ESP filtert stof uit rookgas catcracker

Stofvanger als blikvanger

Niet ver van de ingang van de raffinaderij in Antwerpen is het afgelopen jaar een opvallend zilverkleurig bouwwerk verrezen. Achttien meter hoog meet deze splinternieuwe Electrostatic Precipitator (ESP), die dienst doet als een gigantische stofvanger. Met een ingenieus systeem filtert het apparaat minuscuul poeder uit de rookgassen die de katalytische kraker (catcracker) verlaten.
Sinds december is de ESP in bedrijf, mooi op tijd voor de nieuwe emissienorm die in 2005 in het Vlaamse Gewest van kracht werd.

TEKST: ROB VISSERS | FOTO'S: KEES STUIP

'Luchtverontreiniging door fijn stof – dat een diameter heeft van eenhonderdste millimeter of minder – is een belangrijk milieuthema geworden', aldus Georges de Caluwé, milieucoördinator op de raffinaderij in Antwerpen. 'Niet verwonderlijk gezien de schadelijke effecten die het kan hebben op de menselijke gezondheid. In tegenstelling tot grof stof kunnen de fijnere deeltjes tot diep in de longen doordringen. De kleinere deeltjes hebben verder als nadeel dat ze langer blijven zweven in de atmosfeer en niet neerslaan in de omgeving van het lozingspunt. Twee redenen voor de overheid om de normen aan te scherpen, onder meer voor catcrackers. Toen dit eenmaal bij ons bekend was, had het voor ons de hoogste prioriteit om aan de strengere regels te voldoen.'

Cyclonen | Op de raffinaderij gaat het om het zeer fijne katalysatorpoeder dat wordt gebruikt om de chemische krakingsreacties in de catcracker te bevorderen. De kleur van dit katalysatorpoeder is zichtbaar in de karakteristieke witte aanslag op de schoorsteen van de catcracker. 'De toegestane hoeveelheid fijn stof die vrij mag komen, ligt nu op 50 milligram per kubieke meter. Dat is zes keer lager dan de oude norm', vertelt De Caluwé. 'Op de raffinaderij hadden we de emissie al teruggebracht tot 100 à 150 milligram, de helft van wat vereist was. Om de stap naar 50 milligram te kunnen maken, moesten we op zoek naar een nieuwe manier van filteren. De verouderde cyclonenmethode kon dat niveau niet halen. Die werkte volgens een eenvoudig principe. Het rookgas werd geleid door iets dat op een slakkenhuis lijkt. Daardoor kwam het mengsel van stof en rookgas in een soort draaikolk terecht. Onder invloed van de middelpuntvliedende kracht belandde het stof tegen de binnenwand van het slakkenhuis, waardoor het aan snelheid inboette en naar beneden viel.'

Georges de Caluwé Milieucoördinator Raffinaderij Antwerpen

Op het dak van de ESP staan de transformatoren en het klopsysteem

Traag stof | De ESP-techniek werkt volgens een ander principe. De rookgassen uit de catcracker worden via manshoge leidingen de ESP ingeleid, een kast van achttien meter hoog, tien meter lang en acht meter breed. 'Vergelijk het met een riviertje dat een meer instroomt', legt De Caluwé uit. 'Omdat er meer ruimte is, verspreidt het rookgas zich en krijgt het een lagere snelheid. Die traagheid is nodig om de machine zijn werk te laten doen: het elektrisch opladen van de stofdeeltjes. Hoe langer het stof in de ruimte verblijft, hoe hoger het rendement.

Het stof beweegt langs elektrodes die onder hoogspanning staan, waardoor het een elektrische lading krijgt. Als je binnenin kon kijken, zou je overal kleine vonken zien overspringen. De stofdeeltjes dwarrelen verder langs grote platen die eveneens elektrisch geladen zijn en daardoor de geladen deeltjes aantrekken. Deze platen krijgen regelmatig een tik van automatische hamers, zodat het stof eraf valt en zich verzamelt in een silo onder de ESP. Van daar wordt het afgevoerd met een vrachtwagen. Tegenwoordig brengen de vrachtwagens het materiaal terug naar de oorspronkelijke leverancier, zodat deze het katalysatorpoeder kan hergebruiken. Tot het begin van de jaren negentig werd het herwonnen stof nog naar de vuilnisbelt gebracht.'

