Контроль выбросов NOx: Часть 2

NO ^ х ^ к югу технологии включают снижение избирательного каталитического восстановления, избирательным некаталитических сокращения и каталитического окисления / очистки.

Многие технологии, позволяющие контролировать NO ^ х ^ к югу выбросы от стационарных источников загрязнения. В прошлом месяце Часть 1 этой серии (март, с. 42-46) представил общую информацию о NO ^ х ^ к югу сокращения и обсудили процесс изменения и горелки технологий. В настоящей статье рассматриваются после сжигания вариантов избирательным некаталитических восстановление (ИНКВ), селективного каталитического восстановления (SCR) и каталитического окисления / очистки. SCR которая обычно используется для очень жесткой NO ^ х ^ к югу контроля, ИНКВ для грязных и высокотемпературных услуг, а также каталитической очистки для подразделений, которые уже используют скрубберы для различных целей.

Выборочное уменьшение некаталитических

СНКВ может снизить NO ^ х ^ к югу, примерно на уровне 40% до 60%. При использовании в комбинации с другими технологиями, ИНКВ может производить низким NO ^ югу х ^, концентрации.

Лицензиары и ИНКВ технологии включают в себя: "Эксон термальных денитрации ^ югу х ^, процесс аммиака инъекций; Топливо Технология NO ^ югу х ^ OUT, процесс инжекция мочевины и GE Energy Исследования / Ноэлл-КарНЦ Umwelttechnik GmbH, которая предлагает как аммиак и мочевины технологий.

Расположение ОПЗ в дымовых поезд газа особенно важна. Существует некоторая гибкость в рабочей температуры, но в целом, чем выше температура, тем меньше объем катализатора, до температуры, при которой трудно покрыть NH 3 ^ ^ к югу от катализатора. Критические решения в каждом проекте, является ли использование температурах, которые доступны или изменить поезд рекуперации тепла.

Другим важным переменная потока ориентации. Вертикальный поток является наиболее распространенным, поскольку он требует меньше места. Вертикальные нисходящего рекомендуется использовать, если в отходах присутствуют твердые, потому что нисходящего дизайн позволяет отказаться от частиц через катализатор. Если нет твердых частиц, присутствуют, горизонтального потока могут быть выбраны.

Еще один очень важный вопрос заключается в условиях потока дымовых газов или процесс, который вступит SCR реактора. Для достижения наилучших возможных условиях, т. е. максимальная скорость преобразования в сочетании с низким аммиака, очень однородные смешивания NO ^ х ^ к югу и к югу NH ^ 3 ^ и равномерное распределение газа через реактор являются абсолютно необходимыми. Для выполнения этих требований, моделирование потока вычислительной гидродинамики (CFD), или, в критических случаях, испытания в физической модели рекомендуется.

Преимущество SCR является высокая NO ^ х ^ к югу удаление менее аммиака, чем ИНКВ. Системы недавно установленные Jacobs Engineering достичь 80% до 97% сокращения, в зависимости от скорости дизайна пространства и оптимальных условий течения. Аммиака на ОПЗ составляет менее 10 промилле по объему, по сравнению с 20-50 промилле по объему для ИНКВ.

Недостатки СНД включают: безопасность проблемы, связанные с хранением и обработкой аммиака; высокая стоимость инвестиционного капитала; более высокие эксплуатационные расходы, чем в большинстве других вариантов; перепады давления, которые могут потребовать установки для искусственной тяги (ID) вентиляторов, а также потенциал для серы выпадают в осадок в виде аммонийных бисульфат, таким образом, загрязнение слоем катализатора или вниз по течению системы рекуперации тепла. Дополнительные недостатком является то, что система SCR может потребовать большого пространства участка - 100 млн. БТЕ / ч SCR требует пространства около 13 футов на 16 футов Кроме того, 20-футовый места занимает, с одной стороны реактора, чтобы удаления и замены катализатора.

Вспомогательных сооружений для системы SCR может включать в себя: аммиак хранения и испарения объектов; аммиака распределения; воздушного компрессора обеспечить разведение воздухе аммиака инъекций; NO ^ х ^ к югу анализатор для обеспечения обратной связи по ограничению выбросов аммиака Кроме того, и, возможно воздуходувки сажи или рукавный фильтр для обрастания службы.

