זיהום: בעירה רטובה בבייג'ינג להילחם נגד SMOG, NOx ו CO


שתף מאמר זה עם החברים שלך:

הבעיה של בייג 'ין: כדי להפחית את פליטות של NOx (תחמוצות חנקן) מן הדוודים לבריאות הציבור. גבולות מחמירים על פליטות NOx מן הדוודים הוכנסו להילחם ערפיח בבייג'ינג. ד"ר גרגורי Zdaniuk, יואל מורו ו לו ליו בודקים את השימוש בעירה רטובה, הנושא עורר במשך זמן רב על Econologie.com בפרט באמצעות עבודות של רמי Guillet אשר מפרסם את רעיונותיו ועובד באופן קבוע.

בייג'ינג סובלת מזיהום ומחפשת פתרונות

הצמיחה התעשייתית המהירה של סין הובילה לרמות משמעותיות של זיהום אוויר, אשר כמובן משפיע על בריאות הסינים, בערים הגדולות במיוחד במשך שנים רבות! הסיבות הן תנועה בכבישים, תעשיות הפחם וחימום מבנים. עיריית בייג 'ין רוצה לשפר את איכות האוויר הוא בחוד החנית של המאבק נגד זיהום אוויר. זה עושה מאמצים רבים כדי להתמודד עם זה, כולל איסור מתקני פחם חדשים, הגבלת התנועה וליישם טכנולוגיות חדשות כדי לשפר את הבעירה ולהפחית NOx בפרט. בעירה רטובה היא אחת הטכניקות האלה של העתיד!

"מלחמה על ערפיח": עיריית בייג 'ין הציגה שורה של צעדים מחקר כדי להילחם בזיהום אוויר:

איסור על פחם למתקנים חדשים
שיפוץ פרוגרסיבי וחובה של מתקני פחם קיימים
הגבלות על רישום של מכוניות חדשות ועל התנועה היומי
קידום ניידות חשמלית
קידום מוניות המופעלות על ידי גז טבעי (מתאן) ותחבורה על ידי גפ"מ (פרופאן-בוטאן)
פיתוח רכבים ורכבים
מגבלות קפדניות על NOX בדודי גז חדשים וקיימים

מאז 1er אפריל 2017, מתקני חייב לעמוד במגבלות NOX עבור דוודים גז חדשים וקיימים, אשר אפילו (!!) של האיחוד האירופי. העירייה גם שמה תמריצים להפחתת פליטות NOX מדודי גז; לכן, 1 500 דוודים שונו 2016.

הפחתת NOx בדודי אפשרי ב הזרקת מים או קיטור לתוך אזור הלהבה ; זה מה משתמש ורוצה לפתח בייג 'ין, באמצעות מערכת שפותחה באירופה במהלך 15 בשנים האחרונות במיוחד על העבודה של רמי Guillet. שיטות שלאחר הטיפול למשל, סלקטיבי קטליטי הפחתת SCR או סלקטיבית לא קטליטית הפחתה - לטפל פליטות NOX לאחר אימון. טכניקות בקרת בעירה למנוע היווצרות של NOx.

לאחר הטיפול שיטות נוטים להיות יקרים יותר והם בדרך כלל לא נעשה שימוש על דוודים מתחת 10 MW.

ההגבלות הנוקשות של בייג 'ינג בבייג' ינג עבור דוודים

על פי תקן אייר מזהמי אוויר לדוודים (DB11 / 139-2015), מתקנים חדשים ופחם-גז מגבלת NOx של 30mg / Nm3 , ואילו בהתקנות קיימות יש מגבלה של 80mg / Nm3. בהשוואה כאן באירופה, מגבלת ה- NOX המקביל שנקבעה על ידי הדירקטיבה האירופית היא 100 מ"ג NOx / Nm3... זה 3 פעמים יותר מאשר בסין!

בנוסף למגבלות משפטיות קפדניות, בייג 'ין יש לשים תוכנית תמריץ כלכלי כדי להפחית את NOx עבור דודי גז הקיימים. פרויקטים שיפוץ מתוגמלים על פי כמות NOX הם לחסוך. 1 500 גז דוודים שונו ל- 2016. ב 2017, בייג 'ין שינתה את המקבילה GNX 7 של כוח גז מצטבר דוד תרמי, או על כוח תרמי של 2 כורים גרעיניים!

היווצרות של NOx משתנה כמעט אקספוננציאלית עם הטמפרטורה של הלהבה. השיטה העיקרית של שליטה NOx היא להפחית את הטמפרטורה של הלהבה. זה יכול להיעשות במספר דרכים:

האתגר של המהנדסים הוא להוריד את טמפרטורת הלהבה תוך שמירה על יציבות להבה ויעילות דוודים. אבטחה היא גם קריטית, במיוחד כשמדובר EGR, בגלל סיכוני פיצוץ חד תחמוצת הפחמן (CO) נוכחות פוטנציאלית במצות!

