O tehnologie avantajoasa pentru solutionarea problemei ... TEUBER.pdf · - reactii secundare - sistem de injectie foarte complicat consecinte: - omogenizare buna cu gazul de ardere

I

SNCR – Reducerea Selectiva NecataliticaO tehnologie avantajoasa pentru solutionarea problemei emisiilor de NOx in instalatiile energetice

22.06.2016 1

I2

ERC GmbH

fondata:

sediul:

angajati:

cifra afaceri:

subsidiari:

1993

Buchholz / Germania

138

45 mil. € / 2015

ERC s. r. o. Praga / Cehia

ERC sp. z o.o. Szczecin / Polonia

ERC Chemtrols Ltd Mumbai / India

I

Argentina

CipruRomania

GreciaUngaria

ItaliaAustria

Japonia

DanemarcaNorvegia

SuediaFinlandaLituania

Elvetia

LuxemburgOlandaBelgiaFranta

Marea BritamieSpania

India - ERC Chemtrols Pvt Ltd Mumbai

Canada

Pakistan

SUA

Mexico

Rusia

Venezuela

Ciile

Brazilia

Cehia - ERC Praga

Germania - ERC Buchholz

3

Polonia - ERC Szczecin

Compania ERC GmbH la nivel mondial

I4

0

20

40

60

80

100

120

140

0

10

20

30

40

50

1993 2015

cifra afaceri [mil €] angajati

Dezvoltarea in timp a companiei ERC GmbH

I5

ERC GmbH

ERC Additive GmbHERC Technik GmbH

aprovizionare

inginerie

management de proiect

administrarea calitatii

dezvoltare produse

punere in functiune

supraveghere montaj

vanzari

service post vanzare

aprovizionare

cercetare & dezvoltare

administrarea calitatii

logistica

productie

vanzari

administratie generala

contabilitate & finante

controlling

IT

aprovizionare strategica

protectia muncii & a sanatatii

protectia mediului

I6

Unul din aspectele legate de angajamentul „fuel mix“:

Fuel Mix

„Fuel mix“: masura rationala care duce la scaderea pretului energiei la consumator

- cresterea pondereii energiilor din surse regenerabile

- cresterea necesitatii alocarii de rezerve pentru compensarea energiilor din

resurse regenerabile

- creste cerinta de flexibilitate a reglajului instalatiior energetice

- cresc dificultatile de indeplinire a cerintelor de mediu, mai ales la NOx

- necesitatea implementarii unui complex format din diferite masuri

I7

Masuri dedicate indeplinirii cerintelor privind emisiile de NOx

- Masuri de limitarea formarii emisiilor de NOx (masuri primare)

- s-au dezvoltat in ultimul timp prin interventii asupra proceselor de prepararea

combustibilului si al arderii

- dificile si riscante la functionarea in regim tranzitoriu

- se impune o aplicare ponderata

- in anumite situatii se impun masuri aditionale

- trebuie sa asigure si conditii pentru aplicarea unor masuri aditionale

- Masuri de reducere a emisiilor de NOx (masuri secundare)

- procedeul SNCR care asigura reduceri de NOx de pana la 50 %

- procedeul SCR care asigura reduceri de NOx de pana la 90 %

- procedeul mixt care combina avantajele SNCR cu SCR

Situatia curenta

I8

anul pana la 01.01.2016 dupa 01.01.2016

emisii de NOx, medie zilnica [mg/Nm³,dry,6%O2] < 400 < 200

scapari de NH3, medie zilnica [mg/Nm³,dry,6%O2] --- < 5

Criterii ecologice

anul pana la 01.01.2016 dupa 01.01.2016

NH3 in cenusa, medie zilnica [mg/kg] --- < 100

NH3 in ghips, medie zilnica [mg/kg] --- < 10

Criterii economice

Cerinte

Criterii pentru instalatiile energetice care functioneaza cu combustibil solid

I9

Reference Case Study

CET Govora / Romania

I10

Producator: Vulcan Bucuresti

Debit abur: max. 420 t/h

Temperatura abur: 540 °C

Presiune abur: 140 bar(g)

Combustibil: lignit

Plaja de functionare: min. 250 t/h

max. 420 t/h

Debit gaze arse: min. 350,000 Nm3/h

(sec, la 6 % O2) max. 520,000 Nm3/h

Emisia de NOx: norm. 280 mg/Nm³

(sec, at 6 % O2) max. 300 mg/Nm³

(dupa masuri primare)

Parametrii de functionare ai cazanului nr. 7

I

-200

0

200

400

600

800

1000

Debit abur [t/h]

NOx [mg/Nm³]

Debit gaze arse [Nm³/h]

Consum total uree [kg/h]

10

.03

.20

16

22

:00

11

.03

.20

16

00

:20

11

.03

.20

16

04

:20

11

.03

.20

16

09

:20

11

.03

.20

16

12

:00

11

.03

.20

16

15

:00

11

.03

.20

16

22

:45

12

.03

.20

16

14

:40

12

.03

.20

16

16

:00

13

.03

.20

16

08

:20

13

.03

.20

16

14

:00

10

.03

.20

16

18

:00

11

Datele de functionare ale instalatiei SNCR la cazanul nr. 7

I12

... si de atunci nu se mai plange nimeni de emisiile de NOx!

