Norjalainen sementinvalmistaja Norcem, joka on osa kansainvälistä HeidelbergCement-konsernia, haluaa tehdä enemmän ympäristön hyväksi ja saastuttaa ympäristöä mahdollisimman vähän. Jotta kaikki tapahtuisi alhaisia raja-arvoja koskevan lainsäädännön mukaisesti, SICKin innovatiiviset pölymittarit vastaavat päästömittauksista kaasupesurin jälkeen. Tiukat vaatimukset täyttyvät vasta sitten, kun laitoksen omistaja Norcem Kjøpsvik on tyytyväinen.
Vesipisaroita vai pölyhiukkasia – niiden erottamiseen tarvitaan loistava näkökyky. Mahdotonta ihmiselle? Siksi on olemassa mittareita, jotka on tehty erityisesti märän kaasun pölypitoisuuksien mittaamiseen. Kaikki pölymittarit eivät kuitenkaan mittaa riittävän luotettavasti sen varmistamiseksi, että päästöjen raja-arvoja noudatetaan. Pesulaitteiden pakokaasu on enimmäkseen voimakkaasti jäähtynyttä ja vedellä kyllästettyä. Se on haaste mittaustekniikalle.
Puhdas pakokaasu ja päästöarvojen noudattaminen ovat menestyksen kulmakiviä. Kaasujen puhdistuslaitteisto valmistui nopeasti. Sopimus laitoksen rakentajan kanssa allekirjoitettiin syksyllä 2017, asennustyöt alkoivat kesällä 2018 ja toukokuussa 2019 oli vuorossa käyttöönotto. Samaan aikaan pakokaasusta pestään pois yli 95 % rikkidioksidista. Savupiipusta tulevan savun SO2-pitoisuuden maksimiarvoksi on asetettu < 50 mg/m³, joka on erinomainen arvo. Laitteistossa käytetään kemiallisen absorptioaineen sijaan yksinomaan merivettä. Rannikon läheisyydessä tällainen tekniikka on edullista. Tämä edellyttää kuitenkin jatkuvaa pölypitoisuuden mittausta. Mikä on vesipisara? Mikä on pölyhiukkanen? Märässä kaasukanavassa sitä ei normaaleissa laitteissa pysty erottamaan. Näin ollen sellaisten laitteiden epätarkat mitta-arvot eivät ole hyväksyttäviä myöskään päästöjen raportoinnissa. SICKin pölymittarin mittausteho sen sijaan poikkeaa valovuosia normaalista, sillä FWE200DH on suunniteltu nimenomaan tällaisiin vaikeisiin mittausolosuhteisiin.
Optisen periaatteen mukaan siroavan valon intensiteetti määrittää pölypitoisuuden. Ennen mittausta on poistettava häiritsevät vesipisarat. Valon sirontaan perustuva pölymittariFWE200DH imee mitattavan kaasun savukaasusta. Mittausjärjestelmässä vesipisarat höyrystyvät, niin että ne eivät enää estä tarkkaa mittausta. Savukaasu virtaa mittauksen jälkeen takaisin kaasukanavaan. FWE200DH-mittareita käytetään ympäri maailmaa lukuisissa sovelluksissa ja lukuisilla aloilla, mutta Norcem Kjøpsvikin erikoiset asennusolosuhteet olivat uusi haaste SICKin hiukkasanalysaattoritiimille. Asennuslaipan ahtaat geometriset olosuhteet tekivät tavallisten mittauskaasuanturien käytöstä savukaasun imemisessä mahdotonta. Sillä jotta näytesondi toimisi oikein, se on suunnattava asennettaessa alaspäin, mikä ei olisi ollut mahdollista sondin vakioversiota käytettäessä. Tämä este pystyttiin ohittamaan vain SICKin asiakaskohtaisen sondigeometrian avulla. Käyttöönoton yhteydessä kävi ilmi, että näytesondin asennus onnistui ongelmitta. Siten oli mahdollista saada toimintavaatimukset vastaamaan todellisia asennusolosuhteita. Mittaus on tähän asti toiminut moitteettomasti ja luotettavasti.
Raaka-aineesta vapautuvan runsaan rikin lisäksi myös vaihtoehtoisten polttoaineiden korkea kloorikuormitus aiheuttaa ongelmia sementin valmistuksessa.
