آلودگی: احتراق مرطوب در پکن برای مبارزه با SMOG، NOx و CO

مشکل پکن: کاهش انتشار NOx (اکسیدهای نیتروژن) آن از دیگهای بخار برای بهداشت عمومی. محدودیت های دقیق در انتشار گازهای گلخانه ای NOx از دیگهای بخار برای مبارزه با دود دود در پکن معرفی شده است. دکتر گرگوری زندانیوک ، ژول مورو و لو لیو استفاده از این موارد را بررسی می کنند احتراق مرطوباین موضوع به مدت طولانی در Econologie.com به ویژه از طریق آثار منتشر شده است رمی GUILLET که ایده های خود را منتشر می کند و به طور مرتب کار می کند.

پکن از آلودگی رنج می برد و به دنبال راه حل است

رشد صنعتی سریع چین منجر به سطوح قابل توجهی از آلودگی هوا شده است که بدیهی است تأثیرگذاری بر آن است سلامت چینی ها، در شهرهای بزرگ مخصوصاً و سالهاست! علل آن ترافیک جاده ای ، صنایع زغال سنگ و گرم شدن ساختمان ها است. شهرداری پکن می خواهد کیفیت هوا را بهبود بخشد و در صدر مبارزه با آلودگی هوا قرار دارد. تلاش های زیادی برای اصلاح این مشکل انجام می شود ، به ویژه با ممنوعیت تاسیسات جدید زغال سنگ ، محدود کردن ترافیک و استفاده از فناوری های جدید برای بهبود احتراق و کاهش خاصاً NOx. احتراق مرطوب یکی از این تکنیک ها برای آینده است!

"جنگ با دود": شهرداری پکن یک سری اقدامات تحقیقاتی را برای مقابله با آلودگی هوا معرفی کرده است:

ممنوعیت زغال سنگ برای تاسیسات جدید
بهبود مستمر و اجباری از امکانات زغال سنگ موجود
محدودیت در ثبت نام ماشین جدید و تردد روزانه
ارتقاء تحرک الکتریکی
توسعه تاکسی های گاز طبیعی (متان) و حمل و نقل با گاز طبیعی (پروپان بوتان)
توسعه اتومبیلرانی و دوچرخه سواری
محدودیت های شدید برای NOx در دیگ های گاز جدید و موجود

از آنجا که 1er آوریل 2017، امکانات باید محدودیت NOx برای دیگهای گاز جدید و موجود، که حتی برتر (!!) نسبت به استانداردهای اتحادیه اروپا. شهرداری همچنین انگیزه هایی برای کاهش انتشار NOx از دیگهای بخار ایجاد کرده است؛ بنابراین، دیگهای 1 500 به 2016 تغییر کرده است.

کاهش NOx در دیگهای بخار امکان پذیر است تزریق آب یا بخار به منطقه شعله ; این همان چیزی است که پکن از آن استفاده می کند و می خواهد با استفاده از سیستمی که در طی 15 سال گذشته در اروپا به ویژه در زمینه کار توسعه یافته است رمی GUILLET. روش های پس از درمان به عنوان مثال، کاهش کاتالیزوری انتخابی SCR یا کاهش غیر انتخابی انتخابی - انتشار گازهای گلخانه ای NOx را بعد از آموزش درمان کنید. تکنیک های کنترل احتراق مانع از تشکیل NOx می شوند.

روشهای پس از تصفیه گرایش بیشتری دارند و به طور کلی در دیگهای بخار با قدرت کمتر از 10 مگاوات استفاده نمی شوند.

محدودیت های NOx در پکن برای دیگهای بخار

مطابق با استانداردهای انتشار آلاینده های هوا برای بویلرها (DB11 / 139-2015)، امکانات جدید و زغال سنگ به گاز NOX حد از 30mg / Nm3 ، در حالیکه تاسیسات موجود دارای محدودیت 80mg / Nm3 هستند. در مقایسه در اینجا در اروپا، حد مجاز NOx تعیین شده توسط دستورالعمل اروپا است 100 mg NOx / Nm3… این 3 برابر بیشتر از چین است!

علاوه بر محدودیت های قانونی دقیق ، پکن یک برنامه تشویقی اقتصادی برای کاهش NOx برای دیگهای بخار موجود ایجاد کرده است. پروژه های نوسازی بر اساس مقدار NOx که پس انداز می کنند پاداش می گیرند. 1 دیگ بخار گازی در سال 500 اصلاح شد. در سال 2016 ، پکن معادل 2017 گیگاوات نیروگاه حرارتی دیگ بخار تجمعی را تغییر داد ، یا تقریبا قدرت حرارتی راکتورهای هسته ای 2!