… si solutia de rezerva, in cel mai rau caz …

I13

SNCR – Reducerea Selectiva Necatalitica

ERC Technik GmbH

O tehnologie avantajoasa pentru solutionarea problemei emisiilor de NOx in instalatiile energetice

I14

0. Introducere

1. Formarea emisiilor de NOx

4. Instalatii SNCR pentru reducerea emisiilor de NOx

2. Metode de reducere a emisiilor de NOx

5. Exemple de aplicare a metodei SNCR

3. Bazele procesului SNCR

Cuprins

I15

anul pana la 01.01.2016 dupa 01.01.2016

emisii de NOx, medie zilnica [mg/Nm³,dry,6%O2] < 400 < 200

scapari de NH3, medie zilnica [mg/Nm³,dry,6%O2] --- < 5

Criterii ecologice

anul pana la 01.01.2016 dupa 01.01.2016

NH3 in cenusa, medie zilnica [mg/kg] --- < 100

NH3 in ghips, medie zilnica [mg/kg] --- < 10

Criterii economice

0. Introducere

Criterii pentru instalatiile energetice pe carbune

I16

0. Introducere






Cuprins

I17

NOx = NOx c

combustibil

+ NOx t

termic

+ NOx p

prompt

combustibili ce contin azot legat organic ≈ 70 % ≈ 30 % neglijabil

0 % 100 % neglijabil


(pacura, carbune, biomasa, …)

combustibili ce NU contin azot legat organic

(gaz natural, …)

I18

metode primare: - utilizarea de combustibili cu continut redus de N legat organic

(de evitarea formarii de NOx) - optimizarea infrastructurii (mori, distributie)

- optimizarea arzatoarelor

- stratificarea arderii (OFA)

- recircularea gazelor de ardere

- optimizarea procesului de ardere

metode secundare: - SNCR (reducere pana la 50 %)

(de reduce a NOx) - SCR (reducere pana la 90 %)

- combinatia SNCR + SCR (reducere pana 75 %)

de regula aplicarea metodei SNCR este suficienta pentru atingerea scopului final !

scopul: reducerea emisiilor de NOx pana la valori cat mai mici, de regula < 350 mg/Nm³

scopul: reducerea emisiilor de NOx de la nivelul ≈ 350 mg/Nm³ pana la < 200 mg/Nm³


I19

NH2 + NO H2O + N2

Donatori de radicali NH2:

Reducerea oxizilor de azot:

- uree (NH2-CO-NH2) in stare lichida, sub forma de solutie apoasa

in stare solida, sub forma granulara

- amoniac (NH3) in stare gazoasa

in stare lichida, sub forma de NH4OH


I20

4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O

Reactia generala intre uree si monoxidul de azot

4NO + 2(NH2)2CO + O2 4N2 + 4H2O + 2CO2


Reactia generala intre amoniac si monoxidul de azot

I21

Utilizarea ureeii in locul amoniacului – primul pas de optimizare a procesului SNCR

H2O

NH3

H2O H2O

(NH2)2CO

amoniacul (din NH4OH) se vaporizeaza deja la temperaturi sub 100℃

consecinte: - distributie inomogena de NH3 in gazul de ardere

- scapari accentuate de NH3

- reactii secundare

- sistem de injectie foarte complicat

consecinte: - omogenizare buna cu gazul de ardere

- scapari reduse de NH3

- fara reactii secundare

- sistem de injectie simplu

ureea (din solutia apoasa) cedeaza treptat radicali NH2, insa doar dupa vaporizarea apei

NH4OH

(NH2)2CO (NH2)2CO NH2 – NH2

CO

Comparatie intre comportarea ureeii si a amoniacului

H2O

+ H2O + H2O


I22

NH3nereactionat

oxidare spre

NO

temperatura de reactie [C°]

red

uce

rea

pro

ce

ntu

ala

NO

x[%

]

sc

ap

are

ad

e N

H3

[mg

/Nm

3]

Potentialul tipic de reducere a NOx prin SNCR si scaparile de NH3


domeniul de lucru (880-1080)°C

I23

Consumul specific de agent de reducere NOx

gra

du

ld

e r

ed

uce

reN

Ox

[%]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 31,5 2,0

raportul stoichiometric


I24

Compozitia instalatiei SNCR:

- Statia de stocare a agentului de reducere NOx

- Modulele de dozare si amestec

- Sistemul de injectie al agentului de reducere NOx

- Sistemul de comanda


- Sistemul de masurarea temperaturii (optional)