Низкотемпературная SCR

Низкотемпературные катализаторы не могут быть использованы в любой ситуации. Но там, где они могут быть использованы, они часто приводят к значительной экономии средств установки. Низкотемпературная SCR может эксплуатироваться при температуре 300 градусов F до 680 градусов F, так как катализаторов выше поверхности, что приводит к более высокой активностью. Использование системы бокового потока реактора, низкотемпературной подразделения также, как правило, имеют более низкий перепад давления (2 дюйма воды), чем средние температуры катализаторов. Рисунке 1 схема каталитической системой бокового потока, в котором гранулы катализатора, проверяются на тонкие слои и дымовых газа боком в катализатор экране.

Низкотемпературная SCR может снизить капитальные затраты, поскольку он может быть расположен в конце дымовых газов поезд, который является низкотемпературной области. Это сводит к минимуму потребность в запуске воздуховоды из высокотемпературной области, а затем вернуться дымовых газов в дымовых газах поезд.

Низкотемпературные системы могут быть использованы в печах природного газа, а в некоторых завода или установки для сжигания газа НПЗ топлива. Рисунок 2 показывает один подход к установке модулей катализатора в ходе выполнения воздуховодов из газовой турбины.

Основным недостатком низкотемпературного SCR является его восприимчивость к аммония бисульфат осадков и загрязнения взвешенными частицами. Низкая толерантность частиц требует очистки вверх системы во время установки. Наличие внутренней изоляции волокна также может вызвать проблемы из-за возможных омут-офф изоляции частиц.

Низкотемпературные системы SCR испытывают трудности, касающиеся серы из-за потенциального работать ниже точки замерзания аммония бисульфат. Это позволяет осаждением на катализаторе. Допустимый уровень содержания серы в зависимости от длины проходит между обороты. SO ^ 2 ^ к югу уровней выше, чем 100 мг / м ^ 3 ^ к югу может мириться с частыми обороты и установка избыточного катализатора. Тем не менее, снижение уровня содержания серы, необходимых для оборота частот 4 или 5 лет.

Воздействия серы могут быть сведены к минимуму за счет увеличения объема катализатора предоставить запасные поверхность для нанесения, а также периодического действия при более высоких температурах, чтобы де-возвышенное хранение аммиачной бисульфат. Если это возможно, поток конвекции разделе можно остановить повышение температуры на-де-сублимации. Кроме того, канал горелки могут быть установлены для периодических де-сублимации.

Средние температуры SCR

Средние температуры катализаторы работают в 500 градусов F до 725 град температурном диапазоне F. Три основных типа средней температуры системы SCR являются сотовых соединений, частей жести и гофрокартона конструкции. Основные различия между ними толщины стенок и технологии производства. 3 типа используются как синонимы. Средние температуры катализаторов используются уже в течение ряда лет.

Главное преимущество среднетемпературных катализаторов, что они могут выдержать высоким содержанием серы и высокой частиц нагрузок. Сажа нагнетатели могут быть предоставлены для частиц управления (твердых частиц всколыхнула и промойте через сотовый). Нисходящего конструкция также рекомендовал высоких частиц услуг.

Низкий-ванадиевых катализаторов могут быть использованы для минимизации конверсии SO ^ ^ SUP 2 до SO ^ ^ SUP 3. Это позволяет избежать нежелательных осадков аммония бисульфат по течению единиц рекуперации тепла. Однако, это также снижает активность катализатора и тем самым увеличивает объем катализатора. Другие подходы к снижению уровня SO ^ ^ SUP 3 включает в себя образование, работающих на более низкой температуры и работы с нижней NO ^ х ^ к югу преобразования.

Основным недостатком среднетемпературных катализаторов, что надлежащее температура часто не существует в дымовых поезд газа. Типичный диапазон рабочих температур 500 градусов F до 725 градусов F. Для этого часто требуется реконструкция вагона рекуперации тепла для получения надлежащей температуре, что существенно повышает стоимость установки. Тем не менее, это другой случай, когда установка SCR может оказать положительное выгоды стороны - если обогреватель уже неэффективно, потому что конвекции раздел слишком мал, установка SCR обеспечивает возможность увеличения поверхности тепла и тем самым повысить эффективности.

