Opvolging van de installatie en procesoptimalisatie

Beschrijving

Deze maatregel omvat verschillende benaderingen, waaronder het opvolgen van de installatie, het toepassen van procesoptimalisatie en, als een specifiek onderdeel van procesoptimalisatie, het verlagen van de afgastemperatuur.

Opvolging van de installatie

Bij het opvolgen van de installatie ligt de focus op het ontwikkelen van een systematische benadering van het proces, waarbij essentiële variabelen zoals procesparameters, AG-percentages, temperaturen van primaire granulaten, temperatuur van de vlam, temperatuur in de trommel, afgastemperatuur, vochtgehalte van de grondstoffen en materiaalkwaliteit gemonitord^[1] worden naast emissiemetingen.

• Procesparameters: Dit omvat bedrijfsinstellingen zoals de snelheid van de trommel, de voedingssnelheid van materialen en de verhoudingen van verschillende materialen. Het optimaliseren van deze parameters kan leiden tot efficiënter energie- en grondstofgebruik.

• Asfaltgranulaatpercentages: De samenstelling en kwaliteit van het AG in de mix zijn cruciaal voor zowel de kwaliteit van het eindproduct als voor emissies naar de lucht.

• Temperaturen van primaire granulaten: Deze temperaturen beïnvloeden de energie-efficiëntie en mengkwaliteit. Afwijkende temperaturen kunnen problemen veroorzaken in de mengkwaliteit.

• Temperatuur van de vlam en in de trommel: Essentieel voor de thermische efficiëntie en voor het behoud van de asfaltkwaliteit. Te hoge temperaturen kunnen het asfalt degraderen.

• Afgastemperatuur: Dient als indicator voor de energie-efficiëntie en heeft invloed op emissies.

• Vochtgehalte van de grondstoffen: Essentieel voor een efficiënt energieverbruik en behoud van kwaliteit van het product.

Een geïntegreerd beheers- en monitoringssysteem maakt het mogelijk de hoeveelheid asfaltgranulaat die wordt bijgemengd te reguleren op basis van de kwaliteit ervan, wat helpt bij het inschatten van potentiële (verhoogde) emissies. Verder draagt temperatuurbeheersing van de vlam in de recuperatietrommel bij aan het minimaliseren van piektemperaturen van het asfalt, waardoor emissies worden beperkt.

Om de informatiedoorstroming en de rapportagekwaliteit te bevorderen, kan de exploitant een register bijhouden van het type asfalt en het percentage asfaltgranulaat in het mengsel per productie. Dit register kan ter inzage worden gehouden door de toezichthouder.

Het type asfalt en het percentage asfaltgranulaat in het mengsel kunnen worden opgenomen in het meetrapport van de emissiemetingen.

Deze maatregel vertegenwoordigt een synergie tussen procesoptimalisatie en kwaliteitscontrole van asfaltgranulaat. Studies, zoals die van het VBW, indiceren dat een hoger percentage gerecycled asfalt de kans op luchtemissies verhoogt, met name die van benzeen en geur^[2].

Procesoptimalisatie

Procesoptimalisatie is een systematische benadering gericht op het verbeteren van bestaande procedures en werkwijzen binnen een proces om de efficiëntie, effectiviteit, en duurzaamheid te verhogen.

Het VBW-rapport (Vakgroep Bitumeuze Werken (VBW), 2021) wijst uit dat benzeenemissies verband houden met de piektemperaturen van asfaltgranulaat. Bij directe verwarming kan de temperatuur van het granulaat oplopen tot boven de 300°C door directe vlamcontacten en stralingswarmte. Indirecte verwarming beperkt de temperatuur echter tot ongeveer 180°C. De piektemperatuur is cruciaal voor het vrijkomen van benzeen. De volgende aanpassingen kunnen worden overwogen om deze piektemperaturen te verlagen:

• Het optimaliseren van de toevoer naar de trommel, zodat het asfaltgranulaat niet in direct contact komt met de vlam en minder stralingsenergie kan opnemen;
• Overschakelen van een direct gestookte zwarte trommel naar een indirect gestookte zwarte trommel;
• Het verlagen van de eindtemperatuur van het asfaltgranulaat;
• Het verlagen van de doorzet van de trommel (lager asfaltgranulaatpercentage en/of verlaging van de uurcapaciteit van de centrale^[3]);
• Het verwijderen en beperken van de fijne fractie uit het asfaltgranulaat, en enkel de grote fractie verwerken in de trommel (zie paragraaf 4.3.12). (Vakgroep Bitumeuze Werken (VBW), 2021)

Toch is de relatie tussen temperatuur en benzeenemissie niet lineair. Soms wordt er geen verband waargenomen. Niet alleen de aanwezigheid van gerecycled asfalt, maar ook de kwaliteit en samenstelling ervan spelen een rol in het uiteindelijke emissieprofiel. Verder onderzoek naar de identificatie en differentiatie van oud gedesintegreerd asfalt ten opzichte van kwalitatief gerecycled asfalt is essentieel om correlaties te leggen tussen benzeenemissies en het gebruikte gerecyclede asfalt (zie ook paragraaf 6.3.1).

