Redukcja tlenków azotu metodą SNCR ze spalin małych i średnich kotłów energetycznych wstępne doświadczenia realizacyjne

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Redukcja tlenków azotu metodą SNCR ze spalin małych i średnich kotłów energetycznych wstępne doświadczenia realizacyjne"

Andrzej Malinowski
7 lat temu
Przeglądów:

1 Redukcja tlenków azotu metodą SNCR ze spalin małych i średnich kotłów energetycznych wstępne doświadczenia realizacyjne Autorzy: Uczelniane Centrum Badawcze Energetyki i Ochrony Środowiska Ecoenergia Sp. z o.o

realizacyjne Autorzy: Uczelniane Centrum Badawcze

2 Plan prezentacji: 1.Prezentacja firmy Ecoenergia doświadczenie firmy w redukcji NOx 2.Technologia SNCR i jej zastosowanie 3.Podstawy podjęcia tematyki badań redukcji NOx 4.Projekt Badanie i wdrożenie technologii niekatalitycznej redukcji tlenków azotu (SNCR) w kotłach energetycznych o mocy do 300 MW 5.Zastosowanie technologii SNCR w kotłach energetycznych 6.Badanie efektywności wykorzystania technologii SNCR

Projekt Badanie i wdrożenie technologii niekatalitycznej redukcji tlenków azotu (SNCR) w kotłach

3 Plan prezentacji: 1.Prezentacja firmy Ecoenergia doświadczenie firmy w redukcji NOx 2.Technologia SNCR i jej zastosowanie 3.Podstawy podjęcia tematyki badań redukcji NOx 4.Projekt Badanie i wdrożenie technologii niekatalitycznej redukcji tlenków azotu (SNCR) w kotłach energetycznych o mocy do 300 MW 5.Zastosowanie technologii SNCR w kotłach energetycznych 6.Badanie efektywności wykorzystania technologii SNCR

4 1. Prezentacja firmy Ecoenergia Firma inżynierska wykonująca od 1991 r. usługi dla przemysłu energetycznego. Dwa biura: Warszawa Katowice Zatrudnienie: 20 osób Ostatnie realizacje: 1. Instalacja współspalania biomasy w kotle OKPG 60 ZE Elsen w Częstochowie - pod klucz (docelowo konwersja kotła na biomasowy) 2. Instalacja współspalania biomasy w kotłach OP-230 nr. K5 i K6 - pod klucz (35% udział masowy biomasy) 3. Modernizacja instalacji oleju rozpałkowego w kotle fluidalnym OF-100 w PGE EC Zgierz Analizy prawno - ekonomiczne: 1. Modernizacja Zakładów Energetycznych Soda Polska Ciech i dostosowanie do nowych standardów produkcji ciepła

Instalacja współspalania biomasy w kotle OKPG 60 ZE Elsen w Częstochowie - pod klucz (docelowo konwersja kotła na biomasowy) 2.

5 1. Prezentacja firmy Ecoenergia doświadczenie firmy w redukcji NOx Pierwsze wdrożenia redukcja NOx metodą pierwotną Dwa patenty palników:

6 2. Technologia SNCR i jej zastosowanie SNCR - Selective non-catalytic reduction 1100 o C Reagent Nośnik 900 o C Kierunek przepływu spalin Trudności: 1. Wtrysk reagenta w okno temperaturowe: 900 o C 1100 o C uniknięcie wykonywania odgięć w ekranach kotła 2. Odpowiednie stężenie i ilość reagenta 3. Gospodarka powietrzem w komorze

Wtrysk reagenta w okno temperaturowe: 900 o C 1100 o C uniknięcie wykonywania

7 3. Podstawy podjęcia tematyki redukcji NOx Wykonane testy zastosowania technologii SNCR na kotłach OP-650 (2 szt.). Współpraca z zagranicznym dostawcą technologii. Powody podjęcia własnych badań: 1. Energetyka mała i średnia: niskie koszty aplikacyjne 2. Prawne ograniczenia emisji: 35 45% kosztów instalacji technologii SCR Dyrektywą 2010/75/UE (IED), Dyrektywa 2008/50/WE (CAFE), Regionalne Programy Operacyjne Niskiej Emisji

Energetyka mała i średnia: niskie koszty aplikacyjne 2.

