Emissziócsökkentési eljárások nagy tüzelőberendezéseknél. Brenner und Heizsysteme

Átírás

1 Emissziócsökkentési eljárások nagy tüzelőberendezéseknél Brenner und Heizsysteme

2 Füstgázban maradó O 2 szabályozás (W-FM 200) április Copyright by Weishaupt Kft Biatorbágy - Hungary

3 O 2 -szonda Referenciagáz (levegö) Termoelem-feszültség Szondafütés V V Nernst-feszültség Termoelem Szilárdtest-elektrolit Termikus felhajtó erö Januar 2003 Copyright by Max Weishaupt GmbH, D Schwendi füstgáz

4 A cellafeszültség jelleggörbéje Cellafeszültség [mv] ,05 0,1 0,2 0,3 0, C- nál az értékek: 20,9% O 2 = 0,0 mv 10,0% O 2 = 15,5 mv 1,0% O 2 = 63,7 mv 0,1% O 2 = 112,2 mv O 2 -tartalom [%] Januar 2003 Copyright by Max Weishaupt GmbH, D Schwendi

5 1. Az NO x emisszió keletkezése NO x c NO x = NO tüzelıanyag + NO x t termikus + NO x p prompt kötött tt N tartalmazó tüzelıanyagok 70 % 30 % elhanyagolható N nem tartalmazó tüzelıanyagok 0 % 100 % elhanyagolható

6 Az NO x emisszió képzıdése a tüzelt zelıanyag szervesen kötött k tt N tartalmának függvf ggvényében NOx [ppm] pakura könnyőolaj N tartalom [%] Quelle: Brennstoff Wärme Kraft. 28/11/08 11

7 A termikus NO x kialakulása a koncentráci ció (NO) és s a kialakulási sebesség (dno/dt) 28/11/08 13

8 2. Módszerek az NO x emisszió csökkent kkentésére SNCR módszer Szelektiv nem katalitikus csökkent kkentés SNCR magas hımérsh rsékleteken C SCR módszer Szelektiv katalitikus csökkent kkentés SCR alacsony hımérsh rsékleteken C Kombinált módszer Az SNCR és s az SCR módszer m elınyeinek párositásasa

9 3. Az NO x emisszió nemkatalitikus csökkent kkentése (SNCR) az NO felbontási reakciója: NH 2 + NO H 2 O + N 2 redukáló anyagok (NH 2 hordozók): -urea (NH 2 ) 2 CO -ammónia NH 3 cseppfolyós, s, vizes oldatban szilárd, granulátum gáz z alakú cseppfolyós, s, NH 4 OH-ként

10 az általános reakció ureával: 4NO + 2(NH 2 ) 2 CO + O 2 4N 2 + 4H 2 O + 2CO 2 az általános reakció ammóni niával: 4NO + 4NH 3 + O 2 4N 2 + 6H 2 O

11 A SNCR módszer m alapjai Az NO x emisszió csökkentése és az NH 3 mellékemisszió a reakció hımérséklet függvényében NH 3 NO

12 Az urea az optimális NO x redukáló anyag! Az urea fıf elınyei az ammóni niával szemben: - az ammónia, már m r jóval j 100 C C alatt elpárolog, tehát t a füstgf stgázáram közepk zepébe való szállit llitása bonyolult lt A követk vetkezménye: jelentıs s NH 3 mellékemisszi kemisszió és s ezzel járó nem kívánt k mellékreakci kreakciók - az urea (vizes oldatban) fokozatosan képez k amin gyököket. ket. Ezeknek a füstgf stgázáram közepk zepébe való száll llítása garantált A követk vetkezménye: minimális NH 3 mellékemisszi kemisszió és s jóval j egyszerőbb befecskendezési si rendszer Következtetés: Az urea használata ammónia helyett egy hatásos optimalizálási ezköz z!

13 Hagyományos SNCR berendezés vízcsöves kazánoknak ı 1 redukáló 1 Reduktionsmittel anyag tartálya 2 elıkészitı 2 Misch / adagoló und Verteilermodul rendszer 3 Wasser 3 víz 4 Druckluft 4 sőritett 5 Verdüsungslanze levegı 5 befecskendezési rendszer

14 SNCR berendezés s vízcsv zcsöves kazánoknak 3 befecskendezési si szinttel és s akusztikus hımérsh rséklet mérésselm 1 redukáló anyag tartálya 1 Reduktionsmittel 2 elıkészitı 2 Misch- / adagoló und Verteilermodul rendszer 3 Wasser 3 víz 4 Druckluft 4 sőritett 5 levegı Versüsungslanzen 6 Akustische 5 befecskendezési Temperaturmessung szintek 6 akusztikus hımérséklet mérés

