Memo. Bijdragen: c.c.: Resultaten CO 2-doseertest zs Rodenhuis begin mei 2012

Transcriptie

1 Memo Van: Aan: Bijdragen: c.c.: Ruud Kolpa Arie Haasnoot, Tiemen Wessels, Thom de Kort, Willem-Jan Knibbe Oasen: Timothy van Heeswijk, Dennis Verwaal Messer: Erik van Vossen, Kurt Vervalle, Monica Hermans Brabant Water: Jink Gude ; Vitens: Peter Sjoerdsma Resultaten CO 2-doseertest zs Rodenhuis begin mei Inleiding. Op 7, 8, 9 en 14 mei 2012 zijn op zs Rodenhuis doseertesten uitgevoerd van CO 2 ter verlaging van de ph na de reactor(en). Aanleiding hiervoor was het feit dat de zwavelzuurtanks aldaar waren afgekeurd en dat er n.a.v. de projectopdracht oriënterende bezoeken aan WML en Vitens-Friesland waren afgelegd en gesprekken waren gevoerd met CO 2-leveranciers [ref.1]. Daaruit bleek dat er in de praktijk drie methoden worden gebruikt voor het inbrengen van CO 2: (1) als deken op de reactor, (2) in een deelstroom water (zuurwater-dosering) en (3) als gas in de effluentleiding. Aangezien het aanbrengen van een deken wel zo simpel is, is een proef op de best functionerende reactor (nr.6) uitgevoerd met als doel om (1) te zien of het systeem werkt en (2) wat de benodigde dosering is (klopt het met de theorie). Ter voorbereiding van de proef is een proefprogramma opgesteld en afgestemd met de fa. Messer. In deze memo zijn de belangrijkste resultaten verwoord. 2. Ervaringen maandag 7 mei Aanwezigen: - Messer: Kurt Vervalle, Guus Keijzer (gehele dag) - Brabant Water: Jink Gude ( s ochtends) - Oasen: velen Opbouw: Na aankomst op zs Rodenhuis werd bij reactor 6 (2 e gebouw) de proefopstelling opgebouwd Deze bestond uit een gasfles, een meetbord, een doseerpunt (in de reactor) en twee CO 2-handmeters, zie foto s. Op de deuren waren waarschuwingsborden ( Heden CO 2- proef bij reactor 6 + chemiekaart) gehangen. Vervolgens werd door Thom de Kort in de kantine een korte veiligheidsinstructie gegeven en kon rond 10:00 uur door Dennis Verwaal het startsein gegeven worden. Op dat moment was de reactor op een vast debiet van 350 m 3 /h gezet. Foto s Thom de Kort: gasfles, meetbord en doseerpunt Overzicht gebruikte materialen: - Gasflessen CO 2: 8 stuks a 37 kg (netto) - Verwarmelement (blauw) Pagina 1 van 6