8 4. Projekt W 2013 r. Ecoenergia wraz z CBEiOŚ uzyskała dofinansowanie w ramach konkursu z NCBiR na projekt badawczy tytuł: Badanie i wdrożenie technologii niekatalitycznej redukcji tlenków azotu (SNCR) w kotłach energetycznych o mocy do 300 MW Realizacja Projektu wrzesień 2013 czerwiec 2015 Projekt składa się z 4 obszarów (w Projekcie - 7 Zadań): 1. Badania numeryczne i projekt dysz ( lanc). 2. Projekt i wykonanie stanowiska badawczego (stacjonarnego i mobilnego). 3. Modelowanie numeryczne wybranych kotów (OP-140; WR-25). 4. Badania w warunkach przemysłowych.

1 z NCBiR na projekt badawczy tytuł: Badanie i wdrożenie technologii niekatalitycznej redukcji tlenków azotu (SNCR) w kotłach energetycznych o

9 Standardy emisji NOx dla węgla brunatnego/kamiennego[mg/m3] instalacje istniejące Standard emisji tlenków azotu Moc cieplna MW Rozporządzenie 2005 w. kamienny IED Rozporządzenie 2005 w. brunatny

300 200 100 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 Moc

10 Powiązane z BAT poziomy emisji NO X, NH 3 i CO do atmosfery ze spalania węgla kamiennego i brunatnego Nominalna moc cieplna instalacji spalania (MWth) BAT-AEL dla NOX (średnia roczna - mg/nm 3 ) Nowe instalacje Istniejące instalacje BAT-AEL dla NOX (średnia dobowa - mg/nm 3 ) Nowe instalacje Istniejące instalacje BAT-AEL dla CO (średnia roczna - mg/nm 3 ) BAT-AEL dla NH 3 (1) (średnia roczna - mg/nm 3 ) Częstotliwość monitorowania < ND < ND < 5 > 300 FBC (w. kamienny i brunatny) i PC dla węgla brunatnego <1 3.5 Ciągły pomiar > 300 PC w. kamienny <1 3.5 ( 1) Emisje amoniaku są związane z wykorzystywaniem SCR i SNCR.

NH 3 (1) (średnia roczna - mg/nm 3 ) Częstotliwość monitorowania <100 100 200 100 270 ND 10 100 < 5 100-300 100 150 100 180 ND 10 100 < 5 > 300 FBC (w.

11 Dyrektywa IED a kotły rusztowe Wszystkie Z kotłami rusztowymi Procentowy udział Liczba zakładów % Liczba kotłów * 46% w tym kotłów działających (nie odstawionych) Moc cieplna kotłów GW (wsad w paliwie) % ,9 11,4% Wsad w paliwie PJ ,0% *w tym kotłów o mocy powyżej 15 MW działających po roku 2016 ok. 240

odstawionych) Moc cieplna kotłów GW (wsad w paliwie) 1763 806 46% 131 14,9 11,4% Wsad

12 Obiekt rozważań Kocioł WR 25 Wartość opałowa węgla kamiennego Temperatura spalin na wylocie z komory paleniskowej [ºC] Obciążenie 100 % Obciążenie 60 % 19 MJ/kg MJ/kg MJ/kg Strefa wtrysku reagenta

paleniskowej [ºC] Obciążenie 100 % Obciążenie 60 % 19

13 Źródło emisji Data pomiaru Spalane paliwo mg/nm 3 spaliny suche 6% tlenu w gazach odlotowych SO 2 NO x Pył CO WR-25 Nr węgiel kamien ny WR węgiel Nr kamien ny WR węgiel kamien ny

02.2009 kamien 788 357 158 116 03.03.2010 ny 550 375 89 0 WR-8 30.06.2008 węgiel 532 272 10 38 19.12.

