Luchtzuiveringstechnieken. 1 Inhoud Inleiding Overzicht verschillende luchtzuiveringstechnieken... 2

Transcriptie

1 1 Inhoud 1 Inhoud Inleiding Overzicht verschillende luchtzuiveringstechnieken Luchtzuiveringstechnieken Doekenfilter rincipeschema rocesbeschrijving Stofwassing algemeen rincipeschema rocesbeschrijving Actief kool adsorptie rincipeschema rocesbeschrijving Thermische oxidatie rincipeschema rocesbeschrijving... 9 Een initiatief van: Met steun van: blz 1/10

2 1.1 Inleiding Deze praktijkgids bevat een oplijsting van de belangrijkste luchtzuiveringstechnieken voor textiel-, hout- en meubelbedrijven. Voor iedere techniek wordt het principeschema weergegeven alsook een beperkte procesbeschrijving. In een eerste deel wordt een overzicht gegeven van de belangrijkste luchtzuiveringstechnieken. 2 Overzicht verschillende luchtzuiveringstechnieken Verwijderde componenten Werkingsprincipe Naam techniek Synoniem rocesnamen Droge stof Nat stof Anorganisch e componente n VOS geur Stofafscheiding Cycloon Stofwassing algemeen Stofcycloon Multicycloon Vortex scheiding Natte cycloon Natte ontstoffer Scrubber Stofwasser Venturiwasser Venturi schrubber Wervelwasser Cycloonschrubber Droge elektrofilter Natte elektrofilter Droge E-filter Droge ES Droge elektrostatische precipitator Droge E-filter Droge ES Droge elektrostatische precipitator S S S S S S DW/nov 2011 blz 2/10

3 Doekfilter Zakkenfilter Mouwenfilter Compactfilter Adsorptie Actief kool adsorptie Actiefkoolfilter oederkoolinjectie Zeoliet adsorptie Absorptie Gaswassing algemeen Scubber Absorptie S S Zure wasser Zure wassing S S Basische wasser Alkalische wasser S S Biologisch Biofilter Biobed Biobedfilter Compostfilter Thermische oxidatie Thermische naverbrander Recuperatieve thermische oxidatie Regeneratieve thermische oxidatie Katalytische oxidatie Thermische oxidatie Recuperatieve naverbrander Regeneratieve naverbrander Thermoreactor Katalytische naverbranding : primaire toepassing S: secundaire toepassing DW/nov 2011 blz 3/10

4 3 Luchtzuiveringstechnieken 3.1 Doekenfilter rincipeschema rocesbeschrijving Een doekenfilterinstallatie bestaat in principe uit een omkasting waarin een filtermedium (het doek) is aangebracht. Door dit doek wordt de omkasting van de filter verdeeld in een zogenoemd "vuil" deel en een "schoon" deel. Het vuile deel, waar de met stof beladen lucht binnenkomt, bevindt zich meestal aan de onderzijde of op het middengedeelte van de omkasting. De binnenkomende lucht stroomt meestal niet rechtstreeks naar de filters, maar wordt afgeleid door één of meerdere verdeelplaten. Het doel hiervan is een betere verdeling over de doeken te bewerkstelligen waardoor deze meer gelijkmatig worden belast. Tevens verliest de lucht een groot gedeelte van zijn kinetische energie, waardoor een voorafscheiding plaats vindt onder invloed van de zwaartekracht. DW/nov 2011 blz 4/10

5 De met stof verontreinigde lucht wordt door de doekenfilter geleid en van stofdeeltjes ontdaan. Het stof wordt periodiek van de filter verwijderd en verzameld in een onder de filterinstallatie geplaatste trechter (hopper). Het stof dat zich gedurende het filterproces in en aan de filter ophoopt, moet van tijd tot tijd worden verwijderd. De meest gebruikte systemen zijn: schudmechanisme, terugblaassysteem (omkeren van de stroomrichting), perslucht, ultrasone reiniging of een combinatie van verschillende systemen. De klopreiniging (d.m.v. een schudmechanisme) is de oudste methode. Hierbij wordt het filterdoek heen en weer geschud. Mede omdat zij een hoge mechanische belasting van het filterdoek veroorzaakt, wordt deze methode zelden nog toegepast, behalve bij zeer kleine, discontinu werkende installaties. 3.2 Stofwassing algemeen rincipeschema DW/nov 2011 blz 5/10

6 3.2.2 rocesbeschrijving Natte stofwassing is een variante op natte gaswassing. De twee meest voorkomende technieken zijn de venturi- en rotatiewassers. Bij natte ontstoffing wordt het stof afgescheiden door intensieve menging van de afgassen met water. Een venturiwasser bestaat uit een zich vernauwende intree, de hals (het nauwste deel van de venturibuis) en de diffusor. Het stof/gasmensel stroomt door de venturibuis en bereikt in de hals de hoogste snelheid. Daarna komt het mengsel in de diffusor waarin de gassnelheid weer vermindert. De vloeistof wordt in of voor de hals aan de gasstroom toegevoegd. In de hals van de venturibuis vindt dan een intensieve menging plaats tussen gas en vloeistof. Door de hoge snelheid van gas en vloeistof valt het water in fijne waterdruppels uiteen. De venturiwasser zelf heeft een klein volume. De totale afmeting van de installatie wordt vooral bepaald door de druppelafscheider, die enkele malen groter kan zijn dan de wasser. Venturiwassers kunnen worden toegepast voor het verwijderen van kleine deeltjes (< l µm) uit een gasstroom. Ze kunnen echter ook voor grotere deeltjes worden gebruikt, hoewel het energieverbruik dan relatief hoog is. Zelfs bij zeer hoge drukval zijn sommige stofsoorten niet af te scheiden. Sommige venturi's hebben het voordeel dat de hals in doorsnee kan worden gevarieerd DW/nov 2011 blz 6/10

7 en dat op deze wijze de afscheider bij een variërend debiet kan worden aangepast om een hoog rendement te blijven behouden. 3.3 Actief kool adsorptie rincipeschema rocesbeschrijving Actief kool is een microporeuze inerte koolstofmatrix, met een zeer groot intern oppervlak (700 tot m²/g). Dit intern oppervlak leent zich ideaal tot adsorptie. Actief kool wordt gemaakt van amorf koolstofbevattend materiaal zoals hout, steenkool, turf, kokosnootschalen, Het wordt gevormd door een thermisch proces waarbij de vluchtige componenten van het koolstofhoudend materiaal (grondstof) worden verwijderd in afwezigheid van zuurstof. Via specifieke behandelingen krijgt men een bepaalde poriënstructuur die de adsorptiecapaciteit en adsorptie eigenschappen van die actieve kool bepaald. De gasstroom wordt door het actief kool geleid, waar de te verwijderen componenten (VOS en solventen, H 2 S, NH 3, metalen, geur, en dioxines) door adsorptie worden gebonden aan het actief kool totdat deze verzadigd is. Na het bereiken van de verzadigingsgraad van het actief kool wordt deze vervangen of geregenereerd. Bij vervanging wordt de beladen actief kool meestal teruggenomen door de leverancier die het als (chemisch) afval afvoert of regenereert. Wanneer het bedrijf de actieve kool zelf regenereert speken we van regeneratieve adsorptie DW/nov 2011 blz 7/10

8 In de praktijk wordt de adsorptie meestal in een bed van actieve kool gerealiseerd. In het bed vormt zich dan een adsorptiezone welke zich van de luchtingang naar de uitgang beweegt naarmate het bed meer verzadigd wordt. De lucht gaat de verzadigingszone in aan 100 % de ingangsconcentratie en verlaat de zone aan de laagst mogelijke dampdruk in evenwicht met de actieve kool. Voor de adsorptiezone is het bed volledig verzadigd en na de adsorptiezone heeft er grosso modo nog geen adsorptie plaatsgevonden. Wanneer de adsorptiezone het einde van het bed bereikt krijgt men doorslag van de actieve koolfilter en moet ofwel het bed worden vervangen door nieuwe actieve kool of moet het bed worden geregenereerd. 3.4 Thermische oxidatie rincipeschema DW/nov 2011 blz 8/10

9 3.4.2 rocesbeschrijving De afgassen worden samen met de nodige hoeveelheid verbrandingslucht op een hoge temperatuur gebracht. Deze temperatuur varieert bij thermische naverbranding tussen 750 en C. De gassen worden voldoende lang op deze h oge temperatuur gehouden waarbij de verontreinigingen (VOS, geur, gehalogeneerde organische verbindingen, CO, ) met zuurstof geoxideerd worden tot CO 2, H 2 O, N 2, SO x, HCl,. De efficiëntie van de naverbranding wordt beïnvloed door de temperatuur, verblijftijd, turbulentie (voor menging) en beschikbaarheid van zuurstof. Bij klassieke VOS volstaat een verbrandingstemperatuur tussen 750 en C. Bij milieugevaarlijke en gehalogeneerde componenten is een naverbranding tussen en C aangewezen om een volledige vernietiging van dez e componenten te kunnen garanderen. Bij hoge temperaturen zal de vernietiging sneller verlopen dan bij lagere temperaturen. Hierop kan worden ingespeeld bij de keuze van de grootte van de verbrandingskamer. Een grote verbrandingskamer met een lagere temperatuur heeft een grotere investeringskost maar een lagere brandstofkost. Een kleinere verbrandingskamer op een hogere temperatuur zal eenzelfde rendement hebben bij een lagere investeringskost en een hogere brandstofkost. Bij de oxidatie van de organische componenten in de afgassen komt warmte vrij. Indien de concentratie aan VOS groot genoeg is, volstaat de vrijgestelde warmte om het proces op temperatuur te houden, zodat de naverbranding autotherm kan verlopen. Het autotherm punt ligt bij g VOS/Nm³ bij verbrandingstemperaturen van C. Vanuit economisch oogpunt bedraagt de inlaatconcentratie best tussen en ppmv en is de hoeveelheid steunbrandstof beperkt. Bij te lage VOS concentraties is extra brandstof nodig om de gassen na te verbranden. De steunbrandstof is bij thermische naverbanding meestal de grootste variabele kost. Bij recuperatieve thermische oxidatie is het verschil met een thermische naverbranding zonder warmterecuperatie de nageschakelde warmtewisselaar. In deze warmtewisselaar wordt de te behandelen lucht opgewarmd met de warmte van de verbrandingsgassen. Recuperatieve warmterecuperatie heeft een thermisch rendement van %. Regeneratieve thermische oxidatie verschilt van een klassieke naverbranding zonder warmterecuperatie door het feit dat gewerkt wordt met 2 of 3 keramische bedden. Deze keramische bedden worden gebruikt om de warmte van de gereinigde afgassen op te slaan en nadien af te geven aan het te reinigen gas. DW/nov 2011 blz 9/10

10 Een katalytische naverbranding werkt op een gelijkaardige manier als een thermische naverbranding met dit verschil dat het gas, nadat het door de vlam is gepasseerd, nog eens door een katalysator gaat. Deze katalysator zorgt voor een versnelde oxidatie bij lagere temperaturen. De naverbranding kan hierdoor bij lagere temperaturen doorgaan. Bron: LUSS TECHNIEKBLADEN, DW/nov 2011 blz 10/10