Promiljø For et bedre indre og ytre miljø ved smelteverkene 22. sept. 2011

Like dokumenter
Miljøkonsekvenser ved eksport av avfall til energigjenvinning

Nobio. Utslippskrav til eksisterende anlegg fra Mulige tiltak for å oppfylle kravene. Driftsseminar oktober 2013

Dri$sseminar 21. oktober 2014 Utslippsmåling for kjelanlegg opp ;l 10 MW utslippskrav, krav ;l målepunkter og prak;sk rigging

Tillatelse etter forurensningsloven til pilotanlegg for energigjenvinning av CO-gass - Eramet Norway AS avd. Sauda

Karbonfangst og lagring fra energigjenvinning av restavfall i Oslo. Pål Mikkelsen Direktør CCS, Fortum Oslo Varme

FORBRENNINGSANLEGG II TEKNIKK GJENNOMGANG. 24. september 2008 i Hamar.

Kan flyveaske benyttes til å fange CO 2?

Kapittel 12. Brannkjemi Brannfirkanten

NO X -chemistry modeling for coal/biomass CFD

Miljøløsninger i praksis

Klimakutt i industrien Bellonakonferanse om Klimakur 23 mars Jacob J. Steinmo Teknisk direktør

Naturgass til metallproduksjon

Per Arne Kyrkjeeide, Forsker, Teknova AS: Eyde Biokarbon. NCE Eyde - FoU Forum Elkem AS, Kristiansand

- DOM Group Safety AS

Biogass. Miljøperspektiver for biogass i et helhetsperspektiv. Leif Ydstebø

ERAMET NORWAY. Industrikonferansen Grenland 2017

We ve got the power. Finnfjord mot null utslipp

Biokarbon i Ferrolegeringsindustriens Forskningsforening. Leif Hunsbedt, Eramet Norway ALLOYS, ORES & PEOPLE.

Forus Energigjenvinning

Naturgass til materialer

Studie av overføring av kjemisk energi til elektrisk energi og omvendt. Vi snakker om redoks reaksjoner

FORBRENNINGSANLEGG IV KONTROLL AV ANLEGGENE. 24. september 2008 i Hamar.

Fra Industriutslippsdirektivet (IED) til norske forskrifter. Høringsmøte mandag 9. september 2013

Den norske gasskonferansen Klima- og Miljøregnskap for energigass nå og i 2020

Presentasjon av HPC og HET teknologien. Av Sjur A Velsvik Eldar Eilertsen

SPL behandling på Elkem Bjølvefossen. Presentasjon 10. desember-2008

Hafslund Miljøenergi Borregaard Waste to Energy. Presentasjon. Endres i topp-/bunntekst

We ve got the power. Finnfjord mot null utslipp

Temadag og Årsmøte 2009 Av Flemming Sørensen, FMC Kongsberg Metering. Fra Styret:

Hva er diffuse utslipp? eller. Hva kan vi måle, og hvordan?

Det handler om vår identitet

T L) = H λ A T H., λ = varmeledningsevnen og A er stavens tverrsnitt-areal. eks. λ Al = 205 W/m K

Energikonsept Strindveien 4

Biogass på hvert gårdsbruk? Kan være en god løsning!

Det ble ikke konstatert avvik i forbindelse med kontrollen. Følgende anmerkninger ble imidlertid gitt:

Scanbi bio bi Bjugn Kan KAT II Kan KAT II materiale materiale fra fra oppdrett erstatte erstatte fyringsolje i biprodukts industrien?

Innsatsgruppe Energieffektivisering i industrien. IG Leder, Are Magne Kregnes, Siemens. Energiforskningskonferansen 2011

Haraldrud energigjenvinningsanlegg

ISO sertifisert: Ja Utslippstillatelse av: Antall sider i rapporten: 4. Bransjenr. (NACE-koder): Forrige kontroll:

UTNYTTELSE AV ENERGI OG UTSLIPP AV KARBONDIOKSID

Glencore Manganese Norway Arctic Cluster Team 2018 Bjørn Ugedal

FOU for en bærekraftig fremtid. Nils Eivind Kamfjord FOU og Teknologi Elkem Salten

Kjøpsveileder pelletskamin. Hjelp til deg som skal kjøpe pelletskamin.