Ilmaston kannalta olennaisia eivät ole ainoastaan runsaasti rikkiä sisältävät kaasut. Raaka- ja polttoaineet sisältävät monia haitallisia aineita, jotka vapautuvat pyroprosessissa. Raaka-aineesta vapautuvan runsaan rikin lisäksi myös vaihtoehtoisten polttoaineiden korkea kloorikuormitus aiheuttaa ongelmia sementin valmistuksessa. Siirtyminen biomassaa sisältäviin vaihtoehtoisiin polttoaineisiin vähentää tosin hiilidioksidipäästöjä mutta lisää toisaalta kloorikuormitusta ja suppiloiden tukkeutumisriskiä. Lämmönvaihtajan häiriöttömän toiminnan takaamiseksi ohitusjärjestelmä poistaa jopa 60 % uunikaasusta. Näin esilämmittimestä poistuvat prosessia häiritsevät kaasukomponentit. Tämä kaasuosuus palautetaan prosessiin myöhemmin raakajauheen syötön yhteydessä. Normaalikäytössä Norcem käyttää ohitusta alle 10 %:lla pakokaasumäärästä.
Kangassuodattimet ovat erityisen tehokas ja usein käytetty suodatintekniikka. Pölyä sisältävä savukaasu virtaa suodatinkammioon ja kulkee useiden suodatinletkujen läpi. Suuret hiukkaset putoavat painovoiman vaikutuksesta suppiloon. Hienot hiukkaset kerääntyvät läpäisevän suodatinmateriaalin pinnalle ja muodostavat pölykerroksen, jota kutsutaan usein suodatuskakuksi. Tämä suodatuskakku poistetaan säännöllisin väliajoin paineilman avulla. Ajan myötä suodatinkankaaseen voi syntyä tämän vuoksi pieniä reikiä. Sen vuoksi pölyä voi joutua suodattamattomana takaisin pakokaasun joukkoon, missä se aiheuttaa korkeampia päästöarvoja
Jotta näin ei pääsisi tapahtumaan, DUSTHUNTER SB30 suorittaa mittauksen suodatinjärjestelmän jälkeen. Pölymittari ilmoittaa reaaliajassa, jos suodattimissa on vuotoja. Valon sirontaan perustuva pölymittari – tässä tapauksessa takaisinsironnalla varustettuna – työskentelee jatkuvasti eikä anna virtausnopeuden tai pölyhiukkaskuormituksen hämätä. Tämä on tärkeä etu muihin mittaustapoihin, kuten tribosähköiseen periaatteeseen verrattuna. Etenkin laiteen omavalvontatoiminto on erityisen käyttäjäystävällinen. Automaattiset tarkastussyklit pienentävät huollon tarvetta ja huolehtivat siitä, että prosessit etenevät tasaisesti. Myös asennus ja käyttöönotto sujuivat Norcem Kjøpsvikillä vaivattomasti. DUSTHUNTER pystyi aloittamaan työnsä muutamassa tunnissa. Pölymittari on kiinnitetty pakokaasukanavaan vain yhdeltä puolelta. Erikoissuuntausten vaatima lisätyö, jota tarvitaan kanavan poikki lähettäviä pölyanalysaattoreita käytettäessä, jäi kokonaan pois. Koska tässä laiteversiossa ei ole mitta-anturia kanavan sisäpuolella, laitteelle voidaan taata myös pitkä käyttöikä. Sillä syövyttävät kaasut vahingoittaisivat kanavassa olevaa anturia; seurauksena olisi korroosiota ja mekaanista kulumista.
DUSTHUNTER SB30 -laitteen huomattavasti parempi tunnistusherkkyys yhdistettynä edulliseen asennukseen ja huoltoon on menestysresepti joka alueella: suurempi suorituskyky pienemmillä kokonaiskustannuksilla pölymittarin koko elinkaaren ajaksi.
Kjøpsvikin laitoksen taloudellisuus on parantunut merkittävästi – ei ainoastaan lämmönvaihtajan vaan koko pakokaasujen puhdistuksen osalta. Jo vuosia aiemmin SICK toimitti kaasuanalysaattoreita Norcem Kjøpsvikin kiertouunia varten. Kokemuksistaan vakuuttuneena Norcem on siksi päätynyt käyttämään myös SICKin pölynmittaustekniikkaa. Erik Nilsen, Maintenance Manager NORCEM AS: “Regarding the dust analyzers, there is not much to say. We oversee the equipment every fourth week and we haven’t had a single problem since we installed them.” (Pölyanalysaattoreista ei ole juurikaan sanottavaa. Tarkastamme laitteet neljän viikon välein, eikä meillä ole ollut lainkaan ongelmia niiden asennuksen jälkeen.)
