Thermische behandeling

Branden - Roasten

Pyrolyse kent onder meer toepassing voor reiniging of zuivering van producten en chemische recyclage. Het gaat hier om het verwijderen van ongewenste bestanddelen onder goed gecontroleerde omstandigheden, in een zuurstofarme omgeving. Het proces is goed beheersbaar, maar vergt aangepaste installaties met specifieke oplossingen. De materialen, of het nu stukgoederen of bulkproducten zijn, moeten op een zo homogeen mogelijke wijze aan een gecontroleerde atmosfeer blootgesteld worden voor een vastgelegde duurtijd, zonder nadelige gevolgen voor de materialen zelf.

Vergassing wordt toegepast om syngas te winnen uit organische bestanddelen, als brandstof of als chemische bouwsteen. Door bij opwarming tot hoge temperaturen gecontroleerde hoeveelheden zuurstof toe te laten, is het mogelijk om een CO- en H2-rijk gas aan te maken.

Pyrolyse en vergassing zijn technologieën die hun rol spelen in het opbouwen van een circulaire economie, en Waste to Energy (W2E) en Waste to Chemicals (W2C) mogelijk maken.

In ons Thermolab karakteriseren we producten en materialen voor pyrolyse en vergassing onder een in samenstelling, temperatuur en debiet gecontroleerde atmosfeer. Dit is gericht op de bepaling van het optimale proces en zijn grenzen. Door modellering, testen en upscaling vertaalt CEE dit naar het reële proces, met als doelstelling de transformatie te realiseren met een licht negatieve tot netto positieve energieopbrengst. Milieutechnische vereisten staan natuurlijk ook vooraan in de prioriteitenlijst. Bij de industriële realisatie maken we zowel gebruik van componenten van derden als van specifiek ontworpen oplossingen.

Tijdens het sinteren wordt vaste materie tot een temperatuur gebracht, waarbij het juist begint te smelten en agglomereert. Het resultaat is een zeer hard materiaal. Een gekend proces is bijvoorbeeld het bakken van gevelstenen, waarbij de sintering plaatsvindt op temperaturen tussen 900°C en 1150°C. Daarna worden de producten op gecontroleerde wijze afgekoeld, met maximale interne warmterecuperatie. Hierna zijn ze klaar zijn voor verpakking.

Ondersteund door ons Thermolab creëren we op maat gemaakte, state of-the-art industriële ovens. In eerste instantie wordt een optimaal sinter- en afkoelrecept voor de specifieke producten ontwikkeld. Vervolgens ontwerpt CEE een op maat gemaakte oven, die dat recept perfect kan opleggen aan het te sinteren product. Tot slot gaan we na hoe de oven, met maximale interne warmterecuperatie, energetisch optimaal kan geïntegreerd worden op de specifieke site. Recuperatie van restwarmte in het voorafgaande droogproces en/of aanwenden van beschikbare restwarmte op de site kan bijvoorbeeld tot de mogelijkheden behoren.

Het autoclaveren van producten betekent het gelijktijdig verhitten en bevochtigen, al dan niet onder druk. In 90% van de gevallen wordt gewerkt met meerdere batchsystemen, elk voorzien van directe stoominjectie. Het spreekt voor zich dat autoclavering een energie-intensieve productiestap is. We besteden bij onze systemen dan ook speciale aandacht aan dichtheid van de autoclaaf/bevochtigingskamers, automatisering, homogenisering van de interne atmosfeer, stoomrecuperatie tussen de verschillende autoclaven en energie-recuperatie van het geflashte condensaat. Om de belasting op de waterzuivering van de site te minimaliseren, werken we typisch met indirecte koeling (free cooling) van het gecontamineerde water.

Zowel steriliseren als pasteuriseren zijn gebaseerd op de opwarming van het te behandelen product. In het eerste geval zijn de temperaturen gevoelig boven de 100°C, in het tweede geval kunnen deze lager zijn. De systemen van CEE kenmerken zich door het feit dat ze geen batchprocessen behandelen, wat warmte- en waterrecuperatie vergemakkelijkt. Het tegenstroomprincipe wordt systematisch toegepast, waardoor de systemen lage temperatuur warmtevragers zijn en kunnen werken op restwarmte. Deze kan afkomstig zijn van een ander productieproces of van een WKK-installatie komen. Het spreekt voor zich dat de installaties voldoen aan de geldende normen in de voedingssector.

Chemische productieprocessen kunnen zowel endotherme als exotherme reactiestappen omvatten. De chemische reactoren moeten in de eerste plaats functioneel zijn, maar daarnaast ook optimaal voorzien kunnen worden van (goedkope) warmte en koude. CEE ontwikkelde hiervoor reactoren met externe verpomping voor opwarming/afkoeling van de reagentia in combinatie met warmte- en koudebuffering. Zo kan de koeling van de ene reactor bijvoorbeeld gebruikt worden om een andere reactor van warmte te voorzien. Het resultaat is dat alle reactoren samen met minimale restenergie te voeden zijn. Uiteraard is hierbij rekening gehouden met maximale flexibiliteit en inzetbaarheid.