Kirlilik: SMOG, NOx ve CO'ya karşı savaşmak için Pekin'de ıslak yanma


Bu makaleyi arkadaşlarınla ​​paylaş:

Pekin'in problemi: halk sağlığı kazanlarından NOx emisyonlarını (azot oksitleri) azaltmak. Pekin'de sis ile mücadele etmek için kazanlardan gelen NOx emisyonları için katı sınırlar getirildi. Dr. Gregory Zdaniuk, Joel Moreau ve Lu Liu, ıslak yanma, konu Econologie.com'da uzun süredir uyandırdı. Rémi Guillet fikirlerini yayınlayan ve düzenli olarak çalışan.

Pekin kirlilikten muzdarip ve çözüm arıyor

Çin'in çok hızlı endüstriyel büyümesi, önemli derecede hava kirliliğine yol açtı; bu da tabii ki Çin'in sağlığı, büyük şehirlerde özellikle yıllarca! Nedenleri yol trafiği, kömür endüstrileri ve binaların ısınmasıdır. Pekin Belediyesi hava kalitesini artırmak istiyor ve hava kirliliği ile mücadelede ön plandadır. Yeni kömür tesisatını yasaklamak, trafiği sınırlamak ve özellikle yanma geliştirmek için yeni teknolojiler uygulamak ve özellikle NOx'i azaltmak da dahil olmak üzere bunu çözmek için büyük çabalar sarf ediyor. ıslak yanma Geleceğin bu tekniklerinden biri!

"Smog Savaşı": Pekin Belediyesi hava kirliliğine karşı savaşmak için bir dizi araştırma önlemi başlattı:

Yeni tesisler için kömürün yasaklanması
Mevcut kömür tesislerinin aşamalı ve zorunlu yenilenmesi
Yeni araçların kayıt altına alınması ve günlük trafikte kısıtlamalar
Elektrikli hareketliliğin teşvik edilmesi
Doğalgaz (metan) ve LPG ile taşınan taksilerin teşvik edilmesi (propan-bütan)
Otomobil kiralama ve bisiklet gelişimi
Yeni ve mevcut gaz kazanlarında NOx için katı sınırlar

1er Nisan 2017'tan bu yana tesisler, yeni ve mevcut gaz kazanları için NOx sınırlarını karşılamalıdır; Avrupa Birliği'nin daha yüksek (!) standartları. Belediye, gaz kazanlarından çıkan NOx emisyonlarını azaltmak için teşvikler de hazırlamıştır; Bu nedenle 1 500 kazanları 2016 olarak değiştirildi.

Kazanlarda NOx'un azaltılması mümkündür. alev bölgesine su veya buhar enjekte etmek ; geçen yıl 15 sırasında Avrupa'da geliştirilen bir sistemi kullanarak özellikle Pekin'in çalışmalarında Pekin'i kullanan ve bunu geliştirmek isteyen şey budur. Rémi Guillet. Tedavi sonrası yöntemler, örneğin seçici katalitik indirgeme SCR veya seçici olmayan katalitik indirgeme - eğitimden sonra NOx emisyonlarını muamele edin. Yanma kontrol teknikleri NOx oluşumunu engeller.

Tedavi sonrası yöntemler daha pahalıdır ve genellikle 10 MW altındaki kazanlarda kullanılmazlar.

Pekin'in kazanlar için katı NOx sınırları

Şu anda bir uymalıdır kazanlar (DB11 / 139-2015), yeni tesisler ve kömür yakma gazı için hava kirleticilerin deşarj standart Sonraki 30mg / Nm3 NOx sınırı , mevcut kurulumlar 80mg / Nm3 sınırına sahiptir. Burada Avrupa'da karşılaştırıldığında, Avrupa Direktifi tarafından belirlenen eşdeğer NOx sınırı 100 mg NOx / Nm3... 3 kez Çin'den daha fazla!

Sıkı yasal sınırlamalara ek olarak, Pekin mevcut gaz kazanları için NOx azaltmak için ekonomik bir teşvik programı hazırladı. Yenileme projeleri, kazandıkları NOx miktarına göre ödüllendirilir. 1 500 gaz kazanları 2016 olarak değiştirildi. 2017'te Pekin, kümülatif gaz kazanı termal gücünün 7 GW eşdeğeri veya yaklaşık 2 nükleer reaktörlerinin termal gücü!

NOx oluşumu alevin sıcaklığı ile hemen hemen katlanarak değişir. NOx kontrolünün ana yöntemi alev sıcaklığını düşürmektir. Bu, çeşitli şekillerde yapılabilir:

Mühendisler için olan zorluk, alev kararlılığını ve kazan verimliliğini korurken alev sıcaklığını düşürmektir. Güvenlik, EGR konusunda özellikle kritik önem taşıyor. karbon monoksit (CO) patlaması riski Egzozda potansiyel var!

