Paralleltrommel met afzonderlijke verbrandingskamer m.b.v. een hetegasgenerator (indirecte verwarming)

Beschrijving

Bij gebruik van een hetegasgenerator is er sprake van een indirecte verwarming van het granulaat in de paralleltrommel, omdat de brander met de verbrandingskamer zich buiten de droogtrommel bevindt. In deze externe verbrandingskamer worden hete verbrandingsgassen gecreëerd door de verbranding van een brandstof. Deze hete gassen worden, na menging met koelere gerecirculeerde lucht vanuit het einde van de paralleltrommel, ingebracht in de paralleltrommel (op dezelfde plaats als in een gewone paralleltrommel). De opwarming van de granulaten in de paralleltrommel gebeurt dan enkel via convectie van energie uit de warme verbrandingsgassen, en er is geen bijdrage meer van de straling vanuit de hete vlam, aangezien die zich in de verbrandingskamer bevindt. Het asfaltgranulaat wordt hierdoor geleidelijker opgewarmd en is veel minder onderhevig aan temperatuurpieken, wat ook voordelig is voor het beperken van emissies naar de lucht. Deze trage opwarming is dan ook het nadeel van dit systeem: de droogtrommel moet een grotere lengte hebben (1 of 2 meter), om hetzelfde rendement te kunnen blijven behouden. Dit maakt dat het niet eenvoudig is om een bestaande droogtrommel om te bouwen tot dit systeem met een hetegasgenerator. Figuur 29 geeft de schematische weergave van een asfaltcentrale met een hetegasgenerator voor het opwarmen van de zwarte trommel (asfaltgranulaten).

Figuur 29: Schematische voorstelling van een asfaltcentrale met indirecte stook via een hetegasgenerator (Vakgroep Bitumeuze Werken (VBW), 2021)

Een groot voordeel van de indirecte verwarming is dat de verbrandingskamer, die zich extern van de paralleldroogtrommel bevindt, niet meer gestoord kan worden door het ronddraaiend asfaltgranulaat in de droogtrommel. Hierdoor verloopt het verbrandingsproces in betere omstandigheden en is het beter controleerbaar. Verder heeft ook de recirculatie van de afgassen van de paralleltrommel enkele voordelen: deze koelere gasstroom verlaagt de temperatuur van het gegenereerde gas. Door een goede regeling van deze menging kan een meer constante temperatuur in de gasstroom gehandhaafd blijven (tussen 500 en 800 °C), waardoor het proces beter beheersbaar is. Door de recirculatie van de afgassen kan ook een naverbranding van deze afgassen optreden, waardoor minder onverbrande stoffen geëmitteerd worden. Hiermee is meteen ook een goede afscherming van het asfaltgranulaat van de hete vlam gerealiseerd, aangezien de vlam zich niet meer in de paralleltrommel bevindt. Door de lagere temperatuur van de lucht wordt ook het brandgevaar in de trommel sterk verminderd.

Toepasbaarheid

Systemen met een hetegasgenerator worden geplaatst omwille van het verlaagde brandgevaar, omdat een hogere graad van recycling mogelijk is of omdat met dit systeem beter aan de milieuvoorschriften voor de afgassen kan worden voldaan.

Bij een nieuwe asfaltcentrale is dit systeem eenvoudig implementeerbaar. Bij renovatie van een bestaande asfaltcentrale kan dit op beperkingen stuiten omdat de recuperatietrommel van de hetegasgenerator groter en langer is dan de bestaande (compacte) parallel recuperatietrommel.

De sector geeft aan dat in principe elke oude asfaltcentrale de ombouw kan realiseren, maar het is steeds maatwerk en de kostprijs dient geval per geval bepaald te worden (afhankelijk van de leeftijd, draagkracht van de constructie, enz.). Zo zal een recentere asfaltcentrale de ombouw makkelijker kunnen uitvoeren omdat de structuur van de constructie beter geschikt zal zijn dan bij een oudere asfaltcentrale. Bovendien wordt de periode tussen bestelling en het operationeel zijn van de nieuwe (omgebouwde) centrale tussen de 2,5 – 4 jaar geschat (haalbaarheidsstudie en eventuele andere studies niet meegeteld).

Op dit moment (2024) wordt deze techniek toegepast door 3 van de 16 asfaltcentrales (en een vierde in opbouw), maar wordt de techniek meer en meer overwogen vanwege de lagere emissies naar de lucht (incl. een verminderde geurhinder), verhoogde veiligheid (minder brandgevaar in de paralleltrommel), en de mogelijkheid om een grotere hoeveelheid aan recyclaten te gebruiken.

Milieuaspecten

Vermijden van VOS- en geuremissies.

Dit systeem garandeert dat het asfaltgranulaat niet aan hoge temperaturen wordt blootgesteld, waardoor de kans op VOS-, PAK-, en benzeenvorming kleiner is dan bij de klassieke direct gestookte installatie. Het systeem garandeert echter niet dat er helemaal geen benzeen kan ontstaan uit oud gedegradeerd bitumen, maar biedt wel een hogere voorkomingsgraad. Een nadeel van deze maatregel is dat er minder flexibiliteit is om de temperatuur snel te verhogen of te verlagen (omdat de warmteoverdracht enkel door convectie gebeurt, en dus trager verloopt, zie ook paragraaf beschrijving)  als gevolg van veranderde procescondities zoals vochtgehaltes in het asfaltgranulaat.

Een overzicht van de sectorale parameters van de bedrijven die indirecte opwarming toepassen werd in het kader van deze BBT-studie geanalyseerd. Tabel 16 geeft de ranges van de emissies naar de lucht weer:

Tabel 16: Overzicht van de behaalde ranges van de sectorale parameters (en benzeen en PAK) bij indirecte opwarming van de AG

Het percentage recyclage werd gevarieerd van 20% tot 100%.

De voornaamste conclusies zijn:

• Alle huidige normen werden in de meeste gevallen (ruimschoots) behaald;
• De emissies fluctueerden met een variërend percentage recyclage, maar er kon geen correlatie worden teruggevonden;
• Benzeen wordt slechts in zeer kleine hoeveelheden gevormd.

Tenslotte werd bij één bedrijf in een laatste meetcampagne een aantal snuffelmetingen uitgevoerd om inzicht te krijgen in de impact van de productie op de (geur)hinder in de omgeving. Hieruit bleek dat de gemiddelde maximale geurwaarnemingsafstand met zo’n 30% gereduceerd kon worden (van ca. 900 m naar ca. 600 m) na de omschakeling van een directe naar een indirecte opwarming.

Financiële aspecten

De kosten voor de ombouw van een asfaltcentrale liggen rond de 2,6 - 4 miljoen € voor een gemiddelde installatie.

Een paralleltrommel met afzonderlijke verbrandingskamer zou voor operationele winst kunnen zorgen, met name door lagere stookkosten en de mogelijkheid om een hoger percentage aan recyclaten te verwerken^[1].

Een volledig nieuwe asfaltcentrale zal ongeveer 10 miljoen € of meer kosten.