Naverbrander met warmtewisselaar

Beschrijving

Bij een naverbrander met warmtewisselaar, ook wel ‘recuperatieve thermische oxidatie’ genoemd, gaat het ontstofte procesgas eerst gedurende een korte tijdsspanne naverbrand worden op hoge temperatuur (ca. 850°C) zodat benzeen en bitumengeuren vernietigd worden. Vervolgens wordt het thermisch geoxideerde of behandelde hete procesgas geleid over een conventionele lucht/lucht warmtewisselaar om de niet-thermisch behandelde procesgassen voor te verwarmen alvorens ze geëmitteerd worden via de schoorsteen. Deze systemen halen een efficiëntie van ca. 75%, wat betekent dat het voorverwarmde onbehandelde procesgas slechts een bijstook nodig heeft van 200°C – 250°C om het temperatuursverschil te compenseren met de oxidatietemperatuur van 850°C. Figuur 33 geeft het principeschema weer van de werking van een thermische naverbranding met energierecuperatie.

Figuur 33: Principeschema van een naverbrander met warmtewisselaar (VITO, 2003))

Toepasbaarheid

Deze techniek is hoofdzakelijk geschikt voor gasstromen tot 50.000 m³/u. Voor de veiligheid is het essentieel dat de concentratie van koolwaterstoffen onder de 25% LEL (Lower Explosion Limit - onderste explosiegrens) blijft. Verontreinigingen in de gassen, zoals vetten en stof, kunnen de warmtewisselaar vervuilen, wat kan leiden tot rendementsverlies en uiteindelijk tot verstoppingen. Het is aan te raden dat stofconcentraties lager zijn dan 3 mg/m³. Dit kan echter problematisch zijn bij asfaltcentrales, zoals blijkt uit emissiemetingen beschreven in paragraaf 3.10.2. Een zorgvuldig ontwerp is daarom cruciaal. De sector geeft aan dat in Vlaanderen deze techniek niet wordt toegepast bij asfaltcentrales, vanwege de te hoge gasdebieten (doorgaans > 100.000 m³/u) en te hoge stofconcentraties (> 5 mg/Nm³) in de uitlaatgassen.

Milieuaspecten

Het voordeel van deze techniek is dat alle proces afgassen behandeld worden. Op deze manier zijn er geen emissies meer mogelijk van VOS, benzeen, en geurcomponenten welke het systeem verlaten via de schoorsteen.

Financiële aspecten

Volgens berekeningen gemaakt in het kader van het rapport ‘Behalen van de huidige benzeenemissiegrenswaarde’ (5 mg/Nm³) komt de benodigde hoeveelheid energie per uur op zo’n 1.526 MWh, wat overeenkomt met een meerkost van ca. 0,35 €/ton (afhankelijk van de huidige brandstofprijs), exclusief afschrijvingskosten en elektrisch verbruik.

Bronnen

(VITO, 2003)

(Bova Enviro+, 2021)