- Conductele de legatura

- Statia de preparare a agentului de reducere NOx (optional)

I25

masurarea temperaturii

sistem descarcare si stocare

Instalatie SNCR Standard

pompe de circulatie

apa dilutie aer comprimat

modul dozare si amestec

cazan

injectoare

I26

masurarea temperaturii

injectoare

burners

I27

Statia de preparare a agentului de reducere NOx


Melc cu palnie de umplere Vas e dizolvare cu agitator

I28

Rezervoare de stocare cu statie de descarcare a agentului de reducere NOx


I29

Module de dozare si amestec


I30

Sistemul de comanda


I31

Conductele de legatura la lancile de injectie

4. SNCR Plants for NOx Emission Reduction

I32

Lucrari de montaj


I33

Sistemul de injectie a agentului de reducere NOx


I34

Pirometru optic


I35

Campul de temperaturi si zonele de injectie in sectiunea transversala a focarului


I36


ERC Technik GmbH

- peste 500 de instalatii SNCR livrate si puse in functiune

- penru toate tipurile de combustibili

- pentru o gama de puteri de 3 – 1000 MWth

I37


CET Govora / Romania

I38


Putere: 50 MWel




Combustibil: lignit

Plaja de functionare: min. 250 t/h

max. 420 t/h

Debit gaze arse: min. 350,000 Nm3/h

(sec, la 6 % O2) max. 520,000 Nm3/h



Parametrii de functionare ai blocului nr. 7

I

-200

0

200

400

600

800

1000

Debit abur [t/h]

NOx [mg/Nm³]

Debit gaze arse [Nm³/h]

Consum total uree [kg/h]

10

.03

.20

16

22

:00

11

.03

.20

16

00

:20

11

.03

.20

16

04

:20

11

.03

.20

16

09

:20

11

.03

.20

16

12

:00

11

.03

.20

16

15

:00

11

.03

.20

16

22

:45

12

.03

.20

16

14

:40

12

.03

.20

16

16

:00

13

.03

.20

16

08

:20

13

.03

.20

16

14

:00

10

.03

.20

16

18

:00

39

Datele de functionare ale instalatiei SNCR la blocul nr. 7

I40


Mátrai Erőmű Visonta / Ungaria

I41

Producator: EVT

Putere: 220 MWel




Combustibil: lignit + biomasa (10 %)

Plaja de functionare: min. 110 MWel

max. 220 MWel

Debit gaze arse: min 770.000 Nm3/h

(sec, la 6 % O2) max. 1.540.000 Nm3/h



Parametrii de functionare ai blocurilui nr. 3,4,5

I

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

9.2.14 12:00 10.2.14 0:00 10.2.14 12:00 11.2.14 0:00 11.2.14 12:00 12.2.14 0:00 12.2.14 12:00 13.2.14 0:00 13.2.14 12:00

NOx emission[ mg/Nm3, 6 % O2, dry]

elctrical output[ MWel ]

carbamin 5722 flow[ kg/h ]

flue gas flow x 1000[Nm3/h, 6 % O2, dry]

Datele de functionare ale instalatiei SNCR la blocul nr. 3

I43


Electrocentrale Rovinari / Romania

I44


Putere: 3300 MWel




Combustibil: lignit

Plaja de functionare: min. 160 MWel

max. 330 MWel

Debit gaze arse: min 1.000.000 Nm3/h

(sec, la 6 % O2) max. 1.600.000 Nm3/h



Parametrii de functionare ai blocurilui nr. 6

I45

Data: 14.03.2013

Debit abur [t/h]

sarcina [MWel]

Debit gaze arse [ Nm³/h]

NOx [mg/Nm³]

0,000

200,000

400,000

600,000

800,000

1.000,000

1.200,000

1.400,000

1.600,000

1.800,000

09

:01

09

:16

09

:31

09

:46

10

:01

10

:16

10

:31

10

:46

11

:01

11

:16

11

:31

11

:46

12

:01

12

:16

12

:31

12

:46

13

:01

13

:16

13

:31

13

:46

14

:01

14

:16

14

:31

14

:46

15

:01

15

:16

15

:31

15

:46

16

:01

16

:16

16

:31

16

:46

17

:01

17

:16

17

:31

17

:46

18

:01

18

:16

18

:31

18

:46

Mod de operare: reglaj reglaj frecventa / putere

Rezultatele testului cu instalatia SNCR la blocul nr. 7

I46

... si de atunci nu se mai plange nimeni de emisiile de NOx!

… si solutia de rezerva, in cel mai rau caz …

I47

Va multumim pentru atentie!Zoltan Teuber

+ 49 171 33 04 971

[email protected]

mailto:[email protected]

O tehnologie avantajoasa pentru solutionarea problemei ... TEUBER.pdf · - reactii secundare - sistem de injectie foarte complicat consecinte: - omogenizare buna cu gazul de ardere

Documents