Stap voor stap warmte terugwinnen
Robert Sakko, director technology bij HeatMatrix
De industrie zet alle zeilen bij om te verduurzamen. De hoge energieprijzen zijn een extra incentive om de energie-intensieve bedrijfsprocessen onder de loep te nemen. Als er energie kan worden bespaard, levert dit meteen veel voordeel op. Een van de opties is om energie te besparen via warmteterugwinning. Maar wat levert het op en hoe begin je?
“Veel industriële bedrijven verliezen 10 – 30 % van hun warmte via rookgassen. Ook is er warmteverlies via bakdampen of drooglucht. Daar zit dus een enorm potentieel. De restwarmte kan mogelijk worden benut voor het opwarmen van andere processtromen. Deze warmte-integratie leidt tot vermindering van de energiekosten én een lagere CO2-uitstoot ”, zegt Robert Sakko, director technology bij HeatMatrix. Het bedrijf is gespecialiseerd in het begeleiden van industriële bedrijven om restwarmte terug te winnen en de energie-efficiëntie te verbeteren. Hij geeft aan hoe je kunt beginnen met het terugwinnen van warmte.
Aan de slag
Stap 1: Breng je warmtehuishouding in kaart
Een belangrijkste eerste stap is de warmtehuishouding in kaart brengen, zegt Sakko: “Wanneer je de warmtehuishouding van de hele fabriek bekijkt, krijg je inzicht in waar warmte verloren gaat – bijvoorbeeld via schoorstenen – en waar er gas of energie wordt gebruikt.”
Interessante restwarmtegebruikers zijn bijvoorbeeld lucht- en waterstomen die nu met aardgas, stoom of andere brandstoffen worden opgewarmd. “Wanneer je van de restwarmtebronnen en – gebruikers analysetrends maakt, kom je vervolgens tot kansrijke combinaties. Aan de hand van berekende business cases krijg je inzicht in interessante mogelijkheden voor warmteterugwinning.”
Stap 2: Analyse van procesdata
Belangrijk is dat je een succesvolle business case hebt. “Een gedetailleerde analyse van de procesdata is nodig. Hiermee kun je het exacte besparingspotentieel vaststellen en de juiste technologie selecteren.”
Stap 3: Technologie selecteren
Er zijn diverse technologieën beschikbaar om warmte terug te winnen. “Bij elke vorm van warmteterugwinning hoort een andere technologie en implementatie. Bij vervuilende rookgassen uit ovens en drogers kunnen warmtewisselaars bijvoorbeeld snel dichtslibben als ze niet speciaal ontworpen zijn tegen vervuiling. Zure rookgassen uit stoomketels of ovens kunnen anderzijds ernstige corrosie in warmtewisselaars veroorzaken. Er is dus kennis en expertise nodig van zowel de rookgassen als de beschikbare technologieën. Door je hierin te verdiepen óf specialisten in de arm te nemen, kun je de juiste oplossing voor warmteterugwinning selecteren en inpassen.”
Het is daarnaast belangrijk om erop te letten dat de terugwinning een minimale impact heeft op de bestaande bedrijfsprocessen, stelt Sakko. “Daarom is het aan te bevelen om ook een processchema te ontwikkelen van het warmte-integratie concept. Aandachtspunten daarbij zijn het minimaliseren van de installatietijd, het doorvoeren van een robuuste en veilige implementatie en aandacht voor eenvoudig onderhoud en regelbaarheid na oplevering waarbij je te allen tijde rekening houdt met de bestaande processen.”
Warmteterugwinning, installatie-ontwerp
Stap 4: Goede implementatiebegeleiding
Sakko geeft nog een laatste tip, met betrekking tot de implementatie. “Vaak zijn verscheidene partijen betrokken om een project te realiseren. Een valkuil daarbij is dat informatieoverdracht kan leiden tot fouten en een verkeerde afstemming. Het gevolg zijn hogere projectkosten, meer druk op de interne organisatie, en een langere doorlooptijd. Kies je binnen je organisatie voor één projectverantwoordelijke die vervolgens samenwerkt met één in rookgassen gespecialiseerde partner die het project van idee tot realisatie begeleidt, dan leidt tot de grootste kans op een succesvolle en probleemloze implementatie.”
Whitepaper: Aan de slag met warmte terugwinning uit rookgas
Praktijkvoorbeelden
Vervuilende bakdampen
Sakko geeft twee praktijkvoorbeelden van succesvolle projecten. “Een industriële koekjesfabrikant had als doel het energieverbruik te reduceren door warmteterugwinning uit rookgassen. Aan de hand van onze Heat Recovery Opportunity Scan hebben we een oven geselecteerd als restwarmtebron. Uit deze oven verlieten hete en vervuilende bakdampen van 165 °C de schoorsteen. Een polymere luchtvoorverwarmer bleek de meest geschikte technologie. Vervuilde componenten hechten zich minder aan polymeren terwijl in de gekozen technologie een ingebouwd schoonmaaksysteem aanvullend zorgt voor interne reiniging. Het resultaat van de implementatie? Dankzij warmteterugwinning is de circulatielucht voor de oven gestegen van 15°C naar 103 °C. Dit resulteert in 140 kW warmteterugwinning en 20% reductie van het gasverbruik van de oven.”
Bakkerij - processchema van het warmte-integratie concept
Corrosieve rookgassen
In het tweede voorbeeld dat Sakko aanhaalt was er sprake van corrosieve rookgassen. “Bij een utility leverancier van industriepark Chemelot hebben we een scan uitgevoerd. De verbrandingsoven bleek in deze case een interessante kandidaat om warmteterugwinning toe te passen. Met de restwarmte kan namelijk ketelvoedingswater worden opgewarmd. Het bedrijf had hier nog geen maatregelen getroffen. Ze hadden het idee dat mogelijke corrosieproblemen de warmteterugwinning zou belemmeren. Toch bleek dit mogelijk. We hebben hiervoor een economiser met polymere technologie geselecteerd. In het proces hebben we daarnaast een bypass op het bestaande kanaal met een eigen ventilator toegevoegd zodat het hoofdproces niet zou worden verstoord. In de economiser wordt het rookgas tot 85°C – 90°C gekoeld wat resulteert in warmteterugwinning van 5,6 MW en een aanzienlijke CO2-reductie. Kortom, een mooi resultaat.”
Utility leverancier - processchema van het warmte-integratie concept
Heatmatrix & Project 6-25
Heatmatrix is een van de deelnemende bedrijven van het Project 6-25. Dit project beoogt om door de versnelde toepassing van innovatieve technologie de CO2 emissies van de 300 meest energie-intensieve bedrijven in Nederland te verlagen. In Project 6-25 werken organisaties van technologiebedrijven, industriële dienstverleners en eindgebruikers samen aan dit doel.
Project 6-25 is partner van de vakbeurs en zal ook in de eerstvolgende editie aanwezig zijn.