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Wervelbedinstallatie
brengt Vlaanderen aan de top in afvalverwerking
Jos Artois, Indaver
version française
Indaver bouwt samen met Sita nv op haar site in Beveren een wervelbedinstallatie
voor de gecombineerde thermische verwerking met energieterugwinning van
hoogcalorisch afval en slib. De installatie zal midden 2006 volledig
operationeel zijn. De wervelbedinstallatie is een belangrijke stap in het verder
uitbouwen van een toekomstgericht afvalbeleid en wordt als sluitstuk van de
afvalverwerking in Vlaanderen beschouwd.
Vlaanderen wordt vanaf 2007 daarmee immers de eerste regio in de wereld waar er
niet langer onbehandeld huishoudelijk afval en vergelijkbaar bedrijfsafval op
stortplaatsen zal terechtkomen. De wervelbedinstallatie-technologie wordt ook
algemeen beschouwd als Best Beschikbare Techniek voor zowel de verwerking van
slib als voor de verwerking van het hoogcalorisch afval.
Vlaanderen aan de top
In Vlaanderen werden in 2003 zo’n 3,2 miljoen ton huishoudelijke
afvalstoffen ingezameld. Hiervan wordt 70 % selectief ingezameld met het oog op
hergebruik, compostering en recyclage. Daarmee staat Vlaanderen aan de top in
Europa en zelfs in de wereld. 26 % wordt thermisch verwerkt, meestal met
recuperatie van de energie, en 4 % komt terecht op stortplaatsen. In
vergelijking met 2002 is de totale hoeveelheid huishoudelijk afval afgenomen met
3,5 %. De Vlaamse Regering wil de volgende jaren de hoeveelheid huishoudelijk
afval verder terugdringen. Tevens wil de Vlaamse Regering het stortverbod op het
storten van onbehandeld huishoudelijk afval volledig toepassen. Sinds 1998 werd
er door de Vlaamse Regering immers een stortverbod voor onbehandeld
huishoudelijk afval en bedrijfsafval ingevoerd. Omdat er onvoldoende capaciteit
voor thermische verwerking is, dienen er jaarlijks afwijkingen op dit
stortverbod te worden toegestaan. Deze noodzakelijke afwijkingen tonen aan dat
er een tekort is aan thermische verwerkingscapaciteit in Vlaanderen, vooral dan
voor het bedrijfsafval. Voor 2005 werden voor 410.000 ton stortafwijkingen
verleend. Minister Peeters gaf recent aan dat er vanaf 2006 geen afwijkingen
meer verleend worden voor het storten van huishoudelijke afvalstoffen. Na 2007
moet Vlaanderen de eerste regio worden waar geen brandbare huishoudelijke
afvalstoffen en daarmee vergelijkbare bedrijfsafvalstoffen meer gestort worden.
Dit moet gerealiseerd worden door enerzijds de inwerkingtreding van bijkomende
verwerkingscapaciteit en anderzijds door een verder doorgedreven preventie- en
recyclagebeleid. De wervelbedinstallatie zal dit effectief mogelijk maken.
De nieuwe wervelbedinstallatie werd zo geconcipieerd dat zij flexibel kan
inspelen op de toekomstige bouw van voorbehandelingsinstallaties voor
huishoudelijk afval. De wervelbedinstallatie kan instaan voor de thermische
verwerking van het hoogcalorisch residu van de voorbehandelingsinstallaties,
zoals die van IOK-IVAREM in Geel. Mits een voorbehandeling op de site te Beveren
kan ook het met huishoudelijk afval vergelijkbaar bedrijfsafval en zelfs het
huishoudelijk afval in de installatie verwerkt worden.
Groeiend aanbod aan slib
Tevens biedt de wervelbedinstallatie een oplossing voor de verwerking van
het groeiend aanbod aan slib van waterzuiveringsinstallaties en slib van
industriële processen. In het Uitvoeringsplan Slib van de Vlaamse Regering wordt
het tekort aan verbrandingscapaciteit voor slib aangegeven. Het slib dat niet
kan worden voorkomen of niet nuttig kan worden toegepast dient zoveel mogelijk
te worden verbrand met maximale energierecuperatie en rookgasreiniging. De
geplande wervelbedinstallatie past perfect binnen deze beleidsvisie.De nood aan
bijkomende verwerkingscapaciteit voor slib blijkt opnieuw uit een recente
bevraging van OVAM bij de verschillende sectoren. Deze bevraging werd uitgevoerd
in het kader van de opmaak van het Voortgangsrapport Slibplan.
Kerngegevens
De bouw van de installatie is begin 2004 gestart, en de koude opstart van de
eerste lijn gebeurt reeds in de zomerperiode van 2005. De volledige installatie
zal midden 2006 volledig operationeel zijn. De totale investering zal zo’n 180
miljoen euro bedragen. De nieuwe installatie zal een bijkomende werkgelegenheid
creëren van 35 personen.
De capaciteit van de installatie zal 460 000 ton bedragen, en bestaat uit 3
ovenlijnen. Zij is ontworpen om afval te verbranden binnen bepaalde grenzen: een
totaal thermisch vermogen van maximaal 143 MW, een verwerkingscapaciteit van 460
000 ton afval per jaar met een warmte-inhoud van de afvalmix tussen 7 en
15MJ/kg.
De installatie zal volledig werken binnen de normen van de EU-richtlijn m.b.t.
het verbranden van afval en dit voor alle parameters. Al het afvalwater wordt in
de installatie hergebruikt. Ook het regenwater van de daken wordt opgevangen en
maximaal aangewend in het proces.
Verwerkingsproces
De wervelbedtechniek is een bestaande techniek. Nieuw is echter de
combinatie van verwerking van slib en hoogcalorisch afval.
Vrachtwagens leveren de afvalstoffen in bulk aan in de overdekte storthal. Het
slib wordt in één van de 3 slibbunkers gestort. Een semi-automatische kraan
staat in voor de menging en de voeding van de slibsilo, van waaruit het slib in
de ovens wordt gepompt. De vaste afvalstoffen worden via één van de 6
stortopeningen gedeponeerd in de afvalbunker. Een deel van dit afval wordt eerst
verkleind en ontijzerd vooraleer het via de voedingstrechters in de ovens wordt
gebracht. Een operator stuurt de kraanbewegingen in de bunker- en brekerzone.
Elk van de 3 ovens is uitgerust met 2 voedingsschroeven die het vaste afval
vanuit de voedingstrechter naar het wervelbed doseren. Het slib wordt
gelijkmatig en op een gecontroleerde manier in de oven gepompt.
Het verbrandingsproces vindt plaats in een sterk roterend wervelbed van zand bij
een temperatuur van minimum 850 °C. Een wervelbed is een zandlaag die door hete,
primaire lucht aan het fluïdiseren wordt gebracht. Het zand wervelt daardoor
zoals een kokende vloeistof. De primaire lucht is vooraf verwarmd door stoom en
door hete rookgassen die de oven verlaten. Bovenop het hete zand wordt het afval
gebracht. Dit warmt op en vermengt zich met het zand. Het geheel komt op een
temperatuur waarbij het afval door de diverse fasen van verbranding gaat:
droging, volatilisatie van vluchtige koolwaterstoffen, pyrolyse en verbranding.
De asrest wordt hoofdzakelijk meegevoerd naar de stoomketel en de gaswassing.
Boven het zandbed wordt secundaire lucht toegevoerd om een volledige verbranding
te realiseren en om tot een luchtovermaat te komen die volgens de wetgeving
noodzakelijk is. De energievrijgave gebeurt dus gedeeltelijk in het zandbed en
gedeeltelijk boven het zandbed. Daarbij geldt een verblijftijd van minstens 2
seconden bij minstens 850 °C.
Schroeven halen het zand en de bodemassen uit de oven. Daarna wordt het zand
afgezeefd en vervolgens opnieuw in het wervelbed gebracht. Een magneet
verwijdert de metalen uit de bodemassen.
De warmte afkomstig van de thermische verwerking wordt gerecupereerd in een
verticale stoomketel. De geproduceerde stoom wordt gevoed aan een
turbinegenerator en omgezet in elektriciteit, die deels op de site wordt
gebruikt en deels aan het openbare elektriciteitsnet wordt geleverd.
Intensieve rookgasreiniging
De rookgassen worden intensief gereinigd om aan de strenge
emissievoorwaarden te voldoen. Elektrofilters verwijderen de vliegassen. In de
Circocleanreactor wordt enerzijds kalk geïnjecteerd voor de captatie van Cl- en
S-componenten en anderzijds bruinkool voor de verwijdering van zware metalen en
dioxines. De mouwenfilters scheiden vaste deeltjes af. De
rookgaszuiveringsresidu’s worden, indien nodig, eerst gesolidificeerd en
vervolgens gestort op een deponie klasse 1. Een laatste stap in de
rookgasreiniging is de verwijdering van de rest van de Cl- en S-componenten via
natte wassers. Een continue monitoring van de emissies garandeert dat de
gezuiverde rookgassen die de schoorsteen verlaten, steeds voldoen aan de
strengste milieunormen. <<
Une
installation à lit fluidisé
place la Flandre en tête du traitement des déchets
Indaver construit sur son site de Beveren, en collaboration avec Sita s.a., une
installation à lit fluidisé pour le traitement thermique et la récupération
énergétique des déchets hautement calorifiques et des boues. L’installation sera
opérationnelle mi-2006. Cette installation à lit fluidisé constitue un pas
important dans le développement d’une politique de déchets orientée vers
l’avenir. Elle est considérée comme la pièce maîtresse du traitement des déchets
en Flandre.
La Flandre deviendra ainsi en 2007 la première région au monde où les déchets
ménagers et déchets d’entreprise assimilables n’aboutiront plus dans des
décharges sans traitement préalable. La technologie d’installation à lit
fluidisé est considérée comme la meilleure technique disponible pour le
traitement des boues et des déchets hautement calorifiques.
La Flandre au sommet
La Flandre a collecté en 2003 environ 3,2 tonnes de déchets ménagers. 70% de
ces déchets ont été collectés de manière sélective en vue d’une réutilisation,
d’un compostage et d’un recyclage. La Flandre figure ainsi en tête de liste,
tant à l’échelle européenne qu’à l’échelle mondiale. 26% des déchets sont
traités de manière thermique, généralement avec une récupération énergétique.
Seuls 4% des déchets aboutissent dans des décharges. Comparée à 2002, la
quantité totale de déchets ménagers a diminué de 3,5%. Le Gouvernement flamand
entend réduire davantage encore la quantité de déchets ménagers dans les années
à venir. Il souhaite simultanément appliquer pleinement l’interdiction de
déverser des déchets ménagers non traités. En 1998, le gouvernement flamand
avait en effet introduit une interdiction de déverser des déchets ménagers et
d’entreprise non traités. Vu la capacité insuffisante de traitement thermique,
il accorde chaque année des dérogations à cette interdiction. La nécessité de
ces dérogations souligne le manque de capacité de traitement thermique en
Flandre, surtout pour les déchets d’entreprise. Pour 2005, des dérogations de
déversement ont été accordées pour 410.000 tonnes. Le ministre Peeters a
récemment indiqué que plus aucune dérogation pour le déversement de déchets
ménagers ne serait accordée dès 2006. Après 2007, la Flandre sera la première
région où aucun déchet ménager combustible et aucun déchet d’entreprise
assimilable ne seront encore déversés. Cet objectif ne pourra être atteint que
par l’entrée en action d’une capacité de traitement supplémentaire et par une
politique de prévention et de recyclage toujours plus poussée. L’installation à
lit fluidisé y contribuera effectivement.
La nouvelle installation à lit fluidisé a été conçue afin de pouvoir réagir de
manière très flexible à la future construction d’installations de prétraitement
de déchets ménagers. L’installation à lit fluidisé peut se charger du traitement
thermique des résidus hautement calorifiques des installations de prétraitement,
comme celles d’IOK-IVAREM de Geel. Moyennant un prétraitement sur le site de
Beveren, les déchets d’entreprise assimilables à des déchets ménagers, de même
que les déchets ménagers pourront être traités dans l’installation.
Toujours plus de boues
L’installation à lit fluidisé apporte aussi une solution pour le traitement
de la quantité de boues croissante en provenance des installations d’épuration
d’eau et des processus industriels. Le Plan d’exécution Boues du gouvernement
flamand souligne le manque de capacité d’incinération pour les boues. Les boues
qui ne peuvent être évitées ou qui ne peuvent être utilisées utilement doivent
être incinérées autant que possible avec une récupération énergétique maximale
et un lavage des gaz. L’installation à lit fluidisé planifiée cadre parfaitement
avec cette vision. La nécessité d’une capacité de traitement supplémentaire des
boues ressort à nouveau d’un récent sondage de l’OVAM réalisé auprès de divers
secteurs. Ce sondage a été mené dans le cadre de l’élaboration du Rapport
d’avancement du Plan Boues.