2 - Reduceer (grijs) - Drukmeters voor en na de gasbuis - Gasbuis (tekst: calibrated dat 1 bas abs 20 o C) - Kunststof slangen (blauw) - Doseerpunt - CO2-handmeters - ph en EGV-meters afd. Onderzoek - flessen laboratorium Vitens. Ervaringen s ochtends: Begonnen is met de dosering van 10 mg/l en is gemeten hoe de deken in de reactor bleef. Daarbij werd een luik (naast het bordesje) een stuk opengezet en is met naar de handmeter op diverse niveaus de CO 2-concentratie gemeten. Het niveau in de goot was op dat moment hoog, zo n 5 cm onder het overstortniveau. De overstortleiding was afgedicht met een kunststof deksel. Kijkend naar de CO 2-meter bleek dat de deken steeds dikker werd en dat er binnen half uur CO 2 uit de reactor kwam. De losse ph-meter op het effluent van de reactor (PRHCN06Z) liet daarbij ook nauwelijks een daling zien. Belangrijke conclusie was dus dat er door het aanbrengen van een deken er te weinig CO 2 in het water wordt opgenomen. Een tegenvaller dus. De ervaringen werden gedeeld door een groot aantal belangstellenden. Ervaringen s middags: Na een korte onderbreking waarbij de mogelijkheden werden besproken, is aan het begin van de middag de afvoer van de reactor naar de nafilters volledig opgezet. Op dat moment was het debiet nog 350 m 3 /h. Met de CO 2-meter was te zien dat de deken niet uit de reactor kwam en dat de ph daalde. Daarmee kon de kunststof deksel weer van de afvoer worden gehaald; alle CO 2 verdween toch in de reactor. Voorlopige conclusie was dat dit systeem zou kunnen werken. Vervolgens is het niveau in de goot op 60 cm gezet, gemeten vanaf de hoogte van de drukmeter; in de goot was het niveau niet meer dan 10 cm. Met de CO 2 was daarna te zien dat de concentratie toenam en uiteindelijk ook weer uit de reactor kwam. De ph-daling was nauwelijks meer aanwezig. Tot slot werd de afvoer opnieuw vol open gezet en werd de reactor op 500 m 3 /h ingesteld. Ook werd de CO 2-dosering verhoogd van 10 naar 15 mg/l. Op dat moment zagen we het niveau in de goot op en neer gaan, maar dat er wel CO 2 werd opgenomen. Conclusies: 1. Diffusie alleen is onvoldoende, vallen in de goot is ook onvoldoende, slurpen werkt wel. 2. We moeten gaan bekijken of de afvoeren vol open kunnen staan. Bij de in bedrijf name is hierover veel discussie geweest. Binnenkort kortdurend testen met 3 reactoren in gebouw 1 bij 3x500 m 3 /h. 3. Het lijkt erop dat er meer gedoseerd moet worden dan theoretisch bepaald. Bij een dosering van 10 mg/l kwam de ph namelijk op 8,3 uit (controleren). Gemaakte afspraken: - Doseerunit kunnen we voorlopig blijven gebruiken. Instructie is door Guus Keijzer gegeven. Hem een telefoontje (M ) geven als het kan worden opgehaald. - Op dinsdag komen waarschijnlijk nog Monica Brouwer en Erik van Vossen (beiden van Messer) langs. - Ontvangen van Kurt: Excelsheet met berekening van de benodigde CO 2-flow. Pagina 2 van 6

3 3. Ervaringen en metingen dinsdag 8 mei Voorbereiding: - Timothy: Voor de zekerheid nagevraagd hoe de lab-flessen van Vitens gevuld moeten worden en hoe laat deze worden opgehaald. Invulformulier gemaakt. - Dennis: procesinstellingen: reactor 6 bij 350 m 3 /h, normale NaOH-loogdosering van 0,20 l/m 3 ; tijdens de proef geen spoelingen voorfilters. - Ruud: Programma: Op stapsgewijs de CO 2-dosering verhogen, d.w.z. o 8:10 uur: nulmeting (geen CO 2), o 8:20 uur: dosering naar 4 mg/l = 12 l/min o 9:20 uur: monstername, o 9:25 uur: dosering verhoogd naar 6 mg/l = 17,5 l/min o 10:20 uur: monstername, o 10:25 uur: dosering verhoogd naar 8 mg/l = 25 l/min o 11:20 uur: monstername, o 11:25 uur: dosering verhoogd naar 10 mg/l = 30 l/min o 12:25 uur: monstername, o 12:30 uur: dosering verhoogd, daarna te lage druk geconstateerd in de fles. Wat viel op?: - Bij lage doseringen zagen we nog geen CO 2 in de goot. Houdt mogelijk in dat dan nog alles via diffusie plaatsvindt. - Na wisselen CO 2-fles (14:30 uur) viel de CO 2-concentratie weg en nam de ph toe. Andere fles gepakt. Per mail gemeld aan Erik van Vossen (+ reactie terug gehad). Gesprekken: De volgende personen kwamen langs: - Monica Hermans (Messer): Opstelling laten zien, gesproken over: o Verschillen theorie (AquaCalc) en praktijk (hogere ph-waarden): Controleren a.d.h.v. uittreding lucht met CO 2. Meet ook CO 3 in het lab vanwege de balans. o Als de lans in de goot geplaatst wordt sluit je de diffusie uit en zie je dus de invloed hiervan. o Monica heeft een stuk over foutbetrachting n.a.v. metingen elders. Dit is geen opbeurend stuk. o ph in het lab is meestal lager. Wacht deze cijfers dus even af. - Erik van Vossen: Kwam rond de middag even kijken hoe het ging. - Jink belt, afspraak hij rekent e.e.a. na. - Willem-Jan + Menno (belangstelling) Resultaten veldmetingen: Doseerproeven CO2 Rodenhuis, uitgevoerd op onthardingsreactor 6 gegevens verzameld door Ruud Kolpa, metingen uitgevoerd door Timothy van Heeswijk Veldmetingen CO2-metingen in lucht in goot reactor Datum Tijdstip Debiet reactor NaOH-dos CO2-dos CO2-dos ph EGV Onderin Bij overstort Bovenin Er buiten uur m3/h l/m3 mg/l liter/min - ms/m % % % % 8-mei 8: : : : : : mislukt mislukt : mislukt mislukt Resultaten lab-cijers: Doseerproeven CO2 Rodenhuis, uitgevoerd op onthardingsreactor 6 gegevens verzameld door Ruud Kolpa, metingen uitgevoerd door Timothy van Heeswijk Laboratorium-resultaten (Vitens) Datum Tijdstip Debiet reactor NaOH-dos CO2-dos CO2-dos Temp ph EGV TroebelingHCO3 SI Ca Mg TH TH uur m3/h l/m3 mg/l liter/min oc - ms/m FTE mg/l - mg/l mg/l od mmol/l 8-mei 8: : : : : : mislukt mislukt : mislukt mislukt Pagina 3 van 6

