De zuivering van de rook van thermische centrales

De depollutie van rookgassen van thermische centrales is een belangrijk probleem voor elke exploitant van thermische processen. De behandeling van verontreinigende stoffen geschiedt per produkt, afhankelijk van de gekozen technologie voor de bestrijding van verontreiniging.

Over de hele wereld zijn verbintenissen aangegaan om de uitstoot van verontreinigende stoffen door thermische centrales te verminderen of te beperken. Deze verbintenissen zijn zeer sterk, vooral in Europa. In de Europese richtlijnen zijn immers grenswaarden vastgesteld die niet mogen worden overschreden. Zij stellen ook maximale concentratiedoelstellingen vast die moeten worden bereikt.

Thermische centrales zijn momenteel verantwoordelijk voor een groot deel van de verontreinigende emissies, over het algemeen stikstofoxiden, zwaveldioxide, kooldioxide, stof en zelfs zware metalen. Thermische centrales moeten daarom hun milieuvoetafdruk voortdurend verbeteren.

Industriële krachtcentrales kunnen in drie groepen worden onderverdeeld:

• Recycling van industriële installaties zoals verbrandingsovens. Deze installaties zetten dagelijks afval om in energie, die regelmatig wordt gebruikt in stadsverwarmingsnetten.
• Thermische centrales voor de productie van elektriciteit of stoom, zoals steenkool-, stookolie- of vaste teruggewonnen-brandstofcentrales (SRF). Deze industriële eenheden zetten hun oxidant om in stoom, die in ongewijzigde vorm kan worden gebruikt of in elektriciteit kan worden omgezet.
• Fabricage van thermische centrales zoals cementfabrieken. Deze industriële installaties worden gebruikt in processen die in een bepaald stadium van hun fabricage een directe warmtebron vereisen. 

Om de uitstoot van verontreinigende stoffen te verminderen, kan op drie fronten actie worden ondernomen:

• De brandstof, door een minder vervuilende en kwalitatief betere bron te gebruiken (behalve in het geval van verbrandingsovens)
• Verbranding, door efficiëntere technologieën te gebruiken die minder emissies uitstoten
• Rookgasreiniging (of rookgaswassing) om verontreinigende stoffen uit de rookgassen te verwijderen

Bestrijding van verontreiniging blijft de meest universele manier om de uitstoot van luchtverontreiniging te verminderen.

Er zijn drie hoofdsoorten rookgasreinigingsprocédés: nat, droog en halfnat. Het halfnatte proces is een mengsel van de eerste twee. Het heeft grote voordelen, maar vereist een voorbehandeling van het stof.

Stofbehandeling

Stof kan op twee manieren worden behandeld.

1. Filtratie van rook kan gebeuren met filtermedia zoals in een stofcollector of in een nat filtratiesysteem.
2. Stofverwijdering kan ook gebeuren door eenvoudige cycloning. De dampen gaan door een geschikte cycloon. Het stof, dat zwaarder is dan lucht, valt naar de bodem van de cycloon, terwijl de lichtere dampen naar de top van de cycloon worden afgevoerd.

Verwijdering van dioxinen/furanen

Dioxinen en furanen zijn giftige chemische stoffen die in zeer kleine hoeveelheden in het milieu voorkomen. Er zijn 210 verschillende dioxinen en furanen.
Deze stoffen moeten uit de emissies van de krachtcentrales worden verwijderd. Ze worden behandeld door poedervormige actieve kool in de verzadigingskamer te injecteren en de dioxines te adsorberen. Adsorptie is een oppervlakteverschijnsel waarbij gas- of vloeistofmoleculen zich hechten aan de vaste oppervlakken van de adsorbentia.
Actieve kool wordt geleverd in grote zakken of in bulk. Het wordt opgeslagen in silo's en vervolgens wordt de actieve kool via een pneumatisch overbrengingssysteem rechtstreeks in de te behandelen rookgassen geïnjecteerd.

