Energieterugwinning uit de rookgassen van de zinkoven Energieterugwinning uit de rookgassen van de zinkoven Subsidieregeling Aard project Tenders Industriële Energiebesparing (TIEB) Marktintroductieproject Officieel projectnummer 392117/7136 Jaar toekenning 1998 Projectstatus Uitvoerder Afgerond Verzinkerij Johan Vis & Co BV Distelweg 107-111 1031 HD Amsterdam Telefoon: 020-6368111 Fax: 020-6320541 Samenvatting Eind 1997 is bij Johan Vis & Co BV ter bepaling van het energiebesparingspotentieel binnen de verzinkerijbranche een haalbaarheidsonderzoek uitgevoerd naar de energiebesparingsmogelijkheden in en rondom de zinkoven. Op basis van de resultaten van dit haalbaarheidsonderzoek is door Johan Vis & Co een investeringsproject gedefinieerd, dat begin 1998 door Novem als marktintroductieproject binnen de TIEB/Tendem-regeling is goedgekeurd. In het project worden de warmteverliezen van de zinkoven en de voorbehandelingsbaden gereduceerd en wordt de restwarmte in de afgassen van de zinkoven door middel van een warmteterugwinningsinstallatie aangewend ter verwarming van de voorbehandelingsbaden. In de periode april 1998 tot maart 1999 zijn de verschillende energiebesparingsmaatregelen gefaseerd uitgevoerd. Gebleken is dat door uitvoering van de energiebesparingsmaatregelen het specifieke aardgasverbruik (m³ / ton product) van Johan Vis & Co BV met circa 30% is gereduceerd en dat het proceswaterverbruik met meer dan 50% is teruggebracht. Met behulp van de gerealiseerde aardgaskostenbesparing van circa 35000 Euro / jaar kunnen de voor het project benodigde investeringskosten na ongeveer 5 jaar worden terugverdiend. Omschrijving bedrijf
Johan Vis & Co BV is een in Amsterdam gevestigd bedrijf, dat is gespecialiseerd in het thermisch verzinken van stalen producten. Bij het bedrijf, dat in 1885 werd opgericht, wordt jaarlijks ruim 11.000 ton staal verzinkt. Johan Vis & Co BV heeft ruim 50 medewerkers in dienst. De omzet bedraagt ongeveer 5 miljoen Euro per jaar. Om binnen het kader van de eerder afgesloten meerjarenafspraak een voldoende betrouwbare indicatie te verkrijgen van de energiebesparingspotentieel in de verzinkerijbranche is eind 1997 bij Johan Vis & Co BV met ondersteuning van Novem en de "Stichting Doelmatig Verzinken" een haalbaarheidsonderzoek uitgevoerd naar energiebesparingsmogelijkheden in en rondom de zinkoven. Verzinkbad Projectomschrijving Technische beschrijving In het productieproces van Verzinkerij Johan Vis & Co BV wordt na een voorbewerkingstap het te behandelen stalen product achtereenvolgens in een ontvettingsbad, een beitsbad, een spoelbad, een fluxbad en een zinkbad gedompeld. Het ontvettingsbad bevat een loogoplossing die op 70 C wordt gehouden. In het ontvettingsbad wordt het stalen product gereinigd, waarna in het navolgende zure beitsbad het product wordt ontdaan van corrosie en walshuid. De zure beitsoplossing wordt in het spoelbad van het stalen product verwijderd. Ter voorbereiding van het verzinken wordt het stalen product vervolgens in een verwarmd fluxbad gedompeld. Het ontvettingsbad en het fluxbad worden indirect door middel van warmtewisselaars verwarmd met behulp van water van 90 C uit een CV-systeem. In het zinkbad bevindt zich vloeibaar zink met een temperatuur van 450 C. Het zinkbad wordt op temperatuur gehouden door middel van aardgas gestookte branders. Het stalen product wordt 5 tot 10 minuten in het zinkbad gedompeld, waarna het product ter koeling en
afwerking wordt weggezet. De productie bij Johan Vis en Co BV geschiedt in tweeploegendienst (2x 8 uur ) gedurende 5 werkdagen per week. Oude situatie In de vroegere situatie werd het zinkbad verwarmd door middel van aardgas gestookte branders, die waren voorzien van een beveiligingssysteem dat ingeregeld was op een luchtovermaatfactor van 2,1. De afgassen van de zinkoven werden met een temperatuur van ongeveer 500 C via een schoorsteen rechtstreeks naar de buitenlucht afgevoerd. Het ontvettingsbad (70 C) en het fluxbad (60 C) werden via warmtewisselaars verwarmd vanuit het aardgas gestookte verwarmingssysteem van het bedrijf. De productiecapaciteit van de verzinkerij bedroeg in de vroegere situatie 2,6 ton/h. Nieuwe situatie In de nieuwe situatie wordt nuttig gebruik gemaakt van de restwarmte die aanwezig is in de afgassen van de zinkoven. Via een warmteterugwinningsinstallatie wordt deze restwarmte overgedragen aan een warmwatersysteem (een uitbreiding van het centrale verwarmingssysteem van het bedrijf). Vanuit dit warmwatersysteem worden onder meer een aantal procesbaden (ontvettingsbad, fluxbad en enkele beitsbaden) verwarmd (zie figuur 1). Door aanwending van deze restwarmte behoeft de aardgas gestookte centrale verwarmingsketel aanzienlijk minder warmte te leveren. Tevens zijn wijzigingen aangebracht in het brandersysteem en het beveiligingssysteem van de aardgas gestookte zinkoven en is gekozen voor een luchtovermaatfactor van 1,2. Hierdoor worden de rookgasenergieverliezen van de zinkoven nog verder beperkt. Ook is de constructie van de zinkovenpan en het bijhorende afsluitdeksel gewijzigd, waardoor de energietransmissieverliezen verder konden worden gereduceerd. Ten slotte zijn enkele wijzigingen in en rondom de vloeistofbaden aangebracht die (direct of indirect) tot gevolg hebben dat het specifieke energieverbruik (GJ/ ton product) verder wordt teruggebracht. Door verwarming (tot circa 25 C) van enkele beitsbaden kan een productieverhoging van meer dan 15% worden gerealiseerd. Omdat hiermee bij nagenoeg gelijke energie-input een wezenlijke productieverhoging wordt gerealiseerd, daalt door deze maatregel indirect het specifieke energieverbruik van het bedrijf. Hiernaast zijn maatregelen getroffen die een directe reductie van het energieverbruik van de verwarmde vloeistofbaden opleveren (verbetering isolatie en afscherming van baden gedurende productiestops). Alle bovengenoemde maatregelen zijn gefaseerd in de periode april 1998 tot maart 1999 uitgevoerd.
Verzinkbad Energie- en economische gegevens Energiebesparing Door uitvoering van de eerder genoemde maatregelen is het aardgasverbruik van Verzinkerij Johan Vis en Co BV aanzienlijk gereduceerd. Gemeten is dat het specifieke aardgasverbruik na realisatie van het project met ongeveer 30% is afgenomen. Bij een jaarproductie van 11000 ton bedraagt de aardgasbesparing ongeveer 220.000 m³ / jaar. Additionele gegevens Als additioneel voordeel kan worden genoemd dat door uitvoering van de eerder genoemde maatregelen de verdampingsverliezen van de vloeistofbaden sterk zijn afgenomen en dat hiermee een reductie van meer dan 50% in het proceswatergebruik is gerealiseerd. Door het gekozen concept van de installatie blijven de extra benodigde onderhoudskosten beperkt tot 700 Euro / jaar voor uitvoering van inspecties en zeer eenvoudige onderhoudswerkzaamheden. Economie Uitgaande van een jaarlijkse aardgasbesparing van 220.000 m³ en van een aardgasprijs van 15 Eurocent per m³ kan worden berekend dat de voor het project benodigde totale investeringskosten na ongeveer 5 jaar zijn terugverdiend. Praktijkervaringen Dankzij een goede planning en werkvoorbereiding en vanwege de nauwe betrokkenheid van de productie- en onderhoudsmedewerkers is de uitvoering van het project goed verlopen. Door meting is vastgesteld dat na uitvoering van het project een reductie van het specifieke aardgasverbruik (m³ / ton product) van circa 30% is gerealiseerd.
Overheidssteun Het project is gehonoreerd als marktintroductieproject binnen de TIEB/Tendem-regeling en heeft een subsidie van 44.016 Euro gekregen, zijnde 25% van de subsidiabel gestelde projectkosten. Realisatie Het project is gefaseerd in de periode april 1998 tot maart 1999 gerealiseerd en is in september 1999 door middel van een eindrapportage afgerond. Summary At the end of 1997, as part of an assessment on the energy saving potential in the hot dip galvanizing industry in the Netherlands, at hot dip galvanizing plant "Johan Vis & Co BV" a feasibility study was carried out on energy conservation options in and near the zinc melting furnace. Based on the results of this feasibility study hot dip galvanizing company "Johan Vis & Co BV" formulated an investment project which in the spring of 1998 was approved by Novem as a market introduction project within the TIEB/ Tendem subsidizing programme. In the project the heat losses of the zinc melting furnace and the pre-treatment baths are reduced, also the waste heat of the flue gases of the furnace is recuperated by means of a heat exchanger and used for heating the pre-treatment baths. In the period between April 1998 and March 1999 the mentioned energy saving measures are successively executed. After executing the project it became obvious that the specific consumption of natural gas (m³ / ton product) was reduced at about 30% and that the process water consumption was decreased by more then 50%. The needed investment costs (about 180.000 Euro) can be paid off within 5 years by means of the annual savings on the natural gas costs. Overige gegevens Primaire sector 2851 Oppervlaktebehandeling Secundaire sector 2852 Overige metaalbewerking Techniek D09 E04 Industriele ovens en fornuizen Terugwinning van afvalwarmte