4 ph Doseerkromme: CO2-dos bij 350 m3/h op 8 mei CO2-dosering [mg/l] => ph - SI - Conclusies van deze dag: Met AquaCalc was berekend dat er 4 mg/l CO 2 gedoseerd zou moeten worden om een SI=0,3 te bereiken. In de praktijk blijkt dit dus 6 mg/l te zijn. 4. Ervaringen en metingen woensdag 9 mei Voorbereiding: - Procesinstellingen: reactor 6, 500 m 3 /h, loog 0,20 l/m 3, geen spoelingen voorfilters. - Programma: vergelijkbaar met vorige dag: Wat viel op?: - Eerste lab-cijfers van 8 mei rollen binnen. ph is duidelijk lager dan van de losse meter. HCO 3 stijgt. Zie bovenstaande tabel. Laatste metingen niet representaties door onvoldoende dosering. - Door het dansen van het water in de goot, komt er zo nu en dan ook CO 2 bovenuit de reactor. - Om 12:45 uur lijkt de gasfles leeg. De druk van de fles was weg, er was nog wel voldoende flow, onderste deel van de fles was aanslag van ijs. Nieuwe fles geplaatst, gaf nog geen CO 2 in de goot. Erik van Vossen gebeld: IJs duidt op een lege fles, er komt dan nog wel even CO 2 uit de fles, maar dit moet binnen korte tijd over zijn. Na de theepauze CO 2 boven het bed gemeten (normale bedrijfsomstandigheden, hoge CO 2-flow), er was wel CO 2 te meten boven het wateroppervlak. - Proef dus afgebroken met 4 monsternames. Komende maandag 14/05/12 plan van 9 mei opnieuw doen. Foto s 9 mei, ± 14:00 uur: CO 2-fles levert kennelijk geen gas meer. Pagina 4 van 6