Verwijdering van zwavel

Tijdens de rookgasbehandeling wordt zwavel behandeld met natriumcarbonaat of kalk. Kalk kan voorkomen in de vorm van kalkmelk of droge kalk. Kalkmelk heeft ook de functie het vochtgehalte van het rookgas te verhogen en zo de temperatuur ervan te verlagen. De rookgasreiniging wordt bereikt doordat kalk zeer gemakkelijk zure gassen (fluor, chloor en zwavel) absorbeert. Tijdens het drogen valt de kalk uiteen in een droog poeder, waardoor deze verontreinigende stoffen gemakkelijk kunnen worden verwijderd. Kalkmelk wordt verkregen door een industrieel proces waarbij gebluste kalk wordt vermengd met water. De kalk kan worden gedoseerd uit een silo of rechtstreeks uit big bags kalk.

DeNox uit industriële rookgassen

Het rookgas van thermische centrales bevat ook stikstofoxiden of Nox. De uitstoot van dit krachtige broeikasgas moet tot een minimum worden beperkt. De behandeling van Nox of Denox in rookgassen wordt gewoonlijk bereikt door injectie van ureum in het rookgas. Ureum is een ammoniakderivaat dat gemakkelijk kan worden vervaardigd uit industriële ureumproductieprocessen. Daartoe worden ureumprills opgelost in zuiver water.

Verwijdering van gehalogeneerde, vluchtige zware metalen

Industriële dampen kunnen gehalogeneerde deeltjes en zware metalen bevatten. De behandeling van deze verbindingen geschiedt met neutralisatiemiddelen:

• Injectie van kalk in de rookgassen (zie zwavelvermindering hierboven)
• Injectie van natriumbicarbonaat (vroeger "natriumbicarbonaat" genoemd) voor de recycling van rookgassen. Natriumbicarbonaat vereist een speciale bereiding. Er moeten opslagsilo's voor het ruwe produkt worden geïnstalleerd, alsmede een breekinstallatie met een industriële breker. Door het malen van natriumbicarbonaat kan het de vereiste reactiviteit verkrijgen.
• Injectie van actieve kool in poedervorm om de emissies in de omgevingslucht te verminderen.

Soorten DeNox

• SNCR (Selective Non Catalytic Reduction): wordt hoofdzakelijk gebruikt in cementfabrieken en verbrandingsinstallaties omdat het zeer eenvoudig is toe te passen. In dit systeem wordt ureum bij 900°C rechtstreeks in de rookgassen geïnjecteerd. Dit systeem maakt een vermindering van 40-60% van NoX mogelijk.

• SCR (Selective Catalytic Reduction) wordt gebruikt in elektriciteitscentrales. Deze technologie wordt heterogene katalyse bij lage temperatuur genoemd. Het rendement kan in dit geval oplopen tot 95% DeNox. De technologie vereist echter dat het rookgas door een complexer honingraatsysteem gaat om de reactie te optimaliseren.

In al deze gevallen worden ureum- of ammoniakoplossingen gebruikt. Afhankelijk van het geval wordt gebruik gemaakt van

• AdBlue® voor verbranding met diesel
• Marine Urea voor offshore toepassingen
• DEF (Diesel Exhaust Fluid) voor toepassingen in de automobielsector
• 40% Ureumoplossing voor industriële rookgasbehandeling
• een ureumoplossing van 32,5%, die overeenkomt met de AUS32 van de ISO-norm 22241. De ARLA32 of ARLA40 die in Zuid-Amerika beter bekend is als zodanig.

Palamatic Process is een specialist in de behandeling van poeders en oplossingen op het gebied van recycling en rookgasbehandeling. Wij zijn gedurende het hele proces betrokken om u te adviseren en te ondersteunen bij uw rookgasbehandelingsproject.

Wij kunnen ook proceslijnen op maat leveren op het gebied van milieubeheer.