Yaş yakma sistemi su buharı pompası (PAVE)

Su veya buhar enjeksiyonu, hava-yakıt karışımının stokiyometrinin (oksidan ve oksitlenmiş arasındaki sayısal ilişki) ve dolayısıyla adyabatik alev sıcaklığının değiştirilmesine neden olur. Su ilavesi de yanma sonucu oluşan kalorileri "saçar". Her iki olay da yanma sıcaklığında bir azalmaya neden olur - mantıksal olarak mavi gaz alevi rengi esas olarak turuncu-sarı olur. Alevin sıcaklığı yeterince düşürülürse, NOx hemen hemen oluşmayacak ve kazanın ısıl performansı korunacaktır.

Alev alev yanan ıslak
Islak yanma (metan)
Kuru yanma gazı alevi
Kuru yanma (metan)

Şekil 1: Islak yakma modunda (üst) ve kuru yanma modunda (altta) aynı brülör çalışır

Su buharı pompa sistemi (WVP veya Su Buharlı Pompa, PAVE) bir yöntemdir Doktora Rémi Guillet'in ıslak yanması Paris'te bulunan ve 1979'ten bu yana ENGIE grubunun bir parçası olan CIEC şirketinin 2004'de geliştirilmiş ve patentlenmiştir. Bir ön ısıtma ve yanma havası nem doygunluğu yanma gazlarının mantıklı ve latent ısı geri kazanımı ile. Bunu yapmak için, iki püskürtme hava akışında yerleştirilir: bir temiz hava girişi ve kondenser ile baca arasındaki diğer içine, Şekil 2 gösterildiği gibi. Tüm bileşenler paslanmaz çeliktir ve brülör, neme doymuş yanma havası ile başa çıkmak için üretilmiştir. Su enjeksiyonlu brülörün geometrisi tipik bir düşük NOx brülörünün geometrisi ile ilgisi yoktur (tekli bir çift duvarlı)

Anti-NOx ıslak yanma kazanı diyagramı
Anti-NOx ıslak yanma kazanı diyagramı

Kondensere giren yanma gazlarının çiğlenme noktası elbette artar (ıslak yanma durumunda ~ 58 ° C'de düzenli yanma olması durumunda ~ 68 ° C 'dan) kondansatöre daha fazla latent ısı geri kazanıldı. Bu, aynı başlangıç ​​ve dönüş suyu sıcaklıklarında çalışan sıradan bir yoğunlaştırma kazanı ile karşılaştırıldığında. Buna ek olarak, egzoz sprey kulesinde meydana gelen ilave ısı geri kazanımının, normal bir kazandan çok daha düşük sıcaklıklarda baca gazlarını soğutması. Sonuç olarak, sistem PAVE sıradan bir yoğuşmalı kazana göre çok daha etkilidir.

Şekil 3, yoğunlaşma dönüş sıcaklığının bir fonksiyonu olarak PAVE yanma sisteminin ve düzenli yoğunlaştırma kazanı verimliliğini karşılaştırır. Yoğuşmanın başlangıcının daha yüksek bir geri dönüş sıcaklığına kaydırıldığını ve PAVE sisteminin binanın dönüş sıcaklığını (yüksek sıcaklıktaki geleneksel radyatör) azaltmanın kolay olmadığı retrofit uygulamaları için ideal bir ada dönüştürdüğünü gösterir. sıcaklık)

PAVE sistemi çok düşük alev sıcaklıklarıyla karakterize olduğundan, çok düşük NOx üretimi elde edebilmektedir. 30mg / Nm3 sınırına, yanma havası 60 ° C'ye kadar önceden ısıtılmış ve optimum sıcaklığa ayarlandığı sürece kolayca erişilebilir. Öte yandan, düşük NOx ve çok düşük NOx "kuru" brülörler sadece yüksek oranda EGR ve potansiyel olarak büyük boy yanma odaları kullanarak kıyaslanabilir NOx emisyon seviyeleri elde edebilirler.

Geleneksel bir yanma sisteminde (atmosferik havayla) alev sıcaklığının belli bir sıcaklığın altına düşürülmesi CO'nun oluşmasına neden olabilir, ancak bu yanan bir PAVE kazanı için geçerli değildir Doğal gaz dolayısıyla, a priori kolayca yanma işlemine erişen bir yakıttır.

Dahası, PAVE döngüsünün performansları, çok fazla su geri dönüşümü ile yanma sıcaklığını o kadar düşük seviyeye indirmeye ne de aynı yolla oksidanstaki O2 oranını düşürmeye eğilim göstermez: ve CO oluşumu riski, PAVE döngüsüyle önceden önlenir.

NOx üretiminin azalması ve (dumandaki düşük nem ile) düşük su kümesi riski baca çıkışı mutlu sonuçlar için: (daha az duman riski olan doğal gazın yakılması halinde suyun + NOx kombinasyonunun sonucu), maksimum devirlerin termal performanslarıyla aynı zamanda ...



Çin'in ilk CIEC su buharı pompası projesi

Son 15 yıl boyunca, şirket ICCS, PAVE sistemini kurdu Başta Fransa olmak üzere birçok Avrupa ülkesinde, ayrıca Almanya ve İtalya'da. NOx sınırları Avrupa'da daha az sıkı olduğu için, sistem şu şekilde kurulmuştur: enerji tasarrufu tedbiri.

 

Karşılaştırmalı anti-NOx ıslak ve kuru yanma
Şekil 3: PAVE kazanının (WVP) PCI'daki verimlilik ve geri dönüş sıcaklığına bağlı düzenli yoğunlaştırma kazanı

2016'te Pekin United Gaz Mühendisliği ve Teknoloji, kazanı yenilemek için Pekin'deki bir üniversiteden bir sözleşme imzaladı. Kömür kazanı değiştirmeyi ve yeni bir gaz sistemi kurmayı içeriyordu. PAVE sistemini ilk kez Çin'de kurmaya karar verildi.

PAVE kazanın baca tarafındaki püskürtme kulesi

Sistem ilgili 5,6 160 m000 ısıtma yüzeyi kampüs ısıtılması için iki yoğunlaştırma gaz yakıtlı kazan 2 MW içerir. Sistem 200000 m2 kapasitesi için gelecekteki genişletme çalışmalarını beklemek üzere boyutlandırılmıştır. Isı dağıtım şebekesi, 70 ° C / 50 ° C'lik bir akış ve dönüş sıcaklığı için tasarlanmıştır. Tüm terminal üniteleri, dönüş sıcaklığını değişken hale getiren üç yönlü valfler tarafından kontrol edilir. PAVE'de şu an 2 kazanından sadece bir tanesi bulunur, ikinci kazan düşük NOx emisyonlu standart bir brülör ile donatılmıştır. Bu, zaman içinde karşılaştırmalı testler yapmaya olanak tanıyacaktır.

devreye Mart 2017 yapıldı, NOx emisyonları test edilen 23 3 sınırı / Nm3,5 mg çok altında, / Nm2 (O30 düzeltilmiş 3%) mg. kazanın bütün halinde verimliliği 107 olarak% - C ve CO ° bir geri dönüş sıcaklığı 45 0 mg / Nm3 ölçülmüştür!

Buhar pompaları ile kazanlar için parlak bir gelecek ...

PAVE ultra düşük NOx ve önemli ölçüde daha yüksek verim (PCI 109%) ve geleneksel yoğunlaştırma kazanlar için daha düşük bakım maliyeti elde etmek için bir yanma teknolojisidir. PAVE, mevcut bir kazan üzerinde önemli bir kapasite kaybı olmaksızın kurulabilirken, düşük NOx brülörün tipik olarak yenilenmesi önemli ölçüde azaltabilir. Ciddi bir duman sorunu ile karşı karşıya kalan Pekin hava kirliliği ile mücadelede ön planda ve bu eylemler dünyadaki politika yapıcılar tarafından gözlemlenmeli ...

Bu makalenin gelişimine katıldık:

Gregory Zdaniuk, Mühendislik Bölümü Kıdemli Müdürü, Engie Çin
Joël Moreau, ICCS Genel Sekreter Yardımcısı
Lu Liu, Buget'ın genel müdür yardımcısı

Tercüme eden kişi: Christophe Martz, mühendis ve Econologie.com yazı işleri müdürü

Bu kaynaktan gelen metin İngilizce


Daha fazla:
- "Islak yanma" R.Guillet forumları ile açıklanabilir
- Özeti indir: Yanma ve ıslak performans
- Islak yanma analizi, DHC Yazılımı
- Yanma havasının nemlenmesi ile ilgili 1923 patenti
- Rémi Guillet'in sentezi

Facebook comments

2 "Kirlenme: Pekin'de Islak yanma, SMOG, NOx ve CO ile savaşmak" ile ilgili yorumlar

  1. Bilgi için, Belçika'daki Leuven Üniversitesi'nde CIEC tarafından inşa edilen bir XECUM MW PAVE kurulmaktadır.
    Mart ayı içerisinde 2018 hizmete açılacak.

  2. Maisotsenko Döngüsü teknolojisine dayanan SMOG, NOx, CO2 ve CO için birkaç çözüm var. M Çevrim, havayı 30-50% 'e kadar nemlendirebilir. Ayrıca, M-Döngüsü 50 C'deki 98 C verimindeki düşük sıcaklık ısısını geri kazanmaktadır (rapor GTI, Chicago tarafından raporlanmaktadır). Maisotsenko Exergy Tower, CO2'i hava ve elektrik ve içme suyundan yakalar. Tüm bilgiler açık ve Google arama yoluyla kullanılabilir

YORUM BIRAKIN

E-posta adresiniz gösterilmeyecektir. Doldurulması zorunlu alanlar * ile işaretlenmiştir *