CO2-afvang op een biomassaketel voor de glastuinbouw - artikel

Plant & Factory 30/10/2020 10:41:31

Drie Nederlandse tuinbouwbedrijven sloegen zo'n vijf jaar geleden de handen in elkaar om de stijgende gaskosten te bestrijden en hun tuinbouw-bedrijven te verduurzamen.

Lees hieronder verder   
Verwant

BYD installeert bladbatterijen in alle elektrische auto’s

Elia Group lanceert verbeterd Inside Information Platform

Elia incubator stimuleert digitale innovatie

Batterij krijgt hoge actieradius en snelle oplaadtijd

Ontwikkeling vliegtuigbrandstoffen uit biomassa

Kostenverlaging mogelijk voor geothermische stadsverwarming

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

The future of smart manufacturing with IIOT

Virtueel online event

donderdag 15 april 2021

Smart Electrical Grid & Heat Grid Buildings

Live Webinar

van 21/04/2021 tot 28/04/2021

CE-machinerichtlijn 2006-42-EG

Online cursus IE-net

van 27/04/2021 tot 6/05/2021

EPLAN Virtual Fair

Online

van 28/04/2021 tot 29/04/2021

Grand Paris Express

Live Webinar

dinsdag 4 mei 2021

Sensor+Test 2021

Online event

van 4/05/2021 tot 6/05/2021

Keuze van de redactie

(8/4) Eerste groene waterstoffabrieken North Sea Port in ontwerpfase

(7/4) Hugo Thienpont: ”Over fotonica en jong bloed” - topingenieur

(7/4) Elektronenmicroscopie maakt 20 keer snellere beeldvorming mogelijk

(6/4) UHasselt legt laatste hand aan diamantgebaseerde kwantummagnetometer

(1/4) Batterij krijgt hoge actieradius en snelle oplaadtijd

(31/3) Odysseusprogramma brengt 13 toponderzoekers naar Vlaanderen

>> Meer blikvangers

Download het artikel in

ENGINEERINGNET.BE - Duurzame Energie Sirjansland (DES) werd in 2017 opgericht door de drie tuinbouwbedrijven VOF Prominent Grevelingen, DT van Noord tomaten en Van Duijn aubergines. Deze Nederlandse tuinbouwbedrijven bestaan al twintig jaar.

Aardwarmte en vergisting waren in hun omgeving niet haalbaar. Ze leerden echter dat grote hoeveelheden biomassa uit hun regio niet gebruikt, maar wel naar Duitsland geëxporteerd werden. Met die doelstellingen en kennis namen ze in het kleine dorpje Sirjansland op het eiland Schouwen-Duiveland, een biomassa oververhit warmwaterketel in het midden van hun kassen in gebruik. Daarnaast voegden ze aan het project een unieke installatie toe voor het afvangen van CO2 uit de rookgassen van de biomassaketel.

Noodzakelijke energietransitie
In tijden waar het terugbrengen van de CO2-uitstoot van fossiele brandstoffen cruciaal wordt voor onze leefwereld, maar ook door de aanstaande sluiting van de Groningse gasvelden, zette de Nederlandse regering een stimuleringsbeleid op voor hernieuwbare energiebronnen, SDE+ (Stimulering Duurzame Energie). Dat wil de CO2-uitstoot van het land in 2030 terugbrengen tot 49% van het niveau van 1990. De Nederlandse tuinbouwsector is een zeer grote gasverbruiker en moet verduurzamen.



Het DES-project maakt het mogelijk om jaarlijks 6,5 miljoen kubieke meter aardgas te vervangen door laagwaardige biomassastromen bij het produceren van tomaten en aubergines. Dat vertegenwoordigt circa 70% van de gasbehoefte van de drie tuinbouwbedrijven. In de glastuinbouw, zoals we die vandaag kennen, is CO2 onontbeerlijk om de fotosynthese van de planten te optimaliseren. Wanneer we nu over verduurzaming spreken, is het cruciaal om die CO2-behoefte mee te nemen en in kaart te brengen.

Zo ontstond het idee om bij de verbranding van biomassa voor de verwarming van de glastuinbouw hernieuwbare CO2 te produceren. De hernieuwbare CO2 uit biomassa wordt vervolgens gebruikt ter vervanging van twee fossiele gasbronnen en van ingekochte vloeibare CO2. Deze vervanging vertegenwoordigt in totaal een besparing van 12.000 ton lang-cyclische CO2 per jaar opgewekt uit fossiele brandstoffen.

