Onderzoeksstage Droogproces

Opdrachtgever
Ecofuels
Gemeente
Well
Niveau
HBO
Vakgebied
Bedrijfskunde
Chemie & Laborisme & Voedingsmiddelenindustrie
Soort stage
Onderzoek
Stagevergoeding:
Ja
Periode
januari 2019

Onderzoeksplan Droger en Droogproces Ecofuels:

Inleiding:

Bij EcoFuels komen een 2-tal slibben vrij. Het betreft anaeroob slib uit het vergistingsproces en aeroob slib uit de nabehandeling van de waterfractie van de digestaatscheiding. Beide slibben  variëren in droge stofgehalte, consistentie en samenstelling.

Deze slibben dienen, met een banddroger te worden ingedroogd tot d.s.-gehaltes van 85-90%.

Om beide producten goed te kunnen drogen is het van belang om vast te stellen of ze gelijkaardige droogkarakteristieken hebben. Van belang hierbij kan/kunnen zijn:

  1. D.s.-gehalte
  2. Polymeerhoeveelheid (per eenheid d.s.)
  3. Warmteoverdrachtscoëfficiënten
  4. Diffusie van vocht uit de slibben naar het oppervlak waardoor het kan verdampen
  5. Mogelijk nog andere van belang (en voor dit moment) onbekend zijnde parameters (vb instellingen decanters, NH4-gehalte in de MBR, gasproductie in navergister, vetzuren navergister, versmering etc.).

Bovenstaande factoren vormen de basis om het droogproces te kunnen begrijpen/sturen en optimaliseren. Vooralsnog wordt er voor gekozen om een maximaal d.s.-gehalte te halen (met mogelijk dus een te lage capaciteit/inefficiënt droogproces) waarbij m.n. aeroob slib gedroogd is.

Proces:

Het (an)aerobe slib wordt toegevoerd aan een banddroger. Hierin wordt in kruisstroom het slib met warme lucht (via een 5 tal ventilatoren en water-lucht warmtewisselaars) gedroogd.

Zoals al aangegeven wordt hier niet direct op (droog)procesparameters gestuurd maar enkel op eindresultaat: het product dient “droog” te zijn.

Uit praktijkervaringen uit het verleden is gebleken dat “half” droog niet mogelijk is. Het eindproduct is niet stabiel vanwege de grote variatie in d.s. van het eindproduct. Een gedeelte van de doorzet is geheel droog, een ander gedeelte nog nauwelijks droog. Doelstelling van het hele onderzoek is dan ook een stabiel eindproduct te maken met een d.s.-gehalte van minimaal 80% bij een maximale doorzet.

Let met de praktijktesten op dat er (zeker gedurende de nachturen) geen broei kan ontstaan ivm potentiëel brandgevaar!

Basis:

Een droogproces is te karakteriseren via:

  1. De benodigde energie die nodig is om het d.s.-gehalte te verhogen naar het gewenste eind d.s.-gehalte per eenheid doorzet (opwarmen slib en verdampen van de noodzakelijke hoeveelheid water)
  2. De lucht die hiervoor gebruikt wordt  in functie van luchttemperatuur, luchthoeveelheid en vochtigheidsverschillen tussen in- en uittredende lucht (o.a. te bepalen via het Mollier-diagram).
  3. Omgevingsparamaters (buitentemperatuur, rv; Mollier).

Onderzoeksvragen:

Basisonderzoek:

  1. Zit er verschil in het drooggedrag van die beide slibben? (lab-technisch te onderzoeken via bijvoorbeeld tijd/d.s.-verlopen)
  2. Is het intredende d.s.-gehalte van belang voor de droogtijd? Waar zit een mogelijk omslagpunt naar versmeren?
  3. Bepaalt de hoeveelheid polymeer (per kg of % d.s.) de droogtijd? Of spelen hierbij ook nog andere parameters een rol (NH4-gehalte MBR (is de zuivering “bij”), CVZ-gehalte ingaand zuivering irt de “droog-kwalteit” van het aerobe slib.

Procesonderzoek:

  1. Maak een onderzoeksopzet.
  2. Wanneer wordt de intredende watertemperatuur naar de warmtewisselaars kritisch mbt het droogproces (Mollier, rv intredende lucht en maximale vochtopnamecapaciteit van de lucht)
  3. Maximalisatie van de droogenergie:  verhoging van de intredetemperatuur, meer flow door de warmtewisselaars. Meer luchtflow? Vaststellen maxima van de flow van de drooglucht ter voorkoming van het “wegblazen” van het te drogen product.
  4. Kan de snelheid van het fysieke droogproces verhoogd worden (rv aan uittrede drooglucht per ventilator voldoende hoog?/verhogen verdampingssnelheid?).
  5. Maximaliseren van de doorzet: wat is hiervoor bepalend? (luchthoeveelheden, ingangstemp, d.s.-gehalte ingaande product, producteigenschappen). Denk aan het voorkomen van broei!
  6. Wat is de maximale capaciteit van de droger voor de beide slibben (tonnen of kg/uur) en in welke situatie (vet slib vs “droog”/rul ingaand slib?
  7. Kan de droger de theoretische capaciteit van 2 MW(th) in het product brengen (zonder dat het product van de banden geblazen wordt)?

Reactieformulier