شکل گیری NOx تقریبا با درجه حرارت شعله متفاوت است. روش اصلی کنترل NOx این است که دمای شعله را کاهش دهیم. این را می توان به روش های مختلفی انجام داد:

دفعات بازدید: گازرسانی زغال سنگ و گیاهان آهک بدون انتشار CO2؟

از این رو چالش مهندسان پایین آمدن دمای شعله و در عین حال پایداری شعله و کارایی دیگ است. امنیت نیز بسیار مهم است ، به ویژه در مورد EGR ، به دلیل خطر انفجار مونوکسید کربن (CO) بالقوه موجود در گازهای خروجی!

سیستم احتراق مرطوب توسط پمپ بخار آب (PAVE)

تزریق آب یا بخار باعث می شود که استئوکیومتری (رابطه کمی بین اکسیدان و اکسید شده) - و بنابراین دمای شعله آدیاباتیک - در مخلوط سوخت هوا تغییر کند. علاوه بر این آب کالری های حاصل از احتراق را "پراکنده" می کند. هر دو پدیده باعث کاهش درجه حرارت احتراق می شوند - رنگ شعله گاز ، منطقی به رنگ آبی ، به میزان قابل توجهی نارنجی زرد می شود. اگر دمای شعله به اندازه کافی کاهش یابد ، NOx به سختی دیگر تشکیل می شود و عملکرد حرارتی دیگ حفظ می شود.

شعله گاز رطوبت
احتراق مرطوب (متان)
شعله گاز احتراق خشک
احتراق خشک (متان)

شکل 1: همان مشعل عامل در حالت احتراق مرطوب (بالا) و حالت احتراق خشک (پایین)

پمپ بخار آب ، WVP ، یا پمپ بخار آب ، PAVE) یک روش است سوختگی مرطوب Ph.D رمی گیلت 1979، از شرکت CIEC مستقر در پاریس، که بخشی از گروه ENGIE از 2004 است، توسعه یافته و ثبت شده است. این شامل a پیش گرم شدن و اشباع رطوبت هوا احتراق با بازیابی گرمای معقول و نهاننده گازهای احتراق. برای این کار ، دو سمپاش در جریان هوا قرار می گیرد: یکی در ورودی هوای تازه و دیگری بین کندانسور و دودکش ، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است. کلیه اجزاء از جنس استنلس استیل و مشعل ساخته شده است تا هوای احتراق اشباع شده با رطوبت اشباع شود. هندسه مشعل تزریق آب هیچ ارتباطی با یک مشعل معمولی کم NOx (یک دیوار دو جداره) ندارد

دفعات بازدید: تعادل طرح آب و هوا پس از یک سال رضایت بخش نیست
دیاگرام دیگ بخار سوخت مایع ضد NOX
نمودار یک دیگ بخار احتراق ضد NOx

از آنجا که نقطه شبنم گازهای احتراقی که وارد کندانسور می شوند افزایش یافته است (البته از 58 C درجه سانتیگراد در صورت احتراق منظم تا 68 درجه سانتیگراد در صورت احتراق مرطوب) گرما بسیار ناپایدار در خازن بهبود می یابد. این با یک دیگ چگالش معمولی که در همان جریان آب و دمای برگشتی کار می کند مقایسه می شود. علاوه بر این ، بازیابی حرارت اضافی که در برج اگزوز اسپری رخ می دهد ، گازهای دودکش را در مقایسه با دیگ معمولی درجه حرارت بسیار کمتری خنک می کند. در نتیجه ، سیستم PAVE بسیار کارآمدتر از یک دیگ بخار معمولی است.

شکل 3 راندمان سیستم احتراق PAVE و یک دیگ بخار چگالش معمولی را به عنوان تابعی از دمای برگشتی چگالش مقایسه می کند. این نشان می دهد که شروع چگالش به دمای بازده بالاتر منتقل شده است ، و سیستم PAVE را به عنوان کاندیدای ایده آل برای برنامه های نوسازی در جایی که کاهش دمای بازگشت ساختمان آسان نیست (رادیاتورهای معمولی با زیاد) آسان نیست. درجه حرارت)

سیستم PAVE با دمای بسیار کم شعله مشخص می شود ، بنابراین قادر به دستیابی به تولید NOx بسیار کم است. حداکثر 30 میلی گرم در نانو متر مکعب به آسانی می رسد تا زمانی که هوای احتراق تا 3 درجه سانتیگراد گرم شود و در دمای مطلوب تنظیم شود. با این حال ، مشعلهای "خشک" با NOx کم و NOx بسیار کم فقط می توانند با استفاده از نسبت بالایی از اتاقهای احتراق EGR و به طور بالقوه بزرگ ، به مقادیر قابل توجهی از NOx برسند.

در یک سیستم احتراق معمولی (با هوای جوی) کاهش دمای شعله زیر یک درجه حرارت خاص می تواند منجر به تشکیل CO شود ، اما این مورد برای یک دیگ PAVE که می سوزاند این نیست. بنابراین گاز طبیعی سوختی است که پیشینی به راحتی به احتراق کامل آن می رسد.

علاوه بر این ، عملکرد چرخه PAVE نیز تمایلی ندارد که با استفاده از بازیافت بیش از حد آب ، دمای احتراق کم شود ، یا حتی با همان وسیله کاهش میزان O2 در اکسیدان کاهش یابد: و خطر تشکیل CO بطور پیشینی توسط چرخه PAVE از بین می رود.

کاهش تولید NOx و کاهش خطر خروج آب از دودکش (از طریق رطوبت کم در گازهای دودکش) عواقب خوشبختی را به همراه خواهد داشت: خطر ابتلا به smog (که در صورت احتراق گاز طبیعی است) نتیجه ترکیب ستون آب + NOx) همزمان با عملکرد حرارتی چرخه که حداکثر ...

اولین پروژه پمپ بخار آب در چین توسط CIEC

در طول آخرین سال های 15 این شرکت ICCS سیستم PAVE را مستقر کرد در چندین کشور اروپایی، عمدتا در فرانسه، بلکه در آلمان و ایتالیا. محدودیت های NOx در اروپا کمتر سختگیرانه است، سیستم به عنوان سیستم نصب شده است اندازه گیری صرفه جویی در انرژی.

دفعات بازدید: بارگیری: Ytong Multipor ، نکات کاربرد و نصب در انبارها و سقف ها

احتراق خنک و خشک خشک ضدعفونی مقایسه شده
شکل 3: کارآیی PCI یک دیگ PAVE (WVP) و یک دیگ چگالش معمولی به عنوان تابعی از دمای بازگشت

در سال 2016 ، مهندسی و فن آوری گاز یونان پکن برای تمدید اتاق دیگ بخار خود از یک دانشگاه پکن به دست آورد. این امر شامل تغییر در دیگ بخار زغال سنگ و نصب سیستم جدید گاز بود. مقرر شد برای اولین بار سیستم PAVE در چین راه‌اندازی شود.

برج اسپری در سمت دودکش یک دیگ PAVE

این سیستم شامل دو دیگ چگالش گاز 5,6 مگاوات هر یک برای گرم کردن محوطه دانشگاه در حدود 160،000 متر مربع از سطح گرمایش است. این سیستم با ظرفیت 2 متر مربع در پیش بینی کارهای گسترش آینده ابعاد شده است. شبکه توزیع گرما برای جریان و دمای برگشت 200000 درجه سانتیگراد / 2 درجه سانتیگراد طراحی شده است. کلیه واحدهای ترمینال توسط دریچه های سه طرفه کنترل می شوند که باعث می شود دمای برگشتی متغیر باشد. در حال حاضر تنها یکی از 70 دیگ بخار مجهز به PAVE است ، بویلر دوم مجهز به یک سوز استاندارد با انتشار NOx کم است. این کار باعث می شود تست های مقایسه ای با گذشت زمان انجام شود.

راه اندازی در مارس 2017 انجام شد ، انتشار NOx در 23mg / Nm3 (اصلاح شده به 3,5 O O2) ، بسیار پایین تر از حد 30 میلی گرم در Nm3. راندمان کلی دیگ 107٪ بود - در دمای بازگشت 45 درجه سانتیگراد و انتشار CO در 0 میلی گرم در نانومتر 3 اندازه گیری شد!

آینده ای روشن برای دیگهای بخار پمپ بخار ...

PAVE یک فناوری احتراق است که قادر به دستیابی به میزان انتشار بسیار کم NOx و در بازده قابل ملاحظه ای بالا (109٪ در PCI) و هزینه های نگهداری پایین تر از دیگهای بخار معمولی است. PAVE را بدون از بین رفتن قابل توجه ظرفیت در یک دیگ موجود می توان نصب کرد ، در حالی که نوسازی های معمولی مشعل با انتشار NOx کم می تواند آن را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. در مواجهه با یک مشکل جدی دود ، پکن در خط مقدم مبارزه با آلودگی هوا است و این اقدامات باید توسط تصمیم گیرندگان سیاسی در سراسر جهان رعایت شود ...

ما در تدوین این مقاله شرکت کردیم:

دکتر گرگوری زندانیوک ، مدیر ارشد مهندسی ، انجی چین
جول مورو، معاون مدیر کل ICCS
لو لیو، معاون مهندس ارشد در بوگت

ترجمه توسط کریستف MARTZ، مهندس و مدیر تحریریه Econologie.com

متن از این منبع به زبان انگلیسی

بیشتر:
- "احتراق مