RTO Proces Warmteterugwinning

Een Regeneratieve Thermische Oxidizer (RTO) is een extreem efficiënte thermische naverbrander die gebruik maakt van een aantal keramische bedden, ofwel losse zadel vormige media ofwel honingraatblokken, met als doel de warmte zo optimaal mogelijk te absorberen.

Het keramisch bed wordt gebruikt om de inkomende procesluchtstroom voor te verwarmen, waarna de luchtverontreinigende stoffen worden verbrand, met temperaturen oplopend tot 1.000°C.

Het voornaamste voordeel van deze techniek is de zeer hoge VOS-vernietiging efficiëntie, tot wel een percentage van 99%. Door de hoge thermische efficiëntie resulteert dit in een laag of bijna geen gasverbruik. Deze techniek wordt in de gehele industrie gebruikt om geuremissies, VOS en gevaarlijke luchtverontreinigende stoffen die afkomstig zijn van industriële processen, te reduceren.

De keramische bedden zorgen voor een primaire warmteterugwinning en een thermische efficiëntie van maximaal 95%. Hierdoor ontstaat er een autotherme werking (zonder extra verwarming van een gasbrander) met een zeer lage VOS-concentratie van ongeveer 2 g/m³, dat wil zeggen minder dan 5% van de onderste explosieve limiet (LEL).

Wanneer de VOS- inlaatconcentratie de 2 g/m³ overschrijdt, zal de energie die aanwezig is in de VOS, die tijdens het oxidatieproces en de vernietiging van de VOS vrijkomt, de energieverliezen te niet doen. Kortom, het gasverbruik zal nihil zijn. Bij nog hogere concentraties zal de verbrandingstemperatuur binnen de RTO stijgen en deze overmatige energie heeft het potentieel om vervolgens te worden teruggewonnen.

Deze restwarmte zou in de vorm van lucht, bij een zeer hoge temperatuur tot 1.000°C, door middel van special ontworpen warmtewisselaars kunnen worden teruggewonnen. Tevens kan deze restwarmte teruggewonnen worden in verschillende vloeistoffen, waaronder thermische olie, water en stoom om aansluitend de restwarmte elders in het proces opnieuw te gebruiken. Een middelgrote RTO kan meer dan 500kW aan restwarmte beschikbaar hebben voor hergebruik.

Operational heeft de ervaring en technische expertise om de beschikbare hoeveelheid restwarmte in beeld te brengen en aansluitend een op maat gesneden systeem aan te bieden om de energie elders in het proces in te zetten. Hierbij nemen onze proces- en projectteams de volledige verantwoordelijkheid voor het ontwerp, de fabricage en de installatie van het warmteterugwinsysteem, inclusief warmtewisselaars, kanaalwerk, ventilatoren, leidingen, pompen, expansietanks en noodzakelijke sturing en instrumentatie.

De onderstaande referenties illustreren de milieutechnische verbeteringen alsmede de energiebesparingen die bereikt kunnen worden met een terugverdientijd van ca. 2 jaar.

Coating applicaties automobiel industrie – RTO Proces Warmteterugwinning

Onze klant produceert gecoate producten voor de automobielindustrie en maakt gebruik van ovens om deze te drogen. De bestaande RTO heeft als doel om de met VOS beladen afvoerstroom te reduceren, maar de RTO gebruikte een grote hoeveelheid gas, wat resulteerde in enorm hoge verbruikskosten.

Operational heeft een uitgebreide survey uitgevoerd om de problemen te identificeren en aansluitend een oplossing aan te bieden. De RTO werd uitgebreid aangepast en de bestaande keramische media werd vervangen door nieuw media met een hogere thermische efficiency en een hoger porselein gehalte. De capaciteit van de RTO is tevens verhoogd van 46.000 Nm³/h naar 55.000 Nm³/h en de thermische efficiëntie is verbeterd tot 99%. De energiekosten zijn met € 125.000 per jaar gereduceerd, waarna een terugverdientijd van minder dan 12 maanden werd bereikt.

Tapes voor bankbiljetten  – RTO Proces Warmteterugwinning

Een coatingproces die tapes voor bankbiljetten produceert, maakt gebruik van een RTO voor milieubescherming.

Operational heeft een gedegen survey van deze RTO uitgevoerd, met als doelstelling de restwarmte te hergebruiken voor halverwarming. Er werd geconstateerd dat 300kWh verloren ging en deze dus beschikbaar was voor hergebruik.

