Разработка и внедрение систем селективного некаталитического восстановления оксидов азота (СНКВ)
Оксиды азота (NOx) являются одним из основных загрязнителей атмосферного воздуха при сжигании органического топлива. Если при сжигании природного газа возможно добиться нормативных показателей по выбросам оксидам азота за счет применения технологических методов подавления оксидов азота (малотоксичные горелки, ступенчатое сжигание, рециркуляция дымовых газов и др.), то при сжигании угля необходима дополнительная очистка дымовых газов.
Процессы СНКВ основаны на избирательном взаимодействии оксидов азота в тракте котла с аминосодержащим восстановитеем в газовой фазе при температуре 850–1050°С.
При использовании в качестве реагента карбамида суммарная химическая реакция имеет следующий вид:
2 CO(NH2)2 + 4 NO + O2 = 4 N2 + 2 CO2 + 4 H2O;
2 CO(NH2)2 + 2 NO2 + O2 = 3 N2 + 2 CO2 + 4 H2O.
При использовании в качестве реагента аммиака:
4NH3 + 4 NO + O2 = 4 N2 + 6 H2O;
4NH3 + 2 NO2 + O2 = 3 N2 + 6 H2O
На рисунке ниже представлена схема СНКВ с использованием карбамида:
Обеспечить максимально эффективное течение процесса восстановления оксидов азота удается за счет следующих технических решений:
- предварительной термообработки водного раствора карбамида в специальном устройстве смесителе и создания гомогенизированной парогазовой восстановительной смеси, что позволяет увеличить продолжительность протекания активной реакции;
- максимально быстрого и равномерного распределения восстановителя в потоке очищаемых газов за счет его ввода в поток дымовых газов с критическими скоростями с помощью специальных устройств.
На рисунке представлена схема СНКВ с одноступенчатым вводом реагента, однако существует возможность подавать реагент в тракт дымовых газов котла в две или три ступени, что, как показали расчетные и экспериментальные исследования, позволяет повысить эффективность очистки от оксидов азота до 70-75% во всем диапазоне нагрузок котлоагрегата, а также снизить проскок аммиака.
Преимущества СНКВ:
- Низкие удельные капитальные затраты, вследствие простоты аппаратурного оформления и отсутствия дорогостоящего катализатора, применяемого при внедрении СКВ;
- Простота конструкции и малая металлоемкость (в пределах котельного цеха 10 т);
- Эффективность и надежность работы установки не зависит от вида топлива и запыленности дымовых газов;
- Возможность использования в качестве исходного реагента нетоксичного и непожароопасного карбамида вместо аммиака и, как следствие, отсутствие необходимости в аммиачном хозяйстве.
Опыт внедрения:
Установка СНКВ с использованием в качестве реагента аммиачной воды, внедренная на двух котлах ТП-87 Тольяттинской ТЭЦ, позволила более чем в 2 раза снизить содержание оксидов азота в дымовых газах при сжигании кузнецких углей. Данная работа была удостоена премии Правительства РФ.
Совместно с РГУ им. И.М. Губкина ОАО «ВТИ» выполнено оснащение установкой СНКВ пылеугольного котла П-50Р Каширской ГРЭС. В качестве реагента использовался раствор карбамида. Степень очистки достигала 50%, были достигнуты проектные значения.
Предлагаемые услуги:
- предпроектная проработка на основе анализа имеющейся документации Заказчика и, при необходимости, обследования объекта, для выбора оптимального варианта исполнения СНКВ (используемый реагент, компоновка оборудования, система ввода реагента, количество ступеней ввода реагента в газовый тракт котла и др.);
- разработка базового проекта на систему СНКВ, в объеме достаточном для прохождения необходимых экспертиз;
- разработка рабочей документации на установку СНКВ в координации с Генеральным Проектировщиком Заказчика;
- размещение заказов на изготовление оборудования, металлоконструкций и компонентов по разработанной документации;
- обеспечение контроля качества изготовления;
- обеспечение авторского и шеф-надзора за монтажом;
- пуско-наладка оборудования;
- пуск в эксплуатацию, проведение необходимых испытаний, подготовка персонала к эксплуатации оборудования.