MRU (Sluttrenseanlegget for gass)

Bakgrunnsinformasjon:

I 2001 sto MRU oppe for drift. Grunnet nye kvoter fra miljødirektoratet i 1999, måtte det bygges et renseanlegg, for rensing av ovnsgassen. Gassen som kommer fra ovnene inneholder kvikksølv (Hg), som kommer fra råvarene som blir brukt i prosessen. De nye kvotene førte til at det ikke lengre var lov til å kjøre ovnene uten et renseanlegg. Det var påvist at slike store mengder med kvikksølv, forurenset miljøet rundt.

For å rense ut kvikksølvet fra gassen, måtte det bygget et kvikksølvanlegg, noe som aldri før var blitt gjort, og det var Patric Muller, som påtok seg denne oppgaven. Resultatet var vellykket og til den dag i dag finnes det kun to slike anlegg i verden, her på ENP (Eramet Nyrway Porsgrunn) og på ENS (Eramet Norway Sauda).

Gassen som renses her på ENP er et biprodukt og selges til YARA, dette tjener vi gode penger på. Det er ikke alltid mulighet for å selge all gassen vi produserer til YARA. Det hender N2 ikke alltid kan ta imot, eller at vi ikke produserer nok til å sende bort (f.eks. ved stans). Da fakles det som regel enten over tak til ovn 11, eller i fakkel over MRU.

Oppbygging:

Før gassen kommer til MRU blir den renset i et gassrenseanlegg, der de fleste partiklene blir fjernet, men ikke alle. De gjenværende partiklene er for små til å bli renset ut i dette anlegget.

Det første leddet i MRU er elektrostatfilteret, som forkortes til ESP. Gassen som kommer til dette leddet har vært gjennom renseanlegget, og store deler av partiklene i gassen er allerede renset ut.

            Veggene i ESP er positivt ladde, noe som fører til at de negativt ladde partiklene i gassen vil trekke mot veggene. I midten av ESP henger det negativt ladde elektroder, som vil støte partiklene vekk, og de får et ekstra «dytt» mot veggene. Ca. hvert 10’ende sekund er det en kortslutning av strøm, som fører til at partiklene som festet seg til veggene i denne perioden faller til bunn av ESP. Når partiklene faller til bunn blir de skylt ut med vann og pumpet til en tank der vannet vil bli renset i renseanlegget på ovn 10.

            Noen av partiklene vil også feste seg til elektrodene grunnet tjæra i gassen. Tjæra kommer fra elektrodene i smelteovnen. Tjæra i elektrodene i «flyktig», og derfor vil den «flykte» sammen med gassen ut av ovnen. For å få ned disse partiklene, spyles ESP med en ammoniakkblanding én gang i døgnet. Denne blandingen består av ca. 70 % vann og 30 % ammoniakk. Denne blandingen blir blandet av operatør ved ovn 10.

            Gassen som er i ESP har et høyt oksygennivå. For å hindre eksplosjonsfare spyler vi også ESP med Nitrogen en gang i døgnet for å kvele oksygenet.  

            Når gassen kommer ut av ESP har temperaturen sunket en god del, og gassen er nesten så «kald» at den vil kondensere. Hvis gassen starter å kondensere, eller allerede har kondensert når den kommer til adsorberen, vil den reagere med svovelet på kullet. Da vil det oppstå en kjemisk reaksjon, og det vil bli produsert H₂SO₄ (svovelsyre). Svovelsyra vil etse på utstyret (da må både kullet + beholderen byttes), samt at det ikke lenger vil være svovel på kullet til og tå opp kvikksølvet. For å unngå dette sendes den videre til en heater.

Neste steg i MRU er heateren. Her varmes gassen fra ESP opp med 25 grader. Grunnen til at gassen varmes opp er for å hindre kondensering i det neste steget, adsorberen.

            Heateren er en elektrisk gassvarmer. Denne består av mange strømledere av metall på tykkelse med en finger? Disse går diagonalt opp og ned. /\/\/\/\/\/\/\/\ 

I obsorberen felles kvikksølvet ut. Dette gjøres ved hjelp av aktivt kull som ligger i tanken. Gassen vil komme inn i bunn og gå oppover. I løpet av denne hendelsen hvor gassen går oppover, vil kvikksølvet feste seg til kullet.

Kullet vil til slutt bli mettet. En indikator på dette kan være at trykket i adsorberen øker.

Ønsket kjemisk reaksjon: Hg + S => HgS (kvikksølvsulfid)

Uønsket kjemisk reaksjon: Hg + S + H₂O => H₂SO₄ (Svovelsyre)

Når gassen kommer ut av obsorberen vil den bli fraktet til Yara ved hjelp av en Sentrifugalvifte. Denne viften vil øke trykket nok til at gassen blir fraktet hele veien, da gassen selv ikke naturlig selv kan «gå» strekningen.