Données clés
La construction de l’installation a démarré en 2004. Le démarrage à froid de
la première ligne est prévu pour cet été. L’installation complète sera
opérationnelle mi-2006. L’investissement total se chiffre à environ 180 millions
d’euros. La nouvelle installation créera 35 nouveaux emplois. La capacité de
l’installation sera de 460.000 tonnes. L’installation compte 3 lignes de four.
Les limites de l’installation d’incinération des déchets sont : une puissance
thermique totale de maximum 143 MW, une capacité de traitement de 460.000 tonnes
de déchets par an avec une capacité calorifique du mélange de déchets se situant
entre 7 et 15 MJ/kg.
Tous les paramètres du fonctionnement de l’installation seront entièrement
conformes aux normes de la directive UE en ce qui concerne l’incinération de
déchets. Toutes les eaux usées sont réutilisées dans l’installation. L’eau de
pluie tombant sur les toits est également récoltée et utilisée au maximum dans
le processus.
Processus de traitement
La technique de lit fluidisé est une technique courante. En revanche, la
combinaison de traitement de boues et de déchets hautement calorifiques est
nouvelle.
Les camions acheminent les déchets en vrac dans la décharge couverte.La boue est
déversée dans un des trois silos à boue. Une grue semi-automatique se charge de
mélanger et d’alimenter le silo à boue d’où la boue est pompée dans les fours.
Les déchets solides sont déposés via une des six ouvertures de décharge dans la
fosse à déchets. Une partie de ces déchets sont d’abord réduits et débarrassés
de leur ferraille avant d’être introduits via des entonnoirs d’alimentation dans
les fours. Un opérateur commande les mouvements de grue dans la zone de la fosse
et du broyage. Chacun des trois fours est équipé de deux vis d’alimentation qui
dosent les déchets solides venant de l’entonnoir d’alimentation vers le lit
fluidisé. La boue est injectée de manière uniforme et contrôlée dans le four.
Le processus d’incinération a lieu sur un lit de sable fluidisé à forte
rotation, sous une température de 850°C minimum. Un lit fluidisé est une couche
de sable portée à fluidisation par de l’air chaud primaire. Le sable
tourbillonne comme un liquide bouillant. L’air primaire est réchauffé au
préalable par de la vapeur et par des gaz chauds qui sortent du four. Les
déchets sont placés au-dessus du sable chaud. Ils se réchauffent et se mélangent
au sable. L’ensemble arrive à une température qui provoque le passage des
déchets par diverses phases de combustion : séchage, volatilisation des
hydrocarbures volatiles, pyrolyse et combustion. Les restes des cendres sont
principalement emportés vers la chaudière à vapeur et le lavage de gaz.
Au-dessus du lit de sable, de l’air secondaire est acheminé pour assurer une
combustion complète et arriver au surplus d’air nécessaire pour être conforme à
la législation. La libération d’énergie se fait donc partiellement dans le lit
de sable et partiellement au-dessus du lit de sable. Il faut tenir compte d’un
temps de séjour d’au moins 2 secondes à minimum 850°C.
Des vis extraient le sable et les cendres non volantes du four. Ensuite, le
sable est filtré et réinjecté dans le lit fluidisé. Un aimant retire les métaux
des cendres non volantes.
La chaleur émanant du traitement thermique est récupérée dans une chaudière à
vapeur verticale. La vapeur produite alimente un générateur à turbine et est
convertie en électricité qui est partiellement utilisée sur le site et
partiellement réinjectée sur le réseau électrique public.
Lavage intensif des gaz
Les gaz de fumée sont lavés intensivement pour répondre aux conditions
d’émission strictes. Des électrofiltres retiennent les cendres volantes. De la
chaux est injectée dans le réacteur Circoclean pour capter les composés de Cl et
de S. Une injection de lignite permet enfin l’élimination des métaux lourds et
des dioxines. Les filtres à manches séparent les particules solides. Les résidus
du lavage des gaz sont d’abord solidifiés, si nécessaire, pour ensuite être
déversés dans une décharge de classe 1. L’élimination du reste de composés de Cl
et de S via des laveurs humides constitue une dernière étape du lavage des gaz
de fumée. Une surveillance continue des émissions permet de garantir que les gaz
de fumée épurés qui s’échappent par la cheminée rencontrent toujours les normes
environnementales les plus strictes. <<
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