Dökümhane ve metalürji sektöründe Karbon Monoksit (CO) azaltımı

Bu vaka incelemesinde, BrofindⓇ‘nin metal endüstrisindeki çeşitli üretim atıklarında bulunan asil bir hammadde olan çinkonun geri kazanılması ve yeniden kullanımında faaliyet gösteren büyük bir Avrupa şirketinde uyguladığı teknik bir çözümü açıklıyoruz.

Bu geri kazanım fırsatı, özellikle, tehlikeli olarak sınıflandırılan bir atık olan, İngilizce kısaltması EAFD (Electric Arc Furnace Dust) olarak daha iyi bilinen yüksek miktarlarda atık malzeme üreten çelik üretim prosesiyle ilgilidir.

EAFD tozu içinde,özelikle yüksek çinko varlığı ve atık bertarafının artan maliyeti yeniden kullanım çözümlerinin getirilmesi için motive edici bir faktördür.

Bununla birlikte, çinkonun ham atık malzemeden (EAFD) ayrılması, temizlenmesi ve geri kazanılmasına yönelik endüstriyel süreç, büyük miktarlarda karbon monoksit (CO) üretir.

Waelz fırınlarının kullanıldığı çinko geri kazanım işlemlerinden kaynaklanan hava emisyonları aşağıdaki özelliklere sahiptir:

Geri kazanılacak çinko , üretim atığı içerisinde aşağıda belirtildiği şekilde farklı bileşen formlarında var olabilir.

•     Çinko oksit
•     Çinko silikat
•     Çinko ferriti
•     Çinko sülfit
•     Diğer

Geri kazanım prosesi , üretim atıklarının 1000 °C and 1500 °C sıcaklıkta içinde karbon içeren indirgeme ajanı/yakıt olan döner fırın ‘da arıtılmasını içerir.

Bu, WAELZ prosesi olarak bilinen,çinko bileşiklerinin hal değiştiren ve gaz fazında çinko okside oksitlenen , 907 °C’lik bir kaynama noktasına sahip olan elemental çinkoya indirgenmesini içeren kimyasal bir işlemi tetikler.

Çinko oksit daha sonra fırının çıkışında, mekanik filtreler olan ve toz giderme için yararlı olan ancak oksidasyon işleminde üretilen fazla karbon monoksiti parçalayamayan torba filtreler tarafından toplanır.

Bu nedenle, ek bir azaltma işlemi yapılmadan , son derece zehirli bir gaz olan CO yüksek miktarda atmosfere salınacak; Yetişkin bir insanın yüzde 0,1 CO içeren bir ortamda 30 dakika içinde ölümü bulduğunu söylemekle yetinelim.

Arıtma hedefi, atmosfere Karbon Monoksit (CO) emisyonunu mümkün olduğu kadar azaltmak ve mevcut belirli kirleticiler için belirlenen düzenleyici sınırlara uyumu sağlamaktır.

Analiz sırasında açıkça belirtilen neredeyse sabit hava akış özelliklerine sahip emisyonlar ve ayrıca kayda değer miktarda kirletici kütle akışları gerçeği göz önüne alındığında, 5 odacıklı bir rejeneratif termal oksidasyon tesisi kuruldu.

Bu çözümde, her rejeneratif odacık, bir ısı akümülatörü işlevi gören ve içinden geçen emisyon akışının yönüne bağlı olarak ısıtan veya soğutan bir seramik yatak içerir.

Arıtılacak emisyon, 1 ve 2 numaralı odalara ulaşır ve bir önceki adımda ısıtılan seramik yatağın içinden geçer, böylece reaksiyon sıcaklığına (yaklaşık 900 °C) mümkün olduğu kadar yakın bir sıcaklığa ısıtılır.

Bu sıcaklık, emisyon içindeki  kirleticilerin kendiliğinden yanmasıyla korunur, ancak yardımcı yakıtın ısıtma transistörlerine verilmesiyle de kontrol edilebilir. Arıtılacak emisyon, yeterli bir kalış süresi boyunca yanma sıcaklığında kalır.

Yanma odasından ayrıldıktan sonra, arıtılmış emisyon 3. ve 4. odacıklar boyunca yukarıdan aşağıya dikey olarak akar. Bu aralığın ortalama süresi değişkendir ve Brofind’in bilgi birikiminin bir parçası olan mantıksal bir sürece göre otomatik olarak ayarlanır.Beşinci oda, akışın tersine çevrilmesi sırasında , onsuz doğrudan bacaya taşınabilen tamamen arıtılmamış emisyonun bir kısmının ilave olarak arıtılmasına  izin verir.

Çinko metalurji endüstrisinde bir lider tarafından gerçekleştirilen özel uygulama, zorunlu olarak, aşağıdaki hedeflere ulaşılmasını sağlamak için tasarlanmış özelleştirilmiş tesis çözümlerinin tanımlanmasını ve uygulanmasını içermiştir:

• İşletme ve enerji maliyetinin optimizasyonu

           ○ Egzoz havasının reaksiyon sıcaklığına yakın bir sıcaklığa rejeneratif ön ısıtması ile elde edilen ilave yardımcı yakıt tüketiminin en aza indirilmesi.

           ○ Yüksek basınç dayanımı ve yüksek termal atalet sayesinde minimum enerji tüketimini sağlayabilen seramik malzeme seçimi

           ○ Baca atık suyunun iyi bir sıcaklığa sahip olduğu yerlerde fazla ısı enerjisinin geri kazanılması ve böylece örneğin brülörler için yanma havası veya kurutucular veya desikatörler için havanın kullanılması gibi ısıtmak için bir eşanjör kurularak dolaylı ısı geri kazanımına izin verir.

• Güvenlik ve kullanım

           ○ Tozun varlığından kaynaklanan tıkanma risklerini sınırlamayı amaçlayan tasarım

           ○ Bakım işlemlerini kolaylaştırmak için yapılan tesis yerleşimi

• Performans ve uyumluluk

           ○ Yüksek derecede hava arıtmayı garanti eden 5 odacıklı rejeneratif oksitleyici içeren teknik çözüm

           ○ Son derece düşük ikincil kirletici üretimi hedefleyen süreç yönetimi ( TOC ⥶ 20 mg C/Nm3 , CO ⥶ 50 mg/Nm3, NOx ⥶ 50 mg/Nm3)