Meten is weten | Om te kunnen meten hoeveel stof daadwerkelijk wordt gevangen, is in de schoorsteen analyseapparatuur aangebracht die de restemissie meet op basis van lichtbreking. 'Dat klinkt moeilijker dan het is', zegt De Caluwé. 'In de schoorsteenpijp schijnt een lichtstraal van de ene kant naar de andere. Onderweg botst het licht tegen de aanwezige stofdeeltjes op. Hoe meer stof er is, hoe meer het licht wordt verspreid. Op die manier is lichtspreiding een maat voor het stofgehalte van het rookgas, en dat stelt ons in staat de werkelijke emissie te toetsen aan de milieunorm. Op basis van de eerste metingen denken we dat de huidige uitstoot ruim beneden de gestelde norm ligt, maar het is nog te vroeg voor conclusies. We zijn pas sinds midden december operationeel en het analysetoestel moet nog geijkt worden op basis van controlemetingen.'

Expertise | Twee jaar heeft het hele project geduurd, van ontwerpfase tot ingebruikname. 'Aan de voorbereidingen is één jaar gespendeerd, daarna aan de constructie nog een jaar', vertelt Wim Luyten, die het stofemissieproject leidde. 'Om het project tot een goed einde te brengen, hadden we de medewerking nodig van verschillende disciplines. De daarvoor vereiste expertise hebben we zoveel mogelijk binnen ExxonMobil gezocht of bij firma's die regelmatig diensten aan ons leveren.
Zo bedachten de bouwkundig ingenieurs van AlphaUNEC bijvoorbeeld een oplossing voor de fundering, waarvoor we vijftien meter lange heipalen nodig hadden. Andere experts bogen zich over de elektriciteitsvoorziening van de installatie, die liefst 30.000 volt bedraagt. Aan de andere kant was het project voor mij een toonbeeld van de huidige globalisering. Voor de benodigde materialen weken we uit naar leveranciers uit de meest uiteenlopende landen. De controlekleppen kwamen uit Italië, het staalwerk uit Roemenië en de verzamelplaten voor het stof uit India.'

<Voor het eerst zijn de milieumaatregelen die we nemen op het gebied van luchtemissies ook letterlijk zichtbaar.>

Vooraan de nieuwe stofafvoerinstallatie

Wim Luyten Project Engineer

Motivatie | In totaal werkte een groep van vijftien ExxonMobil-medewerkers mee aan een of meer fases van het ontwerp en de constructie van het project. 'Al met al was het leuk om samen aan zo'n groot project te werken, dat je van begin tot eind meemaakt, en waarop een strakke deadline staat', meent Luyten. 'Dat gaf iedereen juist een extra stimulans en veel motivatie om het voor elkaar te krijgen. Een van de voordelen is dat de mensen die het maken er ook mee werken. Zij kennen de apparatuur dus al door en door voordat ze ermee aan de slag gaan.' Zijn collega Georges de Caluwé voegt toe: 'Ik denk dat de ESP bijdraagt aan een positievere uitstraling van de raffinaderij. Voor het eerst zijn de milieumaatregelen die we nemen op het gebied van luchtemissies ook letterlijk zichtbaar. Van de opvallende wit rookgaspluim zie je nu praktisch niets meer. Hoe belangrijk de bijdrage aan het milieu precies is, wordt in de loop van het jaar duidelijk. De uitkomsten van ons onderzoek komen te staan in de milieurapportage voor de overheid. Ik heb er alle vertrouwen in dat we met goede cijfers voor de dag komen.'