Een ontzwavelingsinstallatie op hoog niveau

Niveaumetingen in de ontzwavelingsinstallatie

Tijdens de productie van cokes wordt er ongeveer 65.000 Nm³/h cokesgas geproduceerd. Dit ruwe gas wordt gezuiverd van kolenwater, teer, benzol, naftaline, ammoniak en zwavelwaterstof. De zwavel in het cokesgas komt in hoofdzaak voor in de vorm van H2S. De verbranding van het gas brengt hierbij in de regio een belangrijke zure depositie teweeg onder de vorm van SO2. Om deze schadelijke uitstoot sterk te beperken, bouwde ArcelorMittal Gent in 1997 een gasontzwavelingsinstallatie. Sindsdien wordt zuivere zwavel onder vloeibare vorm (temperatuur ongeveer 140°C) uit het gas gerecupereerd.

In een eerste fase gebeurt de diwaterstofsulfide- en ammoniakreiniging door water in tegenstroom met het gas door 3 in serie geplaatste wassers te pompen, nl. door de NH3-wasser 2, door de NH3-wasser 1 en uiteindelijk door de H2S-wasser.

Het aangerijkte NH3- en H2S-waswater wordt opgeslagen in buffertanks met een inhoud van 635 m³ en vandaar naar de ontzuurder en de destillatiekolom van de ontzwavelingsinstallatie gepompt.

In de ontzuurder worden de zwavelverbindingen met stoom uitgedestilleerd (strippen van het H2S gas) bij een koptemperatuur van ± 94°C; in de NH3-destillatiekolom wordt de vrije en de gebonden ammoniak met stoom en door toevoeging van NaOH uitgedestilleerd (strippen van het NH3 gas). Wegens het agressieve karakter van deze dampen is deze installatie uit speciale titaniumlegeringen gemaakt.

Bij het ontzwavelingsproces wordt het vloeistofniveau in de kolommen gemeten.



Ontzuurder

Hiertoe wordt de verschildruk P1 – P2 tussen de beide afnamen onderaan en bovenaan het gesloten vat gemeten met een drukmeetomvormer. Om onze meetapparatuur te beveiligen tegen de agressieve dampen, injecteren wij stikstof in de beide meetleidingen (inertisatie) met een dubbel uitgevoerd borrelpijpsysteem. Om het stikstofdebiet in te stellen, gebruiken wij een debietregelaar (rotameter). Het debiet van de beide afnamen is ingesteld op 85 l/u.


De druk van de stikstof moet groot genoeg zijn om zowel de totale vloeistofhoogte als de overdruk te verdringen. Een té grote druk zou echter het niveau in het vat doen schommelen. In de toepassing van de ontzuurder kozen wij voor 1,5 bar.

Veronderstel dat het vat leeg is, of vloeistofniveau nul heeft. Dan is de druk P1 = P2 = overdruk = 250 mbar, met andere woorden het drukverschil P1 – P2 = 0 mbar.

Wanneer het vloeistofniveau stijgt tot het maximum, of 900 mm waterkolom, dan wordt het gemeten drukverschil:

     0,09 kg/cm² of 0,09 x 0,981 bar of 88,29 mbar

Deze druk is een maat voor de hoogte van het vloeistofniveau.

De meetomvormer is zo geregeld dat een analoog signaal van 4 tot 20 mA overeenkomt met een drukverschil van 0 tot 88,29 mbar of een niveau van 0 tot 90 cm. Dit analoog stroomsignaal wordt verder verwerkt in het automatische besturingssysteem, dat de toevoer van het aangerijkte H2S-water regelt.

Elke debietregelaar (rotameter) is uitgerust met een debietschakelaar. Wanneer het stikstofdebiet onder de 50 l/u daalt, geeft deze schakelaar een alarmmelding op het beeldscherm in de controlezaal. Dit wijst immers op een verstopping in één van de meetleidingen, wat resulteert in een foutieve niveaumeting. De meetapparatuur is ingebouwd in een verwarmde kunststofkast. De meetleidingen zijn met speciaal elektrisch verwarmd tracinglint omwikkeld en daarna thermisch geïsoleerd.