Oppsummering av første del av kapitlet

TEKNISK RAPPORT FRANZEFOSS MILJØKALK AS UTSLIPPSMÅLINGER RAPPORT NR REVISJON NR. 01 DET NORSKE VERITAS

Karbonfangst. Den teknologiske utviklingen Polyteknisk forening 17/ Espen Olsen, 1.aman, energifysikk

Rapport etter forurensningstilsyn ved Hallingdal Renovasjon IKS

Rapport etter Fylkesmannens tilsyn ved Findus Norge AS, avd. Tønsberg

HMS-FAKTA (FORENKLET SIKKERHETSDATABLD)

HMS datablad. 2. Sammensetning/informasjoner om enkelte bestanddeler

Måling av utslipp fra lasting av båt

- Kinetisk og potensiell energi Kinetisk energi: Bevegelses energi. Kinetiske energi er avhengig av masse og fart. E kin = ½ mv 2

Inneklima og teknisk tilstand - metoder og erfaringer

NOx-fondet og støtte til tiltak

Utslipp fra kremasjon begrensning av forurensning

Mats Rosenberg Bioen as. Bioen as

HØRINGS NOTAT NOU 2006:18 ET KLIMAVENNLIG NORGE MILJØVERNDEPARTEMENTET, POSTBOKS 8013 DEP, 0030 OSLO.

Fremtidige energibehov, energiformer og tiltak Raffineridirektør Tore Revå, Essoraffineriet på Slagentangen. Februar 2007

Tørkehotell Ålesund Knut Arve Tafjord

CCS- barrierer og muligheter, hva må til?

Tekniske installasjoner i Passivhus.

7 t 11 t 14 t kr. 350 t kr. 1 Returkraft mottar avfall 2 [FUNKSJONER PÅ RETURKRAFT HEFTE B]

B e d r e b y l u f t f o r u m ; E r f a r i n g e r f r a a n l e g g s e i e r - B o r r e g a a r d

Biokraft Er teknologien effektiv nok?

Anleggsnr. Kontrollnr. Saksnr. Rapportdato: I.FMOA 2017/ /

LIVSLØPSVURDERING AV LØSNINGER FOR BIOKULL I INDUSTRIEN «NCE EYDE LIFECYCLE»

Kvantifisering av diffuse støv Eramet Sauda Oliver Severin

Inspeksjonsrapport: Inspeksjon ved Elkem Bjølvefossen

PROSESSFORBEDRINGER STØTTET AV FORSKNINGSRÅDET. Aasgeir Valderhaug Elkem AS, Technology Forskningsrådets næringslivsdag i Agder

Brann og dens luner. Ragnar Wighus. SINTEF NBL as. SINTEF NBL as

CO 2 og karbonbudsjettet. Betydning for klima og klimaendringer

DRIFTSOPERATØRSAMLING MØRE OG ROMSDAL 2011

LIVSLØPSVURDERING AV LØSNINGER FOR BIOKULL I INDUSTRIEN «NCE EYDE LIFECYCLE»

Økt gjennvinning gjennom bedre sortering

Utslipp til luft og sjø fra skipsfart i fjordområder med stor cruisetrafikk

SILENCIO 36/THERMO/HUNTON NATUR

Fremtidens bygg Hvordan kan vi ligge i forkant? Jette Cathrin Hopp Project Director, Senior Architect DI M.A. MNAL

PARTIKKELMODELLEN. Nøkler til naturfag. Ellen Andersson og Nina Aalberg, NTNU. 27.Mars 2014

VEDLEGG 1.1 Beskrivelse av Yara Norge AS, Yara Porsgrunn

027/2004 Endelig RDMN Mo Industripark Postboks Mo i Rana

Beregning av skorstein elektrosentral Flesland

Vi forvandler avfall til ren energi!

Røykvarslere Nina Kristine Reitan, PhD

Søknad om Tillatelse til radioaktiv forurensning

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET FAKULTET FOR MASKINTEKNIKK EKSAMEN I EMNE SIO 7030 ENERGI OG PROSESSTEKNIKK

EKSAMEN I FAG TEP4125 TERMODYNAMIKK 2 Laurdag 17. august 2013 Tid:

IFEA On-Line Analyse September Sesjon 2: Målemetoder. Prøvetaking og Prøvebehandling Gass

CO 2 og karbonbudsjettet. Betydning for klima og klimaendringer

Offshore vindkraft. Peter M. Haugan Norwegian Centre for Offshore Wind Energy (NORCOWE) og Geofysisk institutt, Universitetet i Bergen

Innovativ utnyttelse av aske fra trevirke for økt verdiskapning og bærekraftig skogbruk.

TRANSPORT, MILJØ OG KLIMA Litt om forskning og om store utfordringer

Litt informasjon om Returkraft

Veileder Energihandlingsplan

Rapport etter Fylkesmannens tilsyn den ved Nortura Tønsberg, Åskollen, Tønsberg kommune

Hyperbar avfuktning, termodynamisk regneeksempel

Flyveaske NOAH kundekonferanse, 6.mars 2019

Hva betyr CO 2 -fangst for mur- og betongbransjen?

SIKKERHETSDATABLAD UNIVAR GREASE LTS 1

ØKONOMISKE VIRKEMIDLER RELEVANT FOR OMBRUK OG MATERIALGJENVINNING AV BYGGAVFALL?