מערכת בעירה רטובה על ידי משאבת אדי מים (PAVE)

הזרקת מים או קיטור גורמת לשינוי הסטואיצ'יומטריה (הקשר הכמותי בין חמצון לחמצון) - ולכן טמפרטורת הלהבה האדיאבית - של תערובת דלק האוויר. תוספת המים גם "מפזרת" את הקלוריות הנוצרות על ידי הבעירה. שתי התופעות גורמות לירידה בטמפרטורת הבעירה - צבע להבת הגז הכחולה בהיגיון הופך לכתום-צהוב באופן משמעותי. אם הטמפרטורה של הלהבה מופחתת במידה מספקת, NOx כמעט לא יהיה הטופס ואת הביצועים התרמיים של הדוד יישמר.

להבת גז בוערת רטובה
בעירה רטובה (מתאן)
להבה של גז בעירה יבש
בעירה יבשה (מתאן)

איור 1: מבער אותו פועל במצב בעירה רטוב (למעלה) במצב בעירה יבש (תחתית)

מערכת משאבת אדי המים (WVP, או משאבת מים, PAVE) היא שיטה של שריפה רטובה של דוקטורט רמי גוילט פיתחה ופטנט ב 1979, של חברת CIEC מבוסס בפריז ואשר כבר חלק מקבוצת ENGIE מאז 2004. זה מורכב חימום מראש ורוויית לחות של אוויר הבעירה עם התאוששות של חום הגיוני וגזים בעירה רדומים. לשם כך, שני מרססים ממוקמים בזרימת האוויר: אחד מפרצון האוויר הטרי והשני בין הקבל לבין הארובה, כפי שמוצג באיור 2. כל הרכיבים הם נירוסטה ואת מבער נעשה לטפל בעירה אוויר רווי לחות. הגיאומטריה של מבער הזרקת מים אין שום קשר עם זה של מבער נוקס נמוך נורמלי (קיר כפול יחיד)

תרשים של הדוד בעירה אנטי-חמצן רטוב
תרשים של הדוד בעירה אנטי-חמצן רטוב

כמו נקודת הטל של גז הבעירה נכנס הקבל היא, כמובן, גדילה (~ 58 ° C במקרה של בעירה רגילה ~ 68 ° C במקרה של שריפה רטובה) הרבה יותר חום סמוי הוא התאושש הקבל. זאת לעומת הדוד רגיל עיבוי ההפעלה באותו טמפרטורות ההתחלה והחזרה מים. בנוסף, התאוששות החום הנוספת המתרחשת במגדל ריסוס הפליטה מקררת את גזי הפליטה בטמפרטורות נמוכות בהרבה מאשר בדוד רגיל. כתוצאה מכך, המערכת PAVE הוא הרבה יותר יעיל מאשר רגיל condensing הדוד.

איור 3 משווה את היעילות של מערכת הבעירה PAVE עם דוד עיבוי קבוע המבוסס על טמפרטורת החזרה. זה מראה כי תחילת ההתעבות מוסטת לטמפרטורת תשואה גבוהה יותר, מה שהופך את המערכה לסלול מועמד אידיאלי עבור יישומים מחודשים שם זה לא קל להפחית את טמפרטורת חזרתו של הבניין (רדיאטור קונבנציונלי גבוה טמפרטורה)

מערכת PAVE מאופיינת בטמפרטורות להבה נמוכות מאוד, כך שהיא יכולה להשיג ייצור NOX נמוך מאוד. המגבלה של 30mg / Nm3 היא להגיע בקלות כל עוד האוויר הבעירה הוא שחומם מראש ל 60 ° C ולהגדיר בטמפרטורה אופטימלית. מאידך, נמוך NOx ו נמוך מאוד "NOX" מבערים "יבש" יכול להשיג רמות דומות של פליטות NOx רק באמצעות שיעור גבוה של תאי EGR ו, פוטנציאל, שרפה גדולה.

במערכת בעירה קונבנציונלית (עם אוויר אטמוספרי), הפחתת טמפרטורת הלהבה מתחת לטמפרטורה מסוימת עלולה להוביל להיווצרות של CO אבל זה לא המקרה עבור הדוד PAVE שורף הגז הטבעי ולכן דלק מראש יכול לגשת בקלות הבעירה המלאה שלה.

יתר על כן, הביצועים של מחזור PAVE אינו נוטה להפיל את טמפרטורת הבעירה כה נמוכה באמצעות מיחזור מים רב מדי ואף לא להקטין את רמת O2 בחמצון באותם אמצעים: ואת הסיכון של היווצרות CO הוא מראש מנוטרלת על ידי מחזור PAVE.

להקטנת הייצור של נוקס ולהקטנת הסיכון של פלומה במים בשקע הארובה (באמצעות לחות נמוכה בגז הפליטה) יש את ההשלכות החיוביות הבאות: פחות סיכון לערפיח (במקרה של שריפה של גז טבעי) תוצאה של השילוב של פלומה של מים + NOx) באותו זמן כמו הופעות תרמיות של מחזור שהם מקסימלית ...



סין הראשון של אדי מים משאבת הפרויקט על ידי CIEC

במהלך 15 השנים האחרונות, החברה ICCS פרסה את מערכת PAVE במספר מדינות באירופה, בעיקר בצרפת, אך גם בגרמניה ובאיטליה. מאחר שמגבלות ה- NOx הן פחות מחמירות באירופה, המערכת מותקנת כ- אמצעי חיסכון באנרגיה.

השוואת אנטי-נוקס שרפה יבשה ויבשה
איור 3: יעילות ב- PCI של דוד PAVE (WVP) ודוד עיבוי קבוע בהתאם לטמפרטורת החזרה

ב 2016, בייג 'ין יונייטד גז הנדסה וטכנולוגיה השיג חוזה מאוניברסיטה בבייג' ינג כדי לחדש את הדוד שלה. זה היה כרוך בשינוי הדוד פחם והתקנת מערכת גז חדשה. הוחלט להקים את מערכת PAVE בסין בפעם הראשונה.

ריסוס מגדל על צד הארובה של דוד PAVE

המערכת כוללת שני 5,6 MW עיבוי דוודים גז כל לחמם את הקמפוס על 160 000 m2 משטח חימום. המערכת כבר בגודל עבור קיבולת 200000 m2 לקראת העבודה הרחבה בעתיד. רשת חלוקת החום מיועדת לזרימת טמפרטורת החזרה של 70 ° C / 50 ° C. כל יחידות המסוף נשלטות על ידי שסתומים תלת-כיווניים, מה שהופך את משתנה הטמפרטורה. רק אחד הדוד 2 מצויד כרגע PAVE, הדוד השני מצויד עם מבער סטנדרטי עם פליטת NOx נמוכה. זה יאפשר בדיקות השוואתיות לאורך זמן.

המזמין נעשה 2017 במרץ, פליטות NOx נבדקות 23 מ"ג / Nm3 (% 3,5 המתוקן של O2), הרבה מתחת לגבול של 30 מ"ג / Nm3. את היעילות הכוללת של הדוד היה 107% - A 45 הטמפרטורה בתמורה ° C ו- CO נמדדו 0 מ"ג / Nm3!

עתיד מזהיר לדוודים עם משאבות קיטור ...

על הפאבה היא טכנולוגית בעירה כדי להשיג NOx אולטרה-נמוך ותשואות גבוהות יותר באופן משמעותי (109% על PCI) ועלויות תחזוקה נמוכות יותר עבור עיבוי דודים קונבנציונליים. PAVE יכול להיות מותקן על הדוד הקיים ללא הפסד משמעותי של יכולת, תוך שיפוצים טיפוסי של מבער NOx נמוך יכול להפחית באופן משמעותי את זה. בפני בעיה רצינית ערפיח, בייג'ינג היא בחוד החנית של המאבק נגד זיהום אוויר ופעולות אלה צריכים להיבדק על ידי קובעי מדיניות ברחבי העולם ...

השתתפנו בפיתוח מאמר זה:

ד"ר גרגורי Zdaniuk, מנהל בכיר של הנדסה, אנג 'י בסין
יואל מורו, משנה למנכ"ל ICCS
לו ליו, סגן המהנדס הראשי ב Buget

תרגום על ידי כריסטוף Martz, מהנדס ומנהל המערכת של Econologie.com

טקסט ממקור זה באנגלית


עוד:
- "בעירה רטובה" הסביר ר 'ג' ילט על הפורומים
- הורד את סיכום: שרפה וביצועים רטובים
- ניתוח של הבעירה הרטובה, תוכנת DHC
- פטנט 1923 על לחות של אוויר בעירה
- סינתזה על ידי רמי Guillet

הערות פייסבוק

2 הערות על "זיהום: בעירה רטובה בבייג'ינג להילחם SMOG, NOx ו- CO"

  1. לקבלת מידע, XECUM MW PAVE נבנה על ידי CIEC מותקן באוניברסיטת לאובן בבלגיה.
    זה יהיה להכניס לשירות במרץ 2018.

  2. ישנם מספר פתרונות עבור SMOG, NOx, CO2 ו CO מבוסס על טכנולוגיית מחזור Maisotsenko. M-Cycle מסוגל לחות את האוויר עד 30-50%. בנוסף, M- מחזור recuperates חום בטמפרטורה נמוכה ב 50 C עם יעילות 98% (דו"ח על ידי GTI, שיקגו). Maisotsenko Exergy מגדל לוכדת CO2 מן האוויר והחשמל ומים. כל המידע פתוח וזמין באמצעות חיפוש Google

השאירו תגובה

כתובת הדוא"ל שלך לא תפורסם. שדות חובה מסומנים *