Ionisatie/Actieve zuurstof injectie/Ozoninjectie/Plasmazuivering/AEROX

Natuurlijk vervangingsmoment

Nee

Toepasbaarheid

Toepassingsgebied in de volgende sectoren:

• diervoederindustrie
• slachthuizen
• slibverwerkers
• waterzuiveringsinstallaties

Componenten

¹ Afhankelijk van de specifieke configuratie en bedrijfscondities. Waarden zijn in principe gebaseerd op halfuurgemiddelde waarden
² De behaalde geurreducties zijn sterk afhankelijk van de toepassing en de opstelling van de installatie (direct in de gasstroom of zijstroom, zie onder tussenkop Varianten)
³ VOS-verwijdering bij houtindustrie
⁴ Variant “LoTOx”

Randvoorwaarden

Beschrijving

De lucht of de te zuiveren gasstroom wordt door een reactorkamer geleid en hierin door middel van elektrodes onderworpen aan een zeer sterk elektrisch wisselveld (20 – 30 kV) waardoor ionen, vrije elektronen, radicalen en andere hoogreactieve deeltjes ontstaan. Er treedt geen noemenswaardige temperatuurstijging op. De hoogreactieve componenten zorgen voor een afbraak en (partiële) oxidatie van de aanwezige verontreinigingen. De meest actieve deeltjes in dit proces zijn N-, O- en OH-radicalen. Deze worden gevormd uit stikstof (N₂), zuurstof (O₂) en water (H₂O). Als de gasstroom rechtstreeks in de plasmareactor wordt gestuurd, gedraagt deze zich als een elektrostatische precipitator met een stofverwijderingsefficiëntie van >90 %. Om de reactor schoon te houden, moet in dat geval een (zelf)reinigingssysteem geïnstalleerd worden. De reiniging kan gebeuren door vibratie, perslucht of water. Bij stofvrije luchtstromen is dit reinigingssysteem niet noodzakelijk. Bij rechtstreekse behandeling is verwijdering van organische stoffen mogelijk. In geval van injectie van een geïoniseerde luchtstroom krijgt men voornamelijk een modificering van de geurmoleculen en in mindere mate een verwijdering van de organische vracht.

Principeschema

Financiële aspecten

Uitgebreide beschrijving

Varianten

• Ionisatie in combinatie met katalysator. Na de eigenlijke ionisatiestap kan de luchtstroom nog over een katalysator geleid worden. Deze werkt op kamertemperatuur en zorgt voor een verwijdering van de aanwezige ozon en zorgt voor een verdere oxidatie van de te verwijderen componenten. Bij sommige uitvoeringsvormen is dergelijke katalysator standaard aanwezig, bij andere is deze als optie beschikbaar. Dit zijn meestal actievekoolkatalysatoren.
• Zijstroominjectie (actieve zuurstofinjectie): bij te hoge temperaturen, te hoge stofconcentraties of corrosieve gassen kan het noodzakelijk zijn om een zijstroom (lucht) te ioniseren en deze luchtstroom in de hoofdstroom te injecteren. Omdat de ingebrachte gasstroom een volume heeft van 10 – 20% van de hoofdgasstroom, is het uitgaand debiet circa 10 – 20% groter dan het ingaande debiet, zodat er sprake is van een zekere verdunning. Werking in zijstroom is meestal minder efficiënt dan rechtstreekse ionisatie. Haalbaarheidstests zijn aangewezen om het rendement te achterhalen.
• Niet-thermische microplasmachemie kenmerkt zich door een laag energieverbruik (0,005 tot 0,040 kWh/1000 m₀³/uur). Dit wordt bereikt door een Dielectric Barrier Discharge (DBD) waarin een diëlektricum een spanningsveld (1,5 - 2,0 kV) creëert waarbij geen stroom loopt en aldus geen noemenswaardig elektriciteitsgebruik optreedt. De investeringskosten bedragen 5.000 tot 25.000 EUR/1.000 m₀³/uur te behandelen lucht (exclusief kosten katalysator van 300 EUR, standtijd 8.000 à 15.000 uur).
• De vormgeving en configuratie van de elektrodes en de aard van de gebruikte materialen verschilt van technologie tot technologie en is meestal door patenten beschermd.

Installatie: ontwerp en onderhoud

In principe compacte installatie.

Monitoring

Geurmetingen vereisen een zeer specifieke aanpak. Voor details wordt hier naar de NeR paragraaf 3.6 en bijlage 4.7 verwezen.

Voor- en nadelen milieu

Specifieke voordelen

• zeer compact
• aan- en uitschakeling naar behoefte (nauwelijks opstarttijd nodig)
• relatief eenvoudige bedrijfsvoering
• weinig gevoelig voor variaties in de gasstroom
• Het ionisatieproces heeft plaats bij lage temperatuur
• laag energiegebruik in vergelijking met naverbranders (voor gasstromen met lage energie-inhoud)
• bij werking in bypass weinig gevoelig voor stof

Specifieke nadelen

• elektriciteitsgebruik
• proefopstelling is zeer gewenst om situatiespecifieke effecten en haalbare verwijderingsefficiency te kunnen beoordelen
• is enkel geschikt voor VOS-verwijdering als het systeem direct op de gastroom wordt toegepast
• risico op elektromagnetische straling; dit risico is beperkt als de behuizing in metaal wordt uitgevoerd

Hulpstoffen

Energie circa 0,3 – 3 kW/1000 m₀³. Voor toepassingen in geurbestrijding moet eerder met de lagere cijfers uit dit bereik gerekend worden. Het verbruik is afhankelijk van de concentratie en het type van de te verwijderen component en van de luchtvochtigheid.

Katalysator; standtijd circa 8.000 bedrijfsuren; regenereerbaar.

Cross Media Effects

• Ozon. In het elektrische veld ontstaat ozon als nevenproduct. Als deze niet volledig weg- reageert, leidt dit tot ozonemissies. Ozon heeft een kenmerkende geur en kan, in hoge concentraties, schadelijk zijn voor de gezondheid. Onder normale atmosferische condities wordt ozon snel omgevormd tot zuurstof. Bij naschakeling van een katalysator (zie tussenkop Varianten) reageert de ozon volledig weg. In industriële toepassingen blijft de ozonemissie onder 1 ppm.
• Afvalwater. Als afvalwater komt een kleine hoeveelheid spoelwater vrij.
• Als er stof in de afgasstroom aanwezig is, dan komt dit als afvalproduct vrij.

Informatiebronnen

1. Beschrijving van luchtemissiebeperkende technieken, L26 InfoMil/Tauw, maart 2000
2. Leverancierswebsite www.aeroxinjector.com
3. Nederlandse emissierichtlijn lucht (NeR) paragraaf 3.6 en bijlage 4.7, 2008
4. IPPC Reference document on Best Available Techniques in Common Waste Water and Waste Gas Treatment / Management Systems in the Chemical Sector, February 2003
5. Gids luchtzuiveringstechnieken, VITO 2004/IMS/R/066
6. Dutch Association of Cost Engineers, editie 25, November 2006
7. US EPA CACT Air Pollution Control Technology Factsheet
8. Leveranciersinformatie: Aerox, Circlair