Ex-Kurs, Soneklassifisering

UTSLIPPSTED

For at vi skal få en eksplosjonsfarlig atmosfære må gassen/væsken slippe ut et sted (utslippsted). Disse utslippstedene deles inn tre kategorier avhengig av "hvor ofte og hvor lenge" utslippet finner sted.

KONTINUERLIG UTSLIPPSTED

Utslipp foregår her uavbrutt eller i lengre perioder. 

Kontinuerlig utslipp finner vi inne i tanker, rør, rundt utløpet på sikkerhetshetter, o.l.

PRIMÆRT UTSLIPPSTED

Utslipp kan her forventes en gang i mellom ved normal drift. 

Primært utslippsted finner vi f.eks. ved utlufting av lagertanker, ved pakninger på roterende utstyr, o.l.

SEKUNDERT UTSLIPPSTED

Utslipp forventes ikke å kunne skje under normal drift. Dersom det likevel skjer, vil det være av kort varighet og med lav frekvens. 

Sekundært utslippsted finner vi rundt flenser, koblinger, ventiler, o.l.

SONEINNDELING

Eksplosjonsfarlige områder deles inn i tre typer soner, ettersom hvor vi finner dem og hva årsaken er.

SONE 0

Vi finner sone 0 : 

  - Inne i prosessutstyr som utvikler brennbar gass/damp

  - Inne i lukkede trykkbeholdere, lagertanker eller containere

  - Rundt luft-rør med kontinuerlig utslipp

  - Direkte over væskeoverflate på brennbare væsker

SONE 1

Vi finner sone 1 :

  - Over tak og utenfor vegger av lagertanker

  - over flytende tak i lagertanker

  - I en viss radius rundt ventilasjons-åpninger fra sone 1

  - Rundt tappe- og fylleplasser

  - Rundt fleksible rør og slanger

  - Rundt pakninger for pumper og kompressorer o.l. innendørs

SONE 2

Vi finner sone 2 :

  - Rundt flenser, koblinger, ventiler, o.l.

  - I en viss radius rundt ventilasjons-åpninger fra sone 2.

Rørledninger uten flenser, koblinger, ventiler o.l. er IKKE å regne som utslippsted.

En meget sentral del i soneinndelingen er ventilasjonen. Har vi god ventilasjon, vil gassen/dampen fortynnes, eller føres vekk hurtig. Dersom ventilasjonen er dårlig, kan vi få en ansamling av gass/damp, slik at vi må soneklassifisere området strengere enn normalt.

IEC-60079-10 anbefaler at en bruker konstruksjonprinsipper slik at anlegg og installasjoner i hovedsak bare vil være sone 2, eller ikke-eksplosjonsfarlig områder.

SONEKART

Når et område er soneklassifisert, utvikles det sonekart over anlegget som internkontrollsystemet for anlegget skal godkjenne. Nedenfor har jeg tegnet et eksempel på et sonekart. De forskjellige strekene (de blå, diagonale og på kryss) viser til hvilke sone det er.

Dette er et sonekart over en gammel bensinstasjon.
Grunnen til at bilde er sidelengs er p.g.a. at jeg ikke finner ut hvordan jeg skal snu det... det er altså ikke meningen..

Ex-Kurs, Inndeling av Eksplosjonsfarlige områder

Inndeling av eksplosjonsfarlige områder

Områder hvor det er fare for eksplosjoner, deles gjerne inn i fire områder, avhengig av hva som kan forårsake eksplosjonen.

GASS

Områder hvor eksplosjonsfaren skyldes gasser, damper eller svevende væskedråper er blitt blandet med luft.

Eksempel på gassområder: 

  - Petrokjemiske anlegg

  - Borerigger

  - Produksjonsplattformer

  - Bensinstasjoner, osv.

STØV

Områder hvor eksplosjonsfaren skyldes at luften er blandet med brennbart støv.

Eksempel på støvområder:

  - Kornsiloer

  - Tekstilindustri

  - Industri der det forekommer mye slippstøv, osv.

Visste du at:

  - En støveksplosjon kan i noen tilfeller være like kraftig som en gasseksplosjon?

  - Gexcon i Bergen er verdenskjent for sin forsking rundt dette med støveksplosjoner?

EKSPLOSIVER

Områder hvor eksplosjonsfaren skyldes eksplosiver (dynamitt, krutt, etc.)