De biomassa-installatie werd toevertrouwd aan het bedrijf Vyncke. De CO2-afvang ging naar het bedrijf Frames. De totale investering bedraagt € 7 miljoen, waarvan € 3 miljoen voor de stookruimte, € 2,5 miljoen voor de CO2-afvanginstallatie en €1,5 miljoen aan civiele werken. Om de rentabiliteit van hun investering te verzekeren, maken de tuinbouwbedrijven gebruik van laagwaardige biomassa: snoeiproducten, de houtachtige fractie van groenafval en zeefoverloop van composteertoepassingen.

Dit resulteert in een grove brandstof (P200), potentieel zeer vochtig maar vooral erg asrijk met minstens 10% asresten. Het maximaal aanvaardbare voor het Vyncke DWS-Hybrid rooster gaat tot 25% as. Om biobrandstoffen te verwerken die ofwel erg nat, erg droog of erg asrijk zijn, of alle drie gemengd, zonder klinkervorming op het rooster, biedt Vyncke de unieke DWS-Hybrid-rooster aan. Die combineert in één apparaat verschillende technologieën die het bedrijf sinds de jaren tachtig ontwikkelde.



De installatie van DES is uitgerust met een rookgascondensor via de CO2-installatie zodat de installatie 8 MW kan genereren uit biomassa met een vochtgehalte van 55% bij een thermisch rendement van 100% (LHV base). Het DWS-rooster kan naast traditioneel vochtige biomassa ook droge biomassa verwerken dankzij zijn uniek concept van in dit geval vijf hybride verbrandingszones. De eerste twee verbrandingszones, waar de biomassa wordt geïntroduceerd, worden watergekoeld terwijl de drie onderste gebieden met lucht worden gekoeld.

Bij gebruik van droge biomassa vindt de verbranding op de bovenste delen snel plaats. Daarbij houdt de waterkoeling de temperatuur onder controle. Als nat hout wordt gebruikt, zal de verbranding zich over alle vijf zones uitstrekken. Droge en natte brandstoffen kunnen ook worden gemengd en leiden tot hetzelfde resultaat. Om de biomassa gemakkelijker te drogen en de vereiste temperaturen in de installatie te behouden, wordt de primaire lucht voorverwarmd in de luchtvoorverwarmingsunit van de ketel.

De rookgassen worden gereinigd met een cycloonfilter in serie met een doekenfilter. De emissiegrenswaarden zijn zeer streng, met een maximum van 5 mg/Nm3 bij 6% O2 voor stof. De uitstoot van stikstofoxide wordt beheerst door de recirculatie van de rookgassen om een gefaseerde verbranding te bekomen waarbij de aanwezige stikstof niet verder oxideert in de verbrandingslucht. Anderzijds is er ook een proportionele injectie van ureum in de verbrandingskamer. De emissie-grenswaarde voor NOx is 145 mg/Nm3 bij 6% O2.

CO2-afvang
Frames is de technologieleverancier van de CO2-afvanginstallatie. Het Nederlands bedrijf is opgericht in 1984 en telt 200 mensen. Het ontwerpt en levert wereldwijd maatwerkoplossingen voor de olie- en gasindustrie. Onlangs specialiseerde het zich ook in oplossingen voor hernieuwbare energie, met name scheidingstechnologieën voor biogas. Voor dit project voor vaste biomassa gebruikte Frames zijn Galloxol-technologie voor het afvangen en zuiveren van CO2. Deze zogenaamde aminewastechnologie is in eerste instantie ontworpen voor CO2-afvang in de olie- en gasindustrie. Iets meer dan vijf jaar geleden paste het bedrijf zijn technologie aan om CO2 ook uit biogas op te waarderen.

Voor het DES-project koppelden Vyncke en Frames hun kennis om elkaars processen optimaal op elkaar af te stemmen. Daarbij zijn beide systemen zowel naar warmte-uitwisseling en recuperatie als rookgaszijde volledig geïntegreerd.



Beschrijving van het proces
Na de verbranding van de biomassa gaan de CO2-rijke rookgassen door een ‘wet scrubber’ die de rookgassen verder conditioneert maar ook als condensor functioneert. In een volgende stap worden de rookgassen door een absorber geleid waar de Galloxol, een milieuvriendelijk oplosmiddel, de CO2 opneemt.