Дополнительные недостатки средней температуры SCR включают: увеличение перепада давления, что может потребоваться установка вентилятора ID, а также периодические экскурсии при температуре выше 825 град F, что может привести к спеканию катализатора, что приводит к потере активности. Если аммиака распределения бедных, местных "горячих точках" может привести к спекания при еще более низких температурах.

Высокотемпературные SCR

Высокотемпературные катализаторы работают в 650 градусов F в диапазоне F 1100 град. Это, прежде всего цеолит катализаторов на основе.

Преимуществ высокотемпературных катализаторов в том, что они могут быть использованы в приложениях, которые имеют мало или нет тепла, и они могут выдержать периодические высокотемпературных расстраивает.

Цеолитных катализаторов могут быть использованы для высоким содержанием серы и приложений. С помощью этих катализаторов, реакция происходит внутри молекулярного сита тела, а не на поверхности, а с металлическим катализатором. Это исключает серы отравления металлических катализаторов и снижает превращение SO югу ^ 2 ^ к югу SO ^ ^ 3.

Каталитическая очистка

NO ^ 2 ^ к югу может быть вымыты с едкими решения, но нет не могу. Джейкобс установил ряд некаталитических системы очистки от азотной кислоты и генераторные установки NO ^ 2 ^ к югу в этом процессе.

Большинство тепловых NO ^ х ^ к югу нет ", поэтому NO ^ х ^ к югу, в вентиляционные отверстия от выстрелов единицы не могут быть вымыты, если NO каталитически окисляется до NO 2 ^ ^ к югу. Несколько производителей патентованных технологий для каталитического окисления NO в очистка системы. Каталитической системы очистки на коммерческой системы сжигания был экономным, так как едкий скруббера уже существовали, мало капиталовложений, было предусмотрено для того катализатора, и только 70% NO ^ х ^ к югу сокращения не требуется.

Альтернативный подход к каталитической очистки является введение озона в дымовых газах выше по течению от скруббера. BOC разработала процесс, который использует озона для NO ^ х ^ к югу сокращения. Озон инъекции сказал, чтобы иметь возможность экономить до 95% NO ^ х ^ к югу сокращения, так как озон сообщениям преобразует как NO и NO 2 ^ ^ к югу до N ^ 2 югу ^ O ^ ^ 5 к югу, что более растворяется в едкой решения, чем NO или NO 2 ^ ^ к югу. Важных аспектов дизайна для инъекций озона относятся: большая потребность кислорода, потому что 10% озона генерируется из кислорода с помощью электрической дуги; низких температурах (ниже 300 ° F) в целях предотвращения разложения озона с, а также достаточно длительное время проживания чтобы реакция идти до конца.

Основное внимание во всех каталитических процессов очистки скребет эффективности. Максимальную эффективность очистки будет достигнуто за счет применения скруббера с длительным временем пребывания и несколько этапов очистки, такие как плотный слой.

В общем, каталитический очистки, скорее всего, будет использоваться с МСЗ или жидкости каталитического крекинга (FCC) единиц, которые уже мокрые скрубберы газа. За высокий NO ^ х ^ к югу сокращения каталитического очистки могут быть объединены с другими технологиями.

Относительная стоимость альтернативных технологий

Как отмечалось в Части 1, технологий в таблице приведены в приблизительном порядке стоимости. Следующие дополнительные замечания следует обратить внимание. Все технологии, за исключением тиристоры имеют относительно низкие инвестиционные потребности - например, установка ULNBs в существующих нагреватели в $ 100 000 до $ 1 млн каждый обогреватель диапазона. Существует практически не операционной увеличение расходов для установки новых горелок, в том числе ULNBs, и есть даже потенциал энергосбережения. ФРГ, ИНКВ, каталитическая очистка и СНД значительные эксплуатационные расходы; каталитической очистки как правило, имеют высокие эксплуатационные расходы. Тиристоры имеют высокую стоимость инвестиций ($ 1 млн до $ 4 млн за выстрелов единица).