We hebben een volledig gelaste, roestvrijstalen wisselaar geïnstalleerd, waarbij we gebruik hebben gemaakt van een tegenstroom lucht / luchtwisselaar. Hiermee kon de 300kWh  teruggewonnen worden. Het systeem is verder voorzien van een geavanceerde temperatuurregeling- en luchtafmengsysteem. De totale energiebesparing van 40.000 euro per jaar werd bereikt met een terugverdientijd van 1,6 jaar.

Decor Coating Thermoplastische Film – RTO Proces Warmteterugwinning

Onze klant vervaardigt decor gedrukte thermoplastische films voor meubels, raamkozijnen en algemene bouwproducten. Tijdens het productieproces worden VOS verdampt, die een nabehandeling vereisen om aan de milieuwetgeving te voldoen. De bestaande nabehandelinginstallatie is gebaseerd op RTO-technologie, maar de bedrijfskosten bleken erg hoog te zijn, waarna Operational werd gevraagd om een oplossing aan te bieden om deze kosten te verlagen.

Operational heeft de bestaande zadelvormige keramische media vervangen door een 5-laags honingraat keramiek, waardoor de drukval over de keramische bedden aanzienlijk is verminderd en de thermische efficiëntie van 87% naar 97% is verhoogd. Tevens is de interne draagconstructie van de RTO vervangen, en is er een  bedtemperatuurbewaking inclusief controlesysteem  geplaatst.

De totale besparingen op gas en elektriciteit van € 75.000 per jaar werden bereikt met een algeheel rendement op de investering van 12 maanden.

VOS Nabehandeling- & Luchtverontreining systemen

Regeneratieve Thermische Oxidizer (RTO’s)

De oxidatie van VOS in luchtstromen ontstaat door een chemische reactie tussen de VOS en de zuurstof in de lucht, waarbij tevens, door een verhoogde temperatuur kooldioxide en waterdamp gevormd wordt.

De RTO is een extreem thermische efficiënte  naverbrander die gebruik maakt van een aantal keramische bedden om warmte van het uitlaatgas te absorberen. Het keramisch bed verwarmt de inkomende procesluchtstroom voor, waarna de luchtverontreinigende stoffen tot een temperatuur van 1.000°C worden verbrand. De keramische bedden zorgen dus voor een primaire warmteterugwinning van maximaal 95% thermisch efficiëntie, waardoor de thermische of autotherme werking van de naverbrander met zeer lage oplos-middelconcentraties van ongeveer 2 g/m³, dat wil zeggen minder dan 5% LEL functioneert.

Het voornaamste voordeel van deze techniek is een zeer hoge VOS-vernietigingsefficiëntie, vaak meer dan 99%, en een hoge thermische efficiëntie met een laag of bijna nul gasverbruik. Deze toepassing wordt gebruikt in de hele industrie om geuren, VOS en gevaarlijke luchtverontreinigende stoffen die afkomstig zijn van industriële processen, te reduceren.

Electrostatische filters

Een elektrostatische filter is een special ontworpen filter dat fijne deeltjes, zoals stof, rook en vloeibare druppeltjes met behulp van een geïnduceerde elektrostatische lading uit een uitlaatluchtstroom verwijdert. In tegenstelling tot andere technieken is een elektrostatische filter een oplossing die zeer efficiënt is in zijn energieverbruik,

Een elektrostatische filter werkt met van waterdamp verzadigde luchtstromen. Ze worden meestal gebruikt om vloeibare druppels, zoals zwavelzuur, te verwijderen uit industriële procesluchtstromen en voor gassen met een hoog vochtgehalte, brandbare deeltjes, of met klevende deeltjes.

Het modernste type  elektrostatische filter is een buisvormig verticaal (down-flow) geïnstalleerd systeem. Dit ontwerp maakt het mogelijk om, met het verzamelde vocht en deeltjes een ​​bewegende slurry te vormen, waarna het eenvoudig is om de oppervlakten te reinigen.

Deze techniek is ideaal voor het verwijderen van VOS met hoge kookpunten, zoals machine- of smeeroliën, weekmakers, offsetdrukinkten, coating applicaties en binnen de textielindustrie. De zichtbare emissies van deze processen zijn vaak de oorzaak van lokale klachten en zijn te wijten aan de koolwaterstoffen en oliën, die tijdens het afvoeren in de atmosfeer condenseren en dus druppels vormen, die een zeer zichtbare emissie creëren.