14 Obiekt rozważań Kocioł OP 140

15 Badania modelowe w celu określenia pożądanych parametrów dysz rozpylających Celem zadania jest określenie poszukiwanych parametrów pracy dysz wtryskowych takich jak średnia średnica kropel reagenta, ich prędkość początkowa oraz kąt rozpylania, które dla danej geometrii kotła (odległości ścian komory paleniskowej) dadzą możliwie pełne pokrycie powierzchni przekroju komory paleniskowej

reagenta, ich prędkość początkowa oraz kąt rozpylania, które dla danej geometrii kotła

16 Projekt typoszeregu dysz i lanc wtryskowych dla systemu SNCR Przeprowadzony zostanie proces projektowy typoszeregu dysz posiadających cechy określone w zadaniu pierwszym. Modelowanie VOF, DPM Przykładowe modele fragmentów lancy Lanca produkcji Ecoenergii

posiadających cechy określone w zadaniu pierwszym.

17 Projekt i wykonanie stanowiska badawczego do badania dysz wtryskowych zespołu przygotowania rozpylanej cieczy m.in. pompa wysokociśnieniowa, instalacja sprężonego powietrza, zbiornik cieczy rozpylanej; głowicy umożliwiającej wymienne montowanie badanych dysz; aparatury pomiarowej m.in. ciśnieniomierze, przepływomierze, termometry.

pompa wysokociśnieniowa, instalacja sprężonego powietrza, zbiornik cieczy

18 Badania stanowiskowe opracowanych dla metody SNCR dysz/lanc wtryskowych Badania laboratoryjne wyznaczenie wydajności dyszy oraz ich charakterystyk przepływowych określenie zasięgów strug; określenie kątów określenie wielkości kropel Pomiar rozkładu frakcyjnego kropel strumienia

ich charakterystyk przepływowych określenie zasięgów strug;

wtryskowych w kotle; spodziewanej redukcji emisji NOx po zastosowaniu

19 Modelowanie numeryczne kotłów energetycznych OP-140 i WR- 25 pod kątem ograniczania emisji NOx metodą SNCR pożądanego sposobu rozmieszczenia dysz wtryskowych w kotle; spodziewanej redukcji emisji NOx po zastosowaniu badanego systemu SNCR; zużycia reagenta, unosu reagenta. 144 kg roztworu/h 48 kg roztworu/h

20 Badanie efektywności ograniczania emisji NOx przy zastosowaniu opracowanego systemu SNCR w warunkach przemysłowych Próby będą prowadzone dla różnych obciążeń kotła. W czasie trwania prób działania systemu prowadzona będzie ciągła analiza składu spalin. Wynikiem przeprowadzonych badań na rzeczywistym kotle będzie m.in.: określenie optymalnej ilości reagenta, niezbędnej do obniżenia ilości NOx w spalinach określenie optymalnej ilości i poziomu zabudowy dysz wtryskowych w badanej komorze kotłowej opracowanie warunków technicznych zabudowy docelowej instalacji SNCR W celu wykonania prób zbudowane zostanie mobilny moduł zasilający zawierającego m.in. pompę wysokiego ciśnienia, zbiornik z reagentem, węże elastyczne, armaturę.

Wynikiem przeprowadzonych badań na rzeczywistym kotle będzie m.in.

21 Dziękujemy za uwagę

Podobne dokumenty

ITC REDUKCJA TLENKÓW AZOTU METODĄ SNCR ZE SPALIN MAŁYCH I ŚREDNICH KOTŁÓW ENERGETYCZNYCH - WSTĘPNE DOŚWIADCZENIA REALIZACYJNE

ITC REDUKCJA TLENKÓW AZOTU METODĄ SNCR ZE SPALIN MAŁYCH I ŚREDNICH KOTŁÓW ENERGETYCZNYCH - WSTĘPNE DOŚWIADCZENIA REALIZACYJNE WYDZIAŁ MECHANICZNY ENERGETYKI i LOTNICTWA ITC INSTYTUT TECHNIKI CIEPLNEJ Projekt POIG.01.03.01-14-035/12 współfinansowany ze środków EUROPEJSKIEGO FUNDUSZU ROZWOJU REGIONALNEGO w ramach PROGRAMU OPERACYJNEGO