ECOPRODUCT - VERKTØY FOR MILJØBEVISSTE PRODUKTVALG

Transkript:

Promiljø For et bedre indre og ytre miljø ved smelteverkene 22. sept. 2011 Prosjekt resultater Bernd Wittgens SINTEF

Oversikt presentasjon Hvorfor prosjektet? Målsetting Prosjektets struktur Metodikk Utvalgte Resultater

ProMiljø er et tverrfaglig samarbeid mellom: Ferrolegeringsindustriens Forskningsforening Materialer og kjemi og IKT 5-års prosjekt fra 2006-2011 totalramme 26 mill.

Utfordringer til industrien: Reduksjon av miljømessige konsekvenser Reduksjon av forbrenningsrelaterte emisjoner (NO x, SO x, ) Restriksjoner for deponering av avfallstoffer Krav om økt energiutnyttelse Krav om forbedret indre miljø Reduksjon av diffuse utslipp Avgifter på utslipp av klimagasser (CO 2 )

Oversikt over delprosjekter Aktivitet År 2006 2007 2008 2009 2010 A2. Dr. Ing. 2 Tappehullsproblematikk x x x A3. Kartlegging og kvantifisering (indre miljø) x A4. Undersøkelse av uidentifiserte forurensninger i avgass x A5. Multikomponent optisk gassmåler x x x x x A6. Forhold mellom energistrømmer, massestrømmer og ytre miljø (IPPC) A7. Modellbasert forståelse: NOx-danning og reburning A8. Modellbasert forståelse: Charge-modell og strømning i ovn under tapping A9. Modellbasert forståelse: Pyrolyse og produktivitet x x x x x x x x x x x A10. Konseptstudie sterkt reduserte utslipp x x x x x A11. Industriell uttesting av del-konsepter x x x x A12. Tapperøyk: Mn tapping x x x A13. Tapperøyk: Si tapping x x x A14. Utblåsning og ras x x x x x

Målsetning med Promiljø: Fra råstoff til produkt... Prosess optimalisering og Prosesskontroll Kontroll på utslippskilder (gass, partikler og energi) Utslipp etter rensing Redusere tap av materialer og energi Videreutvikling av optisk måleutstyr Prosessforståelse chargering og pyrolyse Indre miljø: utslipp under tapping Materialbalanse

Leveranser fra Promiljø Ytre miljø Utvikling av teknologikonsepter som resulterer i: Redusert NO x utslipp med 30% i forhold til 2004 Redusert SO x utslipp med 90% i forhold til 2004 Oppsamlet 90% av fossil CO 2 Redusert karbontap skal gir 5% lavere CO 2 -utslipp Økt energigjenvinning: ca. 40% av ovns elektriske effekt kan gjenvinnes som elektrisk kraft Modellbasert forståelse for sammenheng prosess og miljø Ny optisk multikomponent målemetode Indre miljø Diffuse utslipp Beskytt ansatte for belastninger Unngå utslipp og/eller samle opp utslipp Personlig verneutstyr

Ytre miljø Grunnlegende forståelse av prosessen vha. iterasjonen mellom målinger og modellering Strømningsforhold i ovn inkl. termodynamiske forhold Konserveringsligninger for flerfase systemer: faststoff, smelte og gassfaser og overgang mellom fasene Kinetiske modeller Maksimal energigjenvinning Redusert falskluft inntak Resirkulering av røykgass reburning Konvertering av termisk til elektrisk energi Mimimale utslipp av støv, støvbundene stoffer og miljøskadelige gasser

Indre miljø Studere og løse miljøprobleme pga. Avgang av tapperøyk: røyklegging av verket og påfølgende helserisiko respektive flammeutvikling Modellbasert forståelse av fenomener i ovn Utvikling og anvendelse av nye måle- /overvåkningsteknikker Utforming av tappehull Avdamping av metall Hvilke mekanismer styre mengden og sammensetning Utslipp fra røykhette og kanalsystem Overvåkning av røykdanning i ovn (eksessiv ved ras) og strømningsmekanisk modellering Overvåkning av driften til ovn Optimering avtrekksystem

Modellering: Fra krater til skorstein... FEEDSTOCK EMISSIONS MÅLINGER HETEROGENEOUS REACTIONS DRYING CO, CO 2, H 2, H 2 O,,,NO x PYROLYSE PYROLYSIS H 2 O FORBRENNING NO x DANNELSE HOMOGENEOUS REACTIONS CO 2, H 2 O,,,NO x REACTIVITY Char, Tar, CO, CO 2, H 2, H 2 O, C x H y,no x, HCN, NH 3 FeMn, FeSi, Si, SiMn