Het blijft cruciaal om alle procesparameters te documenteren, zodat deze gekoppeld kunnen worden aan emissiemonitoring. Dit leidt tot een beter inzicht in welke emissies te verwachten zijn bij specifieke procesvoering en kan in de toekomst helpen bij het aandragen van gerichte oplossingen bij eventuele problemen.

Verlagen van afgastemperatuur

De afgastemperatuur van de trommel kan worden aangepast door het schoepenstrooipatroon te wijzigen. Dit patroon dient zodanig te zijn dat de schoepen gelijkmatig over de volledige breedte van de trommel strooien en de afgastemperatuur net boven de dauwpuntstemperatuur ligt, oftewel tussen de 80 en 100 °C. Indien de afgastemperatuur echter onder de dauwpuntstemperatuur valt, kan condensatie van dampen optreden.

Toepasbaarheid

Deze maatregel is algemeen toepasbaar en wordt niet gehinderd door technische beperkingen. Echter, het succes ervan hangt nauw samen met een effectieve monitoring. Door dit nauwgezet te doen, worden niet alleen emissies geminimaliseerd, maar ook de productie van asfaltmengsels die niet aan de gewenste kwaliteitsnormen en specificaties voldoen. Desalniettemin kunnen er beperkingen optreden afhankelijk van de gekozen technieken om de piektemperatuur te verlagen. Een voorbeeld hiervan is de overstap naar een indirect gestookte zwarte trommel, wat technische aanpassingen vereist.

Milieuvoordeel

Deze maatregelen kunnen een waardevol inzicht bieden in de relatie tussen de inzet van materialen en de productie van afgassen. Het uiteindelijke doel is om emissies naar de lucht te reduceren en (geur)hinder voor omwonenden te minimaliseren. Het monitoren en reguleren van temperaturen kan een significante invloed hebben op de vorming en daarmee de emissie van bepaalde stoffen. Onderstaand worden enkele concrete voorbeelden uit de literatuur toegelicht:

PAK’s:

Laboratoriumtesten wijzen uit dat bij temperaturen vanaf 150 °C de vorming van simpele aromaten en 2- en 3-ring PAK’s meetbaar is, zij het in zeer lage emissies. Naarmate de temperatuur stijgt, nemen de concentraties van bitumendampen toe. Bij temperaturen boven de 190 à 200 °C vormen zich ook PAK’s met grotere ringstructuren (5- en 6-ring PAK), welke mogelijk een verhoogd toxicologisch risico inhouden (Clifford R.Lange et al, 2007).

• VOS- en geur:

In het temperatuurbereik van circa 110 tot 170 °C, waar de asfaltproductie plaatsvindt, halveert de vorming van bitumendamp voor elke daling van 10 °C. Door zowel de temperatuur van het bitumen, het asfaltmengsel als de verwarmde asfaltgranulaten zo laag mogelijk te houden, kunnen VOS- en geuremissies aanzienlijk worden gereduceerd.

• Benzeen:

Onderzoek van het VBW toont aan dat het beperken van de piektemperatuur van asfaltgranulaten een gunstig effect heeft op de vorming van benzeen.

Tenslotte is er een meetcampagne uitgevoerd door een asfaltcentrale met indirecte opwarming van asfaltgranulaten. Tijdens deze campagne werd de behandeltemperatuur gevarieerd tussen 115°C en 155°C. Uit de resultaten bleek dat deze temperatuurvariatie invloed heeft op de gegenereerde emissies. De belangrijkste bevinding van het onderzoek is dat de optimale temperatuur – waarbij de emissies het laagst zijn – tussen de 125°C en 145°C^[4] ligt.

Financiële aspecten

Deze maatregel wordt beschouwd als financieel haalbaar voor de industrie. Het monitoren zelf vereist geen substantiële investeringen, maar het vereist wel een diepgaande kennis van het proces. Het is essentieel om specifieke procedures te ontwikkelen voor de diverse asfaltmengsels. Bij geautomatiseerde processen kan dit worden gerealiseerd door middel van aangepaste programmatie voor elk type asfaltmengsel. Echter, het implementeren van bepaalde technieken om de piektemperatuur te verlagen, zoals eerder beschreven, kan wel significante kosten met zich meebrengen (bijvoorbeeld de transitie naar een indirect gestookte zwarte trommel).

Bronnen

(Vakgroep Bitumeuze Werken (VBW), 2021)

 (Bova Enviro+, 2021)

(Leyssens, Verstappen, & Huybrechts, 2013)

(Vakgroep Bitumeuze Werken (VBW), 2021)