Galloxol is ontworpen om zeer selectief CO2 uit de rookgassen op te nemen. De andere gassen verlaten de absorber via een klassieke schoorsteen. Galloxol, dat de CO2 heeft opgevangen, gaat vervolgens door een aminecondensor om CO2 en water vrij te maken voordat het wordt gerecycled naar de absorber. Water wordt nu via een condensor weg gecondenseerd waarbij natte CO2 overblijft die vervolgens wordt gedroogd door tot -15°C te koelen.

De installatie genereert 2,2 ton 99,8% zuivere CO2 per uur. Een gasanalysator controleert de kwaliteit van de CO2 op verschillende sporencomponenten. Deze analyse controleert ‘inline’ de niveaus van NOx en ethyleen, verbrandingsbijproducten die van belang zijn voor de tuinbouwbedrijven. Als er ongewenste elementen worden gedetecteerd, gaat de gasvormige CO2 opnieuw naar de wet scrubber om het proces nogmaals te doorlopen. De gasvormige CO2 wordt opgevangen in twee gaslongen van elk 4.200 m3 in de vorm van een ballon.

De CO2 wordt opgeslagen met een druk van 4,2 mbar aan 1,76 kg/m3. Elke ballon bevat dus zo’n 7,4 ton. Vervolgens wordt de CO2 door 27 km aan buizen geduwd om die bij de drie tuinbouwbedrijven te verdelen. Tenslotte moet worden opgemerkt dat DES CO2 produceert tegen de helft van de marktprijs (vloeibare CO2 kost typisch zo’n 100 €/ton) inclusief afschrijving en exploitatie. Alle apparatuur wordt door twee personen beheerd. <<
Door Hans Fastenaekels

Reageren
Abonneer op onze nieuwsbrief

Mis ook dit niet...

UHasselt legt laatste hand aan diamantgebaseerde kwantummagnetometer

Deze kwantummagnetometer van het UHasselt-studententeam OSCAR-QUBE krijgt een plaats in het ISS. Op de kubus rondom het toestel prijkt een kunstwerk van UHasselt-studente Daphne Box.

Nieuw decentraal aandrijfsysteem ontworpen voor transportbandtoepassingen

Met de Sinamics G115D presenteert Siemens een nieuw, compact en krachtig aandrijfsysteem, dat specifiek ontworpen werd voor horizontale transport­band­toepas­singen.

Belgische milieuprestaties krijgen compliment van OESO

De OESO doet in haar rapport Environmental Performance Review voor België aanbevelingen voor het afval-, materialen- en bodembeheer, en de transitie naar een circulaire economie.

SusPhos proces leidt uiteindelijk naar volledige circulariteit

Onderzoekers van de UvA hebben een belangrijke stap gezet op weg naar volledige circulariteit van fosfaat­recycling volgens het SusPhos proces, waarbij ook magnesium is terug te winnen.

Elektrische wagens met grote autonomie - artikel

Engineeringbedrijf Exypnos uit Kruibeke ontwikkelt kant-en-klare industriële installaties op maat voor de framing en verlijming van componenten met gegoten polyurethaan.

Tracering aardbeien Coöperatie Hoogstraten met visie en RFID

Coöperatie Hoogstraten hecht veel belang aan de traceerbaarheid van haar aardbeien doorheen de keten, maar met een 200-tal telers is dit proces logistiek gezien niet eenvoudig te realiseren.

Privacy-vriendelijke data-analyse technologieën in ontwikkeling

TNO roept overheidspartijen, bedrijven, commerciële technologiepartijen en kennisinstellingen op om gezamenlijk hiervoor Multi-Party Computation en Federated Learning in te zetten.

Elia incubator stimuleert digitale innovatie

The Nest, de incubator van Elia Group, maakt het mogelijk voor medewerkers om digitale ideeën snel te ontwikkelen, om er prototypes van te maken en ze te testen in een sandboxomgeving.

ABB breidt YuMi-cobotportfolio uit

ABB heeft haar portfolio van collaboratieve robots (cobots) uitgebreid met twee nieuwe cobotfamilies: GoFa en SWIFTI met een intuïtief ontwerp. Als aanvulling YuMi en Single Arm YuMi bieden de nieuwe cobots een hogere payload en hogere snelheden. ABB speelt met deze toename in kracht en snelheid in op vragen vanuit de markt. >>

Partners