en heeft een sterk prikkelende geur. Het ammoniak-gas is in zeer grote hoeveelheden in water oplosbaar. Deze oplossing staat bekend als ammonia en heeft basische eigenschappen. Bij de injectie van de ammoniakoplossing wordt het water mee verdampt in de rookgasstroom. De regeling van de ammonia-injectie gebeurt aan de hand van de gemeten NOx-waarden aan de uitgang van de deNOx-installatie. De rookgassen stromen vervolgens door een stoomwarmtewisselaar, die de temperatuur verhoogt tot 200°C. Deze temperatuur is nodig voor de optimale werking van de DeNOx-reactor. De katalytische DeNOx-reactor bestaat uit een 3 parallelle katalysatorbedden (katalysatormodules). De geïnjecteerde ammonia reageert onder invloed van de katalysatormassa met de stikstofoxiden uit de rookgassen en vormt stikstof en waterdamp.

De ammoniakale oplossing (24,5% NH3 in H2O) wordt aangeleverd in tankwagens. Bij het vullen van de opslagsilo wordt zowel de vloeistof- als de gasfase van de tankwagen en de silo verbonden zodat geen ammoniakdampen vrijkomen. De opslagsilo is een dubbelwandige roestvrijstalen tank met een inhoud van 35 m³. De standplaats voor de tankwagen is volledig waterdicht uitgevoerd in een betonnen inkuiping onder de tank. Mocht er ammonia vrijkomen tijdens het lossen of bij een lek in de tank wordt de vloeistof opgevangen in deze betonkuip onder de tank. Verder zijn ook de nodige meetapparaten en veiligheidsvoorzieningen aanwezig rond de silo zoals niveau- en temperatuurmeting, drukmeting, overvulbeveiliging, veiligheidskleppen…)

Functies van de gebruikte chemicaliën – samenvatting:

  • Kalkmelk en natriumbicarbonaat: neutraliseert de zure elementen in de rookgassen zoals zwavel, chloor, zoutzuur.

  • Actief kool: adsorberen van dioxines, kwik, zware metalen en andere schadelijke stoffen.

  • Ammoniak: neutraliseert de stikstofoxiden.

Opbouw van katalytische Denox-installatie in 2004

Opbouw van katalytische Denox-installatie in 2004