Het grote voordeel van dit milieutechnische systeem is dat het een combinatie mogelijk maakt met onze Eurokleen Coalescer (die submicrondruppels coalesceert in grotere druppels), een buisvormige elektrostatische filtertechniek (ontworpen om de vloeibare druppels van de luchtstroom te verwijderen) en tenslotte een demistersysteem om eventuele resterende overdracht van druppels te verwijderen. Elk van deze technieken is een toegevoegde waarde van het andere, wat een succesvolle en kosteneffectieve verwijdering van de zichtbare emissies creëert.

Condensatietechnieken

Condensatie komt voor wanneer een verzadigde damp in aanraking komt met een oppervlak waarvan de temperatuur onder de verzadigingstemperatuur ligt.

Condensatietechnieken zijn het meest geschikt voor koolwaterstoffen en organische verbindingen met relatief hoge kookpunten en concentraties met hoge dampfases. Deze worden vaak gebruikt in de web offsetdruk-, coating- en binnen de textielindustrie waar machine- of oliën, weekmakers- en drukinkten met een hoog kookpunt worden gebruikt. De zichtbare emissies van deze processen zijn vaak de oorzaak van lokale klachten van omwonenden en zijn te wijten aan koolwaterstoffen en oliën, die tijdens het afvoeren naar de atmosfeer zullen condenseren en dus sub-micron druppels vormen, waardoor een zeer zichtbare emissie wordt gecreëerd.

Het grote voordeel van dit systeem is dat een combinatie mogelijk is met ons Eurokleen systeem (die de submicrondruppels in grotere druppels coaleseert, te verzamelt en verwijdert uit de luchtstroom) en een demistersysteem om eventuele resterende overdracht van druppels te verwijderen. Elk van deze technieken is een toegevoegde waarde van het andere, wat een succesvolle en kosteneffectieve reductie van de zichtbare emissies creëert.

Eventuele VOS met een laag kookpunt die onwaarschijnlijk op kamertemperatuur volledig kunnen condenseren, worden niet verwijderd met deze reductie techniek. Als ze aanwezig zijn en een geurprobleem aan de plaatselijke bewoners veroorzaken, dan is er een adsorptietechniek vereist om deze onderdelen te verwijderen. Zie de beschrijving van deze techniek hieronder.

Scrubbers

Scrubbers worden gebruikt voor het reinigen van lucht en andere gassen die verschillende verontreinigende stoffen bevatten die schadelijk zijn voor het milieu en die eenvoudig kunnen worden gereduceerd of geneutraliseerd. Oplossingen kunnen gewoonlijk water (voor stof) of reagentia zijn die specifiek op bepaalde verbindingen gericht zijn. Processtromen kunnen ook in wateroplosbare giftige en/ of corrosieve gassen bevatten zoals zoutzuur (HCl) of ammoniak (NH3). Deze kunnen zeer goed verwijderd worden met behulp van een scrubber.

De verwijderingsefficiëntie van verontreinigende stoffen wordt verbeterd door het verlengen van de verblijftijd in de scrubber of door de vergroting van het oppervlak van de scrubber door gebruik te maken van nozzles of aspirators. Scrubbers kunnen het aandeel water in de lucht verhogen, wat resulteert in een zichtbare pluim, als de lucht in de atmosfeer wordt geblazen. Industriële toepassingen voor de bestrijding van geuren en VOS-emissies omvatten uitlaatluchtstromen van textielovens, printen, anaerobe processen, afvalverwerkende industrieën en voedselverwerkende applicaties.

Actief koolfilters

Oplosmiddelen, vluchtige organische stoffen (VOS) en andere verontreinigingen in vloeistoffen of gasfase kunnen geadsorbeerd worden met behulp van actief koolfilters.

Bijna alle materialen met een hoog vaste koolstofgehalte kunnen mogelijk worden geadsorbeerd. De meest gebruikte grondstoffen zijn kolen (antraciet, bitumineuze en bruinkool), kokosnootschelpen, hout (zowel zacht als hard), turf- en aardolie gebaseerde residuen.

De meeste koolstof houdende materialen hebben een bepaalde mate van porositeit en een inwendig oppervlak in het bereik van 10-15 m²/g. Tijdens absorptie zal de inwendige oppervlak groter worden. Het adsorptieprincipe is gebaseerd op de zeer poreuze structuur van de korrelvormige koolstof met elk gram geactiveerde koolstof, die typisch een totale oppervlakte heeft, inclusief alle interne poriestructuur van maximaal 1.200 m²/g.

Verontreinigingen worden verwijderd uit de gas- of vloeistofstroom door het proces van fysieke adsorptie. Fysische adsorptie is afhankelijk van de eigenschappen van de te adsorberen verontreinigende stof, de temperatuur van de te verwerken luchtstroom en de concentratie van de verontreinigende stof in de luchtstroom. De adsorptiecapaciteit voor een bepaalde verontreiniging vertegenwoordigt de hoeveelheid verontreinigende stof die geadsorbeerd kan worden op een eenheidsgewicht geactiveerde koolstof die wordt verbruikt onder de omstandigheden die van toepassing zijn. Typische adsorptiecapaciteiten voor matig geadsorbeerde verbindingen variëren van 5 tot 30 procent van het gewicht van de koolstof

Wanneer een koolstofbed ‘verzadigd’ is met verontreinigingen, zal de efficiëntie  verminderen en dient deze te worden vervangen of te worden geregenereerd door de  koolstofleverancier.

Koolstofabsorptie is zeer efficiënt vooral bij VOS en geur problematiek. Bij hoge luchtvolumes kan het echter oneconomisch zijn. Een prima economische alternatief is een combinatie van een scrubber en een koolstoffilter

Industriële toepassingen voor de bestrijding van geuren en VOC-emissies omvatten uitlaatluchtstromen van textielovens, printing, anaërobe processen, afvalverwerkende industrieen en voedselverwerkende applicaties.

Biofiltratie en biotricklingfilters

Biofiltratie is een emissiereducerende techniek waarbij gebruik wordt gemaakt van een bioreactor die levend materiaal bevat om verontreinigende stoffen op te vangen en biologisch te reduceren. Het omhelst een microbiotische oxidatie van verontreinigingen in lucht. Wanneer speciaal toegepast op luchtfiltering en zuivering, gebruiken biofilters micro-organismen om luchtvervuiling te verwijderen. De lucht stroomt door een compact bed waarna de verontreinigende stof op het oppervlak als een dunne biofilm wordt gebracht. Micro-organismen, waaronder bacteriën en schimmels, worden geïmmobiliseerd in de biofilm en verlagen het verontreinigende stof. Tricklingfilters en bio-scrubbers werken via een process, gebaseerd op de biofilm en de bacteriële werking in hun recirculerende water.

De toepassing van deze technologie vindt plaats bij het behandelen van in wateroplosbare vluchtige organische stoffen (VOS). Industrieën die gebruik maken van deze technologie zijn vooral voedsel- en dierlijke afvalproducten, afgassen van afvalwaterbehandelingsfaciliteiten, farmaceutische industrie, productie van houtproducten, verf en coatings, productie van harsen, enz. De behandelde verbindingen zijn typisch gemengde VOS en diverse zwavelverbindingen, waaronder waterstofsulfide. Zeer grote luchtstromen kunnen worden behandeld, hoewel er een groot oppervlak voor nodig is.

Een van de belangrijkste uitdagingen voor een optimale werking van de bio-filter is het behouden van voldoende vocht door het systeem. De lucht wordt normaal gesproken bevochtigd, door middel van een sproeisysteem, voordat het in het bed komt. Dit in combinatie met een bevochtigingskamer, bio-scrubber of bio-trickling filter.

Een goed onderhouden systeem opgebouwd uit een natuurlijk organisch verpakkings-medium zoals turf, plantaardige mulch, schors of houtsnippers heeft een levensduur van meerdere jaren. Wanneer dit media gecombineerd wordt met natuurlijke organische en synthetische componenten, zoals hydrokorrels, wordt de levensduur over het algemeen meer dan 10 jaar.

Een biofilter is een redelijk eenvoudig systeem om te bouwen en te bedienen en biedt een kosteneffectieve oplossing, op voorwaarde dat het verontreinigende stof in een gematigd tijdsbestek, bij redelijke concentraties, biologisch afbreekbaar is en dat de luchtstroom een juiste temperatuur heeft. Voor grote luchtvolumes kan een biofilter de enige kosteneffectieve oplossing zijn. Er zijn geen secundaire vervuiling en afbraakproducten die extra biomassa, kooldioxide en water vormen.

Een vraag hebben? Vul het onderstaande formulier in.