スポジュメン焼成で電気がガスに勝る理由

Sachin Pimpalnerkar, Global Product Manager, Kanthal新しい電気加熱式スポジュメン焼成炉では、一方の端から冷たい製品を入れ、もう一方の端で熱い製品を取り出します。 それに比べ、ガス式炉では、出入りする燃料や空気の量が製品の体積を凌駕するだけでなく、使用するエネルギーのほとんどを吹き飛ばしてしまいます。

KanthalのグローバルプロダクトマネージャーのSachin Pimpalnerkarは、その膨大な量を可視化するために、鉛筆を取り出し、エネルギー損失を計算しました。

「この計算は自分でやらなければなりませんでした」と彼は冗談を言いながら、計算でいっぱいになった封筒の裏を見せました。 「少し速くて綺麗ではありません。 1MWの炉の場合、24時間で2,568 Nm3のガスと27,760 Nm3の空気を消費することになります」と彼は言います。

熱効率の大きなギャップ

一般的な熱気球は、横16 m、縦25 mで、体積は約2,000立方メートルと考えるとイメージしやすいでしょう。 優雅に上昇するために、1時間に約130リットルのプロパンを使って空気を約100℃に加熱しています。

ロータリースキルンから排出される排ガスは、ろ過・脱硫される前は約400℃の高温になります。

1 MWの排ガスを使えば、気温が高くても1日30個、1年で11,000個の風船を打ち上げることができます。

数十年にわたる商業設備での効率向上にもかかわらず、ガス式炉の熱効率はおそらく25%で、最新の熱回収装置を使用すれば60%程度になります。

「ガス式炉の熱効率は、数十年にわたる商業設備での効率向上にもかかわらず、25%程度で、最新の熱回収装置を用いると60%程度になります」と、Pimpalnerkarは言います。

一般的な発電所は4 MW程度、つまり今回の実験の4倍の規模になるかもしれません。 つまり、1日に15.26 MWhものエネルギーを排ガスとして送り出していることになると、Pimpalnerkarは言います。

これらの数字はあくまで概算であるが、既存技術の熱効率の悪さの規模がわかるようになりました。 それに対して、電気加熱式の炉は95%近い熱効率を達成しています。

プラント事業者が得られるのは、エネルギーの節約だけではありません。 また、騒音が少なく、有害なNOxの排出がないなど、より良い作業環境もプラスに働きます。 また、職場を不健康にするNOxの排出は、規制当局の目を引くことになります。 多くの都市や地域がNOx削減目標を達成できない中、許認可制度はますます厳しくなっています。 それに加えて、シンプルで温度調節がしやすいというのも魅力です。 私たちは、電気ストーブをダイヤル式で操作することに慣れ親しんでいます。しかし、大量のガスや空気を配管し、流通させ、点火させるとなると、その精度は低くなり、より複雑な作業となります。

電化へのインセンティブ

消費者やOEMメーカーは、気候変動に配慮した電気自動車やその他のバッテリー駆動アプリケーションのために、エネルギー効率に優れ、化石燃料を使用しないサプライチェーンを長い間探し求めてきました。

精製業者が上流工程またはその近くで最終製品のマージンをより多く獲得しようとする前方統合は、事業者にとって電動化のインセンティブをさらに高めることになると、Pimpalnerkarは言います。

まず、スカンジナビア、イギリス、アメリカ、カナダ、オーストラリアの新しい鉱山の事業者が、脱炭酸ステージの前方統合を決定した場合、最終処理のために何千トンもの精鉱を中国に送る必要がなくなる、と彼は言います。

このように生産工程の中でエネルギー集約的な部分がオンショア化されると、その結果、産業界のエネルギー使用は、二酸化炭素排出を回避するインセンティブがある地域に引き込まれることになります。

「統合されたオペレーションは、排出権取引制度を利用してエネルギーコストを相殺することができます」とPimpalnerkarは言います。

また、欧州などの地域では、排出権取引制度の対象外から輸入される製品に対して、いわゆる炭素国境調整メカニズムが提案されており、将来的には、前方統合によってサプライチェーンを炭素関税から保護することができるようになるかもしれません。