Eksempler på områder med eksplosiver:

  - Ammunisjonslagere

  - Sprengstoffindustrien

  - Forsvaret, osv.

Innenfor områder med eksplosiver kan det også forefinnes områder med gasser og støv.

OKSYGENRIKE ATMOSFÆRE

Områder hvor eksplosjonsfaren skyldes gasser eller støv, hvor lufta inneholder mer oksygen enn vanlig (21%). En økning på 3-4 % volum av O2 vil doble forbrenninghastigheten.  

EX-Kurs, EX-filosofi

Siden nyttår her jeg i perioder av-og-på jobbet med en papir-utgave av et EX-kurs. Her inngår det EX-filosofi, soner m.m.

Jeg har tenkt til å skrive ned hva jeg lærer i dette kurset gradvis :)

EX-Filosofi

På en plattform, et industriområde, e.l. kan vi ha eksplosjonsfare dersom vi har prosess med brannfarlige områder, eller lagring av disse. Ved en eventuell lekkasje, vil lufta bli blandet med brennbare gasser eller damper. Det er da viktig at alt elektrisk utstyr og varme flater er beskyttet, slik at vi ikke får antennelse av den eksplosive blandingen. Slikt elektrisk utstyr kalles Ex-Utstyr.

For å beskytte oss selv og installasjonen, er vi pålagt å følge visse regler og retningslinjer.

Regler for Ex-utstyr er basert på internasjonale normer IEC (International Electrotechnical Commission). Disse internasjonale normer blir videre tilrettelagt for europeiske forhold av CENELEC (Comitè Europèen de Normalisation Electrotechnique).

Alle land som er medlem av EU og EØS er fullverdige medlemmer av CENELEC.

Eksplosjonsfarlige områder deles inn i soner. For å holde orden på disse sonene, leges det et såkalt sonekart (bilder av dette kommer senere i eget innlegg om soner).

På det meste av Ex-utstyr, kreves det et prøvebevis, som forteller hvordan utstyret er prøvd og hvordan det er sertifisert.

15.5.14, del 2

Jeg kommer til å skrive ned en del begreper her, med tanke på at det er stor sjanse for at de vil dukke opp i senere innlegg. 

Funksjoner for basis regulering

PID-regulator: En inngang (ER) og en utgang.

Reguleringsløyfe: En reguleringsløyfe består av et måleprinsipp, regulator, forstillingsmekanisme                                (f.eks. membranaktuator) og pådragsorgan (f.eks. en ventil).

Kaskade: To PID-regulatorer (master og slave), to transmittere og en ventil (pådragsorgan).

Split Range: Består av en regulator og to ventiler.

Min/Max velger: To PID-regulatorer, en velger og en ventil. Velger høyeste/laveste utgang.

Forholdsregulering: Et eksempel til dette kan være: 
                               Hvis A er 4 ganger større enn B, programmeres regulatoren med A*0,25.

Foroverkobling: Dette er simpelt en regulator med ekstra inngang (FF, Feed Forward)

PID-regulator

* Oppgaven til en regulator er å kjøre utgangsignalet slik at PV holdes på SV.

* Egenskapene til regulatoren tilpasses med tre tuningskonstanter:

   P: Forsterkning

   I: Integral-tid

   D: Derival-tid

Regulatormetoder

MAN: Her har vi en åpen sløyfe, og utgangsverdien styres manuelt.

AUTO: SP settes av regulator.

CAS: SP endres forløpende av master. Master kan være basisregulator eller avansert regulering.

PROGRAM: SP eller OP er styrt av et program.

PV "Tracking" av SP: Dette er for å unngå sprang (Plutselig endring av utgang) fra MAN til                                                AUTO.

15.5.14

C-Skift Em

I dag jobbet jeg i hovedsak med oppgaver om reguleringer. Så tenkte jeg kunne skrive ned noe av det jeg har lært, samt at det kommer noen definisjoner i neste innlegg 

Regulering

Innføring av regulering i prosessindustrien

"I prosessanlegg, spesielt i store anlegg, må et større antall apparater og maskiner reguleres, styres og overvåkes samtidig.

I begynnelsen av den kjemiske industriutviklingen var de nødvendig måle-, styre- og overvåkings-instrumentene installert på hvert enkelt apparat. Et større antall medarbeidere måtte gå over de enkelte instrumentene med jevne mellomrom, avlese dem på stedet, notere måleverdiene og, om nødvendig, forta korreksjoner ved å stille på armaturene.

Da man plasserte alt måle-, regulerings- og styreutstyr i et sentralt kontrollrom, innebar det en vesentlig lettelse. Her kan måleverdiene avleses sentralt, og ved avvik foretar man inngrep i reguleringen. Det regulerings- og styringsutstyret som er anbrakt i kontrollrommet, dirigerer delvis selvstendig de prosessene som foregår i anlegget.

Gjennombruddet i automatiseringen i kjemiske anlegg,  det vil si at man fikk selvstyrte, selvregulerende og datamaskinovervåkende forløp, lyktes først med innføringen av prosesskontrollsystemer."

      - Ignatowitz prosesskjemi

Så fra avsnittet over ser en at innføringen av reguleringer i prosessindustrien har ført til en rekke lettelser og en enklere jobb hverdag for arbeidere innen prosessindustrien. Det har også medført at vi trenger færre arbeidere og dette gjør at det blir billigere å drive prosessindustri.

      Det er også lettere å regulere nøyaktige med datamaskin enn det er manuelt.

PV, SV og OP

PV står for prosessverdi. Dette er det den virkelige verdien i målingen, også kalt ER-verdi.
SV står for Settpunkt. Dette er den ønskede verdien vi vil ha i prosessen, og er også kalt SKAL-verdi.
OP er utgangsignalet. Dette er differansen mellom PV og SV.

Nivå i tank i forhold til signal i kabel

Strømsignalet i kabelen går vanligvis fra 4-20mA. Dette vil f.eks. si at hvis signalet i en kabel er på 12mA, så er tanken på 50%.

                                                4mA      12mA     20mA

                                                   |----------|----------|
                                                 0%        50%       100%

Forhold mellom ventilåpning og signal (bar)

Signalet går fra 0,2-1 bar. Dette vil si at hvis signalet er på 0,6 bar, så er ventilen 50% åpen.

                                              0,2 bar     0,6 bar    1 bar
                                                    |----------|----------|
                                                  0%         50%      100%

Diverse nivåmålere her på ENP

Gammastråling (av-og-på måling)

Her sendes det strålinger fra den ene siden av siloen til den andre (horisontalt). Hvis strålingen fra senderen ikke møter mottakeren, vet vi at vi har materialer på dette nivået. Dette er en kjekk metode for å måle hvor mye materialer vi har i siloen og for å vite når vi må fylle på med mer.

Ultralydmåling (nivåmåler)

Ultralyd sendes her nedover (vertikalt) fra toppen av tanken med ett ekkolodd. Når ultralyden treffer overflaten av innholdet i siloen blir det reflektert. Tiden det tar for at impulsene å returnere, er et mål for fyllehøden i siloen.

Radarmåling

Samme prinsipp som ultralydmåling. Forskjellen er at radar sender mer nøyaktige målinger p.g.a. at den sender med  GHz i stedet for KHz som ultralydmåleren sender. En kan si at ultralydmåling er et billigere alternativ.

SRA (SluttRenseAnlegget)

Prosessbeskrivelse

Vi startet først opp SRA i 1994, grunnet nye kvoter fra daverende KLIF (nå Miljødirektoratet). SRA blir brukt til å rense ut de siste tunmetallene PAH-stoffene (Poly Aromatiske Hydrokarboner). Grunnen til at vi fikk disse kvotene er p.g.a. at de siste partiklene og PAH-stoffene gjorde elva sur og fisken døde.

Reaksjonstanken

Reaksjonstanken er det tførste leddet i SRA, og det er her det kjemiske foregår.
      Her, i denne tanken, blir det tillført slamvann fra ovn 10 og 11. Hvis PH-verdien er for lav blir det tilsatt NaOH (lut) for å øke verdien, og det blir tilsatt FeSO4 (Jernsulfat), da dette er best egnet for å felle ut sink og mangan cyanider (cyanider er slater oppløst i vann).
      PH-verdien til FeSO4 ligger på 3-4. FeSO4 er et toverdig jern. Dette betyr at det best løses opp i varmt vann (40-50 grader Celsius), da det kalde vannet ville gjort det til et treverdig jern (rustvann), grunnet mer oksygen.
     Før hadde tanken to rørverk, ett som rørte fort (for å blande FeSO4 sammen med væsken) og ett som rørte sakte (for å hindre at det skulle gro i tanken). Nå bruker vi fortsatt det rørverket som beveger seg sakte, men i stedet for det rørverket som beveget seg fort, bruker vi nå en trakt/skile nedover i tanken, så hurtigmikseren (det raske rørverket) er ikke nødvendig. Denne trakten er praktisk, da den ikke krever energi for å blande FeSO4 inn i væsken.
      Vi bruker også en Red-Ox måling for å måling. Denne har vært en del ute av drift og nede i perioder, da det var problemer mellom Red-Ox'en og PLS'en (som da er kommunikasjonen). Det har også vært perioder der det har vært vurdert at vi ikke lengre skal bruke Red-Ox, da det ofte har vært problemer med den og at det er dyr og reparere. Det faktum at målingene den gjør ikke er veldig nøyaktige har også spilt en faktor til at den har vært ute av drift i perioder.

Lamellfortykkeren

Her kommer slammvannet fra reaksjonstanken inn øverst og fordeler seg utover hele arealet til lamella. Dette gjør at vannet vil kunne setle via lamella.
      Lameller er skråstilte plater som fanger opp partikler. De skråstilte platene bremser vannet, som gjør det enklere for dem og fange opp partikler. En fordel med at platene er skråstilte er at vi trenger et mindre areal til plass for lamella.
      Dessverre egner ikke lamella seg som lagringsplass, og derfor vil slammet som ligger i bunn bli pumpet ut kontinuerlig. For å pumpe ut slammet bruker vi en Enkeltvirkende Pneumatisk membranpumpe. Grunnen til at vi bruker en membranpumpe er at den tåler mer aggressive stoffer.
      Fra lamellfortykkeren går slammet videre til setlingstankene på ovn 10 og 11. Vannet som er ferdigrenset for slam vil gå i overløp til T-1008.

T-1008/T-1002

Dette er en todelt tank.
      T-1002 består av vann som allerede har vært gjennom renseprosessen, men fremdeles må renses på nytt, for å bli ordentlig rent.
      T-1008 består av vann som kommer fra lamellfortykkeren og nå skal renses. Her tilsettes Namelt, som er et kjemikalie som vi bruker til å binde PAH-stoffene sammen. Grunnen til at vi binder PAH-stoffene sammen, er at de enklere skal filtreres ut når vannet kommer til sandfilteret.

Sandfilteret

Sandfilteret er en tank fylt med sand formet som et kon oppover. I midten av konet, finner vi et luftrør. Ved siden av dette røret blir vannet fra T-1008 pumpet inn vertikalt, ca. midt i tanken.
      Vannet vil nå trenge seg gjennom sanden oppover. Nå vil vannet bli presset mellom et rør med mange hull. Vannet vil bli presset mellom, mens partiklene vil feste seg på sandens overflate.
      Luftrøret blåser ut en liten mengde luft, som vil skape bobler. Disse boblene vil føre partiklene og sanden oppover i tanken, rett ved siden av luftrøret. Når partiklene og sanden kommer til toppen vil sanden rulle til siden, mens vannet, som også har blitt ført oppover, vil gå i overløp.
      Vannet som har blitt renset for dårlig, dette går ikke i overløp, vil bli sendt tilbake til T-1002, og bli pumpet til reaksjonstanken for ny rens. Det resterende vannet (det som har gått i overløp) vil nå videre til sandfilteret.
      I korte grep blir sandfilteret brukt til å skille ut PAH-stoffer.

Kullfilteret

Kullfilteret har det samme prinsippet som sandfilteret, forskjellen er ikke større enn at kullfilteret feller ut de partiklene sandfilteret ikke klarte å ta. Det er i hovedsak kun PAH-stoffer som blir fellt ut i sandfilteret.
      Kull har større overflate enn sand, og kan derfor fange opp flere partikler. Dette er også grunnen til at kullfilteret kommer etter sandfilteret.
      I kullfilteret bruker vi aktivt kull. Dette kullet vil ikke ta til seg vann, men vil heller tiltrekke seg partiklene.
      Dessverre vil ikke kullfilteret klare å ta til seg alle partiklene som ble igjen etter turen i sandfilteret, og derfor vil det urene vannet bli sendt tilbake til T-1002.

Filtermassen i sand- og kullfilteret blir byttet ca. 1 gang i året.

V-overløp

Dette er det siste leddet i SRA før vannet blir sluppet ut i elva.
      Vannet som kommer til V-overløp skal være så rent at det kan slippes ut i elva uten at det forurenser. Her skal PH-verdien være rundt 9. Vi måler vannet som går ut, for å være helt sikre på at ER-verdien er i samsvar med SKAL-verdien.
      Skulle det så ha seg at PH-verdien ikke er riktig i forhold til det den skal, vil lut-pumpa bli startet, og lut vil så bli tilsatt i reaksjonstanken.
      For å måle hvor store mengder vann vi sender ut i elva, bruker vi en ultralydmåler.
      På ovn 10 tar vi vannprøver i fra vannet som kommer inn (T-1), vannet som går ut (T-7) og SRA ut. Disse leveres til labben for at de skal kunne sjekke vannet i de forskjellige stadiene fra det kommer inn til det går ut.