A7. Modellbasert forståelse: NO x -danning og reburning Reduser O 2 konsentrasjon i flamme sonen Reduser maksimum temperaturer gjennom oppvarming av inerte forbrenningsprodukter i resirkulert røykgass Oppdatering av eksisterende modeller og evaluering Storskala turbulensmodellering Gir injeksjon av resirkulert røykgass redusert NO x? Korrelasjon mellom NO x og SiO 2 -danning? O 2 + CO O + CO 2 2OH O + H 2 O OH + CO H + CO 2 N + NO N 2 + O N + O 2 NO + O N + OH NO + H H + O 2 O + O O + H + M OH + M 2O + M O 2 + M O + CO +M CO 2 +M H + OH + M H 2 O +M 11

Resirkulering implementert i FLUENT Tilførsel gjennom ovnstaket Reduksjon av frisk luft tilførsel Konstant røykgassmassestrøm (73 kg/s). Resirkluert kg/s 0 % 0.0 5 % 3.7 10 % 7.3 15 % 11.0 20 % 14.6 25 % 18.3 30 % 21.9 35 % 25.6 40 % 29.2 12

Temperaturreduksjon fra 2035 til 1700 K Recirculation = 0% Recirculation = 40% 13

Konklusjon NO x For mindre en 10% resirkulert røykgass Netto temperatur økning registrert; ingen reduksjon i NO x -utslipp For mer enn 10% resirkulert røykgass Nox-danningsrate er redusert siden det er mindre oksygen for en forbrenning tilgjenglig Effekt av mindre oksygen er større en temperatur økning i ovn Maksimal mengde resirkulert røykgass ca. 40% 14

Sammenligning: Måling og Modellering Anlegg 1 Anlegg 2 Model Si dryss Si dryss Mass flow Nm3/h 86 400 140 000 200 933 Off-gas o C 747 732 640 O2 %vol 16.6 17.5 18.1 CO2 %vol 7.0 6.4 6.1 NO ppm v 199 168 18 15

Effekt av forbrenning med CO og SiO (eks. Resirk.) Si + O 2 SiO 2 Si + O SiO SiO + O SiO 2 Case 1 Case 2 CO CO SiO Mass flow kg/s 4.2 4.0 0.2 Mass flow Nm 3 /h 201 000 Off gas o C 640 NO ppmv 18 201 000 667 131 16

Modellbasert forståelse: A8. Charge-modell & A9. Pyrolyse Visualisere massestrømmer i chargen Utviklete modeller for pyrolyse av enkeltpartikler disse kombineres til makroskala modeller Innføring av gasstrømmer og interaksjoner mellom partikler Calculation of massflow using A3 and A4 40 MW Si furnace Area for each pipe (supply of material) 6.4 m2 (=A3 divided by the number of charging pipes) Massflow each pipe 1626 kg/h Massflow 0.07 kg/s/m2 Model A4 0.213 m2 Massflow 0.015 kg/s Activ area for each pipe 1.9 m2 (assumes that 30 % of the area is used for 70 % of the mass) Massflow each pipe 1138 kg/h Massflow 0.17 kg/s/m2 Model A4 0.213 m2 Massflow 0.035 kg/s 17

Partikkelstrøm visualisert Uniform transport av partikkler til krater Farger iht. oppholdstid Video 1 18

Kombinasjon FLUENT model for gasstrømmer og EDEM for partikkelstrømmer Problem: Ikke mulig å løse selv for meget korte tidsskritt (med dagens model og regnekraft) 19

A10) Konseptstudie sterk reduserte utslipp Benchmark: Avfallsforbrenningsanlegg Mulige tiltak: Støv: forbedret filter SO 2 : sjøvannsvasker Dioxin/Furane/PAH: som regel mindre enn ved avfallsforbrenningsanlegg NO x : Resirkulering av røykgass / SCR eller SNCR som DeNO x CO 2 : Lukket FeSi-ovn / Carbon Capture and Storage Produksjon av alger

A10 & A11) Fra konseptuell design til installasjon

Forbedret tapperøksavsug- en kombinasjon av måling, prosessforståelse og CFD 1578,0 C 119,7 C FØR ETTER 22

A12. Tapperøyk: Mn tapping / A13. Tapperøyk: Si tapping Systematiske målinger som skal avdekke hvilke effekter styrer avgang av tapperøyk Bedre tildekking i tappeområdet 23

Sammendrag resultater Økt forståelse av prosessen vha. iterasjonen mellom målinger og modellering Forståelse om danningsmekanismer for utslipp og hvordan disse kan påvirkes Forbedret innsikt i materialbalanse Innsikt i krav for effektiv l energigjenvinning Optimering ventilasjons og avgass system Ser mulige tekniske løsninger for forbedret emisjonskontroll Ett nytt måleinstrument utviklet og testet Økt anvendelse av avansert måleinstrumenter Forbedret overvåkning av smelteovn Bedre oversikt over utslipp (mengder og type) Tekniske løsninger for forbedret indre miljø er under installasjon 24

Takk for oppmerksomheten!