Varmegenvinding fra korrosive røggasser

Fredericia

Varm røggas fra teglværkets ovn udgør en betydelig uudnyttet varmekilde, der kan anvendes til opvarmning af tørrerierne, i ovnen eller som supplement til fjernvarmenettet som erstatning af fossilt brændsel. Projektets formål er at udvikle og demonstrere omkostningseffektiv røggasrensning, der samtidig muliggør varmegenvinding fra korrosive gasser.

Projektbeskrivelse

Under brænding af teglsten som foregår ved 1.000–1.200°C frigives korrosive stoffer. Processens varme røggasser ledes via afkast til det fri ved en temperatur på 150 - 250°C.

De varme røggasser udnyttes ikke i dag, da gassen indeholder vanddamp der reagerer med fluor og svovl og danner stærke korrosive syrer som flussyre, salpetersyre og svovlsyre, derfor er det ikke muligt at anvende varmeveksler i traditionelle materialer. Alternative materialer som teflon og plastik kan ikke klare de høje temperaturer fra røggassen, det er derfor nødvendigt at rense røggassen inden varmen kan udnyttes.

Eksisterende skrubberløsninger til røggasrensning medfører høje installationsomkostninger i størrelsesordenen 12–15 mio. kr. hertil kommer omkostninger til additiver og rengøring.

Projektet har til formål at udvikle en kompakt vådskrubber i plastik eller fibermateriale hvor vand og faststof separeres uden for skrubberen inden vandet passerer en varmeveksler. Målet er en skrubber bestående af en to-trins proces, hvor den primære vask af røggassen foregår med vand, som pH reguleres. Pointen ved at anvende en 2 trins proces frem for at rense røggassen direkte med kalk er, at vaskevæsken er homogen, og ikke giver udfældninger og belægninger alle vegne.

Da varmen fra røggassen overføres til vaskevandet gør det det nemmere at udnytte varmen i traditionelle pladevekslere inden vaskevandet genanvendes i skrubberen. Da anlægget udføres i plastmaterialer og traditionelle varmevekslere forventes det at hele anlægget kan udføres for en pris omkring 1-2 mio. kr., hvorved det bliver rentabelt at udnytte energien fra den varme røggas.

Deltagerne ønsker at installere et pilotanlæg i fuld skala til rensning af røggassen med efterfølgende håndtering af affaldsprodukterne og med veksler til udnyttelse af varme. Den danske teglværks branche bruger ca. 450.000 MWh/år i brændsel, det forventes at ca. 20.000 MWh kan hentes i de varme røggasser og dermed substituere tilsvarende mængde fossilt brændsel i fjernvarme nettet eller til procesopvarmning. Demonstreres det at anlægget fungerer i praksis, er markedspotentialet stort. Alle teglværker søger at reducere driftsomkostningerne og kan røggassen renses samtidig med, er mange klar til at investere. Umiddelbart estimeres antallet af potentielle anlæg at være 10 – 15 i Danmark og 50 -75 i Europa.

Resultater

Teglværksbranchen i Danmark, Kalk og Teglværksforeningen af 1983, har medvirket i dette projekt, som skulle klarlægge og dokumentere tekniske og økonomiske forhold omkring røggasrensning med vådskrubber teknologi for at udnytte varmen i gasserne.

Under brænding af teglsten, som foregår ved 1.000–1.200° C, frigives bl.a. HF, SOX, NOX og HCl, som alle er korrosive stoffer. Processens varme røggasser ledes via afkast til det fri ved en temperatur på typisk 120 – 180 °C. For at overholde gældende emissionsgrænser, er der på de fleste teglværker installeret relativt høje skorstene, og enkelte teglværker er forsynede med tørfilter røgrensningsanlæg. Varmen fra røggasserne udnyttes ikke i dag, da gassen indeholder vanddamp der reagerer med fluor, chlorider og svovl og danner stærke korrosive syrer som flussyre, salpetersyre, saltsyre og svovlsyre, og derfor er det ikke muligt at anvende varmeveksler i traditionelle materialer. Alternative materialer som teflon og plastik kan ikke klare de høje temperaturer fra røggassen, og det er derfor nødvendigt at rense røggassen inden varmen kan udnyttes. Projektet er gennemført med følgende interessenter:

  • Kalk- og Teglværksforeningen af 1893
  • Wienerberger (Petersminde Teglværk)
  • Ammongas (leverandør)
  • EnviScan (rådgivende ingeniørfirma)

Petersminde Teglværk på Fyn ønskede at få belyst muligheder for at reducere emissioner for hydrogenfluorid, og havde i den forbindelse et ønske om generelt at reducere indholdet af sure stoffer, således at det ville være muligt efterfølgende at udnytte overskudsvarmen fra røggassen. Hos Petersminde Teglværk blev der installeret et small-scale pilot anlæg med henblik på at undersøge mulighederne. Der er gennem dette projekt gennemført en række undersøgelser og analyser af den undersøgte fler-trins rensningsmodel, specielt omkring funktionalitet, virkningsgrader samt affaldsstoffer og deres bortskaffelse.

Projektet er ikke blevet gennemført i fuld skala, hvilket medfører at der udestår en række konklusioner, idet test kun er gennemført på pilot anlæg gennem relativt korte tidsforløb, som ikke afspejler en realistisk driftssituation.

Key figures

Periode:
2013 - 2015
Bevillingsår:
2013
Egen finansiering:
0,76 mio.
Støttebeløb:
0,74 mio.
Støtteprocent:
50 %
Projektbudget:
1,50 mio.

Kategori

Program
EUDP
Fælles overordnet teknologiområde
Energieffektivitet
Projekttype
Udvikling
Journalnummer
64013-0141

Dokumenter

Deltagere

EnviScan A/S (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
EnviScan A/S 0.34 mio. 0.34 mio.
Wienerberger - Petersminde Teglværk 0.29 mio. 0.29 mio.
AMMONGAS A/S 0.12 mio. 0.13 mio.