Gassrensing og varmegjennvinning i ferrolegeringsindustrien

Abstract

Produksjon av ferrolegeringer foregår ved høye temperaturer, og store mengder støv dannes i prosessen. Denne oppgaven gir en generell oversikt over ferrolegeringsindustrien, med fokus på hvordan støvpartiklene kan fjernes fra avgassen. Det ses også på hvordan deler av energien i røykgassen kan gjenvinnes. Rensing av avgasser ved hjelp av posefiltre er lagt mest vekt på. Hovedmålet med oppgaven var å finne ut hvordan poseslitasjen i filteranlegget ved Elkem Thamshavn kan reduseres. Antall rensepulser per time er trolig den dominerende årsaken til slitasjen. Ved forsøk utført ved anlegget søktes det derfor å redusere denne. Driften av anlegget er også ustabil, og det var ønskelig å finne en mer stabil driftssituasjon. Et stabilt system ble definert ved at trykkfallet over filteret ligger mellom øvre og nedre differansetrykk gitt av styringssystemet. 13 forsøk ved normal støv- og avgassmengde ble utført gjennom å endre driftsinnstillingene på filteranlegget. Øvre og nedre differansetrykk over filteret og pausetiden ble økt, og spyletid ble både forlenget og forkortet. En klar trend er at antall rensepulser reduseres med økt nedre- og øvre differansetrykk. En økning av differansetrykket fra 26-24 mbar til 29-27 og 32-30 mbar, reduserte antall pulser med henholdsvis 18 % og 28 % sammenlignet med normale driftsinnstillinger. Med en økt pausetid, ble antall pulser ytterligere redusert. Med en økning av pausetiden fra 3 til 4 sekunder ved henholdsvis 29-27 og 32-30 mbar ble antall pulser redusert med 29 % og 38 %. En endring av spyletiden ble gjort kun ved 26-24 mbar differansetrykk. Forsøkene førte ikke til reduksjon i antall pulser, men den korteste pulstiden, på 70 ms, så ut til å gi en mer stabil drift og bedre rensing av posene. 6 forsøk ble utført ved redusert støv- og avgassmengde. Den reduserte belastningen tilsvarer henholdsvis ca 36 % og 50 % av støv- og avgassmengden ved normal drift. På grunn av stor variasjon i temperatur og gassmengde inn på filteret denne perioden, ble det valgt å ikke vurdere hvert enkelt forsøk opp mot hverandre. Den reduserte belastningen som helhet førte til en gjennomsnittlig reduksjon i antall pulser på mer enn 90 %. Filteranlegget ved Elkem Thamshavn ble sammenlignet med andre posefilteranlegg i ferrolegeringsindustrien med hensyn på filterbelastning [m3/(m2 h)] og støvbelastning [g/(m2 h)]. Filterbelastningen på Thamshavn er blant de høyeste, og støvbelastningen er fra 5 til 13 ganger høyere enn ved de andre anleggene. Den høye støvbelastningen gjør at filterkaken, og dermed trykkfallet over filteret, bygges raskt opp og posene må renses hyppig. Analyser av redusert filterbelastning indikerer at en reduksjon av støv- og filterbelastningen på filteret vil kunne gi den største reduksjonen i antall pulser og dermed gi den største reduksjonen i slitasjen på filterposene. Dette kan gjøres ved å øke filterarealet eller installere en ekstra forutskiller før filteret. En endring av driftsinnstillingene vil imidlertid også kunne gi markant reduksjon i antall pulser. Hvorvidt en endring av disse innstillingene har andre effekter som påvirker slitasje og drift er imidlertid uavklart