Дополнительная литература

Брэдфорд, М. и Р. Гровер, "Всестороннее рассмотрение НЕТ, сокращения технологий", представленный на Айше 2001 Весна Национального собрания, Хьюстон, штат Техас, (22-26 апреля, 2001).

Брэдфорд, М., и волшебство. Гровер, "Просто скажи нет, - Обзор окиси азота сокращения технологий для химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности,," Охрана окружающей среды, 11 (12), с. 31-33, 49 (декабрь 2000).

Четинкая, Б. и др., "Контроль выбросов дымовых газов", переработка углеводородного сырья, 79 (7), с. 55-62 (июль 2000).

Гровер Р., М. Брэдфорд "Нет, борьбы с загрязнением воздуха - всеобъемлющего обзора, представленные на восьмой ежегодной Южном Техасе экологической конференции 2000, Корпус-Кристи, штат Техас (октябрь 2000).

Гамильтон, DM, и др., "Новый подход к удалению окислов азота (№) из отходов дымовых газов сжигания потоков с использованием системы DeNOx Shell". представил на Международной конференции Сжигание, Саванна, штат Джорджия, авторами которого Univ. Мэриленд (6-10 мая, 1996).

Голландия, CD, "Специальный доклад - Резюме НЕТ, сокращения технологий" Техасского института по улучшению положения химической технологии, штат Техас

Левблад,) Эли. И др.: "Нет, сокращение от восстановления котла путем введения расширенного раствор мочевины (NOxOUT процесс)", сделанных на TAPPI экологической конференции, Сан-Антонио, штат Техас, (7-10 апреля, 1991) .

Павел П., 0. Мант, "Каталитический NO, по сокращению выбросов на ТЭЦ в пищевой промышленности", представил на NOX - CONF - NO. 1320 и контроля за выбросами Conferene, организованный АДЕМЕ (Агентство по охране окружающей среды и энергетики), Париж, Франция (март 2001).

Топсе, Нан-Ю ", катализ НЕТ, борьбы с загрязнением воздуха", в "Известия CATTECH - Catalyst технологии", Издательство Baltzar наук, с. 125-133 (декабрь 1997).

США по охране окружающей среды "," Альтернативные методы документа - NO, выбросы от промышленных нагревателей (пересмотренной) ", публикация № EPA-453/R-93-034, EPA, (сентябрь 1993).

MIKE Брэдфорд экологических менеджер Jacobs Engineering Group, Inc (5995 Rogerdate Rd. Хьюстон, TX 77072, телефон: (832) 351-7085, E-почта: <A HREF = "mailto: mike.l.bradford @ jacobs.com "> mike.l.bradford @ <jacobs.com />). Он имеет более чем 35 летним опытом работы в технологических процессов, особенно в разработке систем экологического контроля. Он имеет более чем 30 статей и публикаций по экологической тематике, в том числе более 10 статей по NO ^ х ^ к югу контроля. Он получил степень бакалавра в области химической инженерии из Огайо, Univ. и MS в области химического машиностроения Северо-Западного Univ. Он является членом Айше.

Раджив Гровер является экологической менеджер разделе Jacobs Engineering Group, Inc (Телефон: (832) 351-7088, E-почта: <a href="mailto:rajiv.grover@jacobs.com"> rajiv.grover @ Jacobs. ком </ A>). Он имеет более чем 18 летний опыт работы в экологических требований и экологических технологического процесса. Он имеет более чем 10 статей и публикаций по экологической тематике, в том числе несколько на NO ^ х ^ к югу правил. Он BTech в области химического машиностроения Индийский технологический институт в Нью-Дели, и MS в области химического машиностроения Univ. Питтсбурга. Он является членом воздуха и утилизации отходов ассоциации и водная среда Федерации.

Питер Пауль является экологической главный инженер на Джейкобс Консультации Nederland BV (Plesmanlaan 100, 2332 CB Leiden, телефон: 31-71-582-7382, факс: 31-71-582-705o; Электронная почта: <A HREF = "Посылка : pieter.paul jacobs.com @ "> pieter.paul @ <jacobs.com />). Он имеет более чем 23 летним опытом работы в технологических процессов, особенно в разработке систем экологического контроля.

В настоящее время он работает в безопасности, охраны здоровья