15 a redukáló anyag befecskendezı rendszere

16 csı kihajlítás s a tőztér r falában

17 3. Példák pakura Union Minière Genk (B) fa hulladékok MVV Mannheim (D) szemét AVI Amsterdam (NL) szénpor US Steel Kosice (SK) teljesitmény (t/h) x x 230 NO x -kiinduló érték (mg/nm³) NO x - elért érték (mg/nm³) < 450 < 80 < 70 < 450 NH 3 - mellékemisszió(mg/nm³) < 10 < 10 < 10 < 10 redukáló anyag carbamin urea + adalék carbamin urea + adalék NH 4 OH carbamin urea + adalék lándzsák száma 1 x x 12 1 x 8

18 4. A CO és a por emissziók keletkezése A CO emisszió keletkezése Tökéletes égés s esete Tökéletlen égés s esete C + O 2 = CO 2 2C + O 2 = 2CO Okok: - oxigénhi nhiányny - nem elegendı hımérséklet

19 A por emisszió összetételetele [%] 100 por emisszió elégetlen szén 20 oxid hamu

20 5. A por és s CO emisszió csökkent kkentése adalékok segitségével [%] 100 por emisszió elégetlen szén oxid hamu elégetlen szén oxid hamu satamin 3146 adalék k nélkn lkül satamin 3146 adalékkal

21 6. Példák BEWAG Berlin Lichterfelde erımő kazántipus Borsig-Dürr rr-benson teljesitmény 500 t/h égıfajta Balk-Dürr rr-nyomásporlasztó x 12 mérési pont levegı elımelegit melegitı után n / 69 m szinten mérés satamin fajta - F tipus FS tipus FS tipus FS tipus L tipus L tipus mérés kezdési idıpontja 10:30 11:30 12:40 14:30 15:00 15:30 16:00 keverési arány - 1:1500 1:1800 1:3700 1:5600 1:4000 1:2500 teljesitmény t/h pakura mennyiség t/h O 2 levegı elımelegitı elıtt % 0,7 0,75 0,8 0,7 0,65 0,65 0,65 füstgáz áttetszöség 0-0,3 0,2-0,13 0,11 0,03 0,01 0,02 0,04 0,03 Bacharach szám por emisszió 3 % O 2 mg/nm 123,8 72,8 20,8 23,5 25,7 38,1 34,4 por emisszió csökkentés %

22 Emissziókat csökkentő tüzeléstechnikai módszerek Égés alacsony levegőtöbblettel Levegőfelosztás Füstgázvisszavezetés Tüzelőanyag kiegyensúlyozása Ami többnyire nem lehetséges: a tüzelőanyag tulajdonságainak a befolyásolása

23 A tüzeléstechnikai eljárások alkalmazását gátolja a koksz ksz elégésének hirtelen romlása levegő ő hiány esetében

24 Az égés s optimal alizálása ERC adalékok segíts tségével 28/11/08 23

25 Adalékokkal elérhető előnyök magasabb tüzelőanyagmennyiség bevetése (energiafejlesztés) alacsonyabb emissziók kisebb áramfogyasztás a ventilátorok által jobb hamuminőség csökkent érzékenység a váltakozó tüzelőanyagminőségre kevesebb lerakódás a hőcserélőkön

26 Adalékokkal elérhető előnyök paraméter eredmény előny elégetlenek - 50 % hatásfoknövelés levegőtöbblet - 20 % szálló hamu / salak - arány nem kiszámitható kisebb áramfogyasztás a ventilátorok által alacsonyabb elraktárolási költségek tüzelőanyagmennyiség támasztótűz - 30 % lerakódások + 10 % magasabb teljesítmény? tüzelőanyagköltségek csökkentése jobb hőáttétel, kevesebb korrózió emisszió - csökkentés CO 60 % NO x 20 % a határértékek betartása

27 Különbözı tüzel carbamin égési katalizátorok torok anyagokkal és s kazánokn noknál l elért gyakorlati értékek zelıanyagokkal Tüzelıanyag Főtıérték Tüzelési mód Teljesítmény gız Füstgázmennyiség csökkenése CO-csökkenés Izzási veszteség csökkenése % MJ/kg t/h % % Fa elıtoló rostély Barnaszén 11,4 vándorrostély Kevert ca. 17 elıtoló lengı tüzelıanyag rostély Kıszén 24 vándorrostély Kıszén 30 portüzelés Antracit 33 vándorrostély Átlagérték

28 Amióta belevezetjük a füstgázt a kráterbe, senki sem panaszodik többet az emissziók miatt!

29 2005. április Copyright by Weishaupt Kft Biatorbágy - Hungary