5 Gesprekken: De volgende personen kwamen langs: - Kurt Vervalle (Messer, 11:00 uur): Resultaten 8 mei besproken. Conclusies: o ph s van lab zijn lager dan van losse ph-meter (=normaal) o Verschil tussen theorie (AquaCalc-berekening) en lab-waarden (ph) zou klein moeten zijn. o Kurt vraagt de gegevens op van de gasbuis. Dit is een andere buis dan ze normaal gebruiken. Antwoord per mail : Ik heb alles nog eens nagerekend, en de doorgegeven omrekentabel is correct. Enkel de nauwkeurigheid van het toestel zelf kan voor afwijkingen zorgen. o Na vandaag maken we even een pas op de plaats om deze rapportage af te maken en te besluiten hoe verder te gaan. o Flessen met niet vast zittende doppen laten zien. Hiervan is een interne klacht gemaakt. Resultaten veldmetingen: Doseerproeven CO2 Rodenhuis, uitgevoerd op onthardingsreactor 6 gegevens verzameld door Ruud Kolpa, metingen uitgevoerd door Timothy van Heeswijk Veldmetingen CO2-metingen in lucht in goot reactor Datum Tijdstip Debiet reactor NaOH-dos CO2-dos CO2-dos ph EGV Onderin Bij overstort Bovenin Er buiten uur m3/h l/m3 mg/l liter/min - ms/m % % % % 9-mei 8: : : : Resultaten lab-cijfers: Laboratorium-resultaten (Vitens) Datum Tijdstip Debiet reactor NaOH-dos CO2-dos CO2-dos Temp ph EGV TroebelingHCO3 SI Ca Mg TH TH uur m3/h l/m3 mg/l liter/min oc - ms/m FTE mg/l - mg/l mg/l od mmol/l 9-mei 8: : : : Conclusies van deze dag: - Proef is mislukt. Even pas op de plaats. - Timothy en Ruud merkten dat ze met CO 2 werkten (geeuwen, licht gevoel in het hoofd, dit gaat s avonds pas over na veel frisse lucht). Kennelijk signaleert het lichaam CO 2 eerder dan de meter. 5. Ervaringen en metingen maandag 14 mei Voorbereiding: - Aanwezig: Timothy, Dennis, Thom, Kurt. - Kurt meldt dat de ijsvorming op de gasfles (op 9 mei) erop duidt dat de fles onvoldoende warmte uit de omgeving onttrekt, waardoor er onvoldoende gas gemaakt wordt. Daarmee is het raadsel van 8 en 9 mei opgelost. Proef van 14 mei is daarom uitgevoerd met twee gasflessen (afwisselend gebruiken). - Procesinstelling reactor 6: debiet 500 m 3 /h, dosering NaOH: 0,20 l/m 3. - Afspraak: na deze meetreeks de ervaringen evalueren voordat we verder gaan. - Programma: Opnieuw stapsgewijs de CO 2-dosering verhogen. Resultaten veldmetingen: Veldmetingen CO2-metingen in lucht in goot reactor Datum Tijdstip Debiet reactor NaOH-dos CO2-dos CO2-dos ph EGV Onderin Bij overstort Bovenin Er buiten uur m3/h l/m3 mg/l liter/min - ms/m % % % % 14-mei 8: : : : : : : : Resultaten lab-cijfers: Laboratorium-resultaten (Vitens) Datum Tijdstip Debiet reactor NaOH-dos CO2-dos CO2-dos Temp ph EGV TroebelingHCO3 SI Ca Mg TH TH uur m3/h l/m3 mg/l liter/min oc - ms/m FTE mg/l - mg/l mg/l od mmol/l 14-mei 8: : : : : : : : Pagina 5 van 6

6 ph Doseerkromme: CO2-dos bij 500 m3/h op 14 mei CO2-dosering [mg/l] => ph - SI - Conclusies van deze dag: - De proef leek deze dag goed verlopen. De analyseresultaten van de monsters die s middags genomen zijn, lijken niet representatief - Bij dit hoge debiet komt er meer CO2 uit de reactor. - Vergeleken met de metingen bij 350 m3/h moet er iets meer CO2 gedoseerd worden om eenzelfde SI te verkrijgen. 6. Samenvatting en conclusies. De doseerproef heeft veel nieuwe inzichten gegeven. Samengevat: - Doseersysteem: Deken werkt niet, vallen over de overstortrand ook niet genoeg, meeslurpen met de effluentleiding wel. Het laatste is op deze manier niet gewenst. - Dosering: Er moet ca. 50% meer worden gedoseerd dan berekend om eenzelfde SI te verkrijgen. Voor het ontwerp moet rekening gehouden worden met een normale dosering van 6 mg/l en een maximum dosering van 10 mg/l. - Praktisch: Het was toch wat gedoe met de flessen. - Persoonlijke veiligheid: Werken met CO 2 is niet helemaal ongevaarlijk. De hoogst gemeten concentratie van 0,44% buiten de reactor voldoet wel aan de MAC-waarde van 9000 mg/kg. Er moet worden voorkomen dat het in de ruimte komt. Op 22/5/12 zijn de resultaten binnen Oasen besproken. Afgesproken is om: - Deze resultaten te communiceren met Messer en Vitens; - Op korte termijn een proef uit te voeren met zuurwater; - Na te gaan of er nog wat te doen is aan het hydraulisch probleem van de effluentleiding; - Het rapport van Grontmij over de TCO te laten aanpassen a.d.h.v. de nieuwste inzichten. 7. Referenties - R.J. Kolpa, Oriëntatie CO 2-installatie voor zs Rodenhuis, memo 4 april R.J. Kolpa, Proef CO 2-dosering zs Rodenhuis plan van aanpak, memo 2 mei Messer, Overeenkomst inzake demonstraties/proefnemingen nr 2012/oasen/001 d.d. 10 mei 2012, definitieve versie. Pagina 6 van 6