Emissziócsökkentési eljárások nagy tüzelőberendezéseknél Brenner und Heizsysteme
Füstgázban maradó O 2 szabályozás (W-FM 200) 2005. április Copyright by Weishaupt Kft Biatorbágy - Hungary
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- 88475 Schwendi füstgáz
A cellafeszültség jelleggörbéje 120 110 100 Cellafeszültség [mv] 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,05 0,1 0,2 0,3 0,5 1 2 3 5 10 20 700 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- 88475 Schwendi
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
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
A termikus NO x kialakulása a koncentráci ció (NO) és s a kialakulási sebesség (dno/dt) 28/11/08 13
2. Módszerek az NO x emisszió csökkent kkentésére SNCR módszer Szelektiv nem katalitikus csökkent kkentés SNCR magas hımérsh rsékleteken 850 1080 C SCR módszer Szelektiv katalitikus csökkent kkentés SCR alacsony hımérsh rsékleteken 180 400 C Kombinált módszer Az SNCR és s az SCR módszer m elınyeinek párositásasa
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
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
A SNCR módszer m alapjai Az NO x emisszió csökkentése és az NH 3 mellékemisszió a reakció hımérséklet függvényében NH 3 NO
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!
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
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
a redukáló anyag befecskendezı rendszere
csı kihajlítás s a tőztér r falában
3. Példák pakura Union Minière Genk (B) fa hulladékok MVV Mannheim (D) szemét AVI Amsterdam (NL) szénpor US Steel Kosice (SK) teljesitmény (t/h) 160 100 2 x 113 1 x 230 NO x -kiinduló érték (mg/nm³) 800 400 350 1200 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 6 1 2 x 12 1 x 8
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
A por emisszió összetételetele [%] 100 por emisszió 80 60 40 elégetlen szén 20 oxid hamu
5. A por és s CO emisszió csökkent kkentése adalékok segitségével [%] 100 por emisszió 80 60 40 20 elégetlen szén oxid hamu elégetlen szén oxid hamu satamin 3146 adalék k nélkn lkül satamin 3146 adalékkal
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 1+2 3+4 5+6 7+8 9+10 11+12 13+14 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 470 480 470 470 470 470 465 pakura mennyiség t/h 31 31 31 30.5 30.5 30.5 30.5 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 3 2 1 0-1 1 2 1-2 por emisszió 3 % O 2 mg/nm 123,8 72,8 20,8 23,5 25,7 38,1 34,4 por emisszió csökkentés % 43 83 82 80 70 73
Emissziókat csökkentő tüzeléstechnikai módszerek Égés alacsony levegőtöbblettel Levegőfelosztás Füstgázvisszavezetés Tüzelőanyag kiegyensúlyozása Ami többnyire nem lehetséges: a tüzelőanyag tulajdonságainak a befolyásolása
A tüzeléstechnikai eljárások alkalmazását gátolja a koksz ksz elégésének hirtelen romlása levegő ő hiány esetében
Az égés s optimal alizálása ERC adalékok segíts tségével 28/11/08 23
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
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
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 10-14 elıtoló rostély 30 30 60 55 Barnaszén 11,4 vándorrostély 25 31 65 59 Kevert ca. 17 elıtoló lengı 40 17 85 84 tüzelıanyag rostély Kıszén 24 vándorrostély 25 23 55 48 Kıszén 30 portüzelés 65 60 54 Antracit 33 vándorrostély 64 21 45 39 Átlagérték 24 62 57
Amióta belevezetjük a füstgázt a kráterbe, senki sem panaszodik többet az emissziók miatt!
2005. április Copyright by Weishaupt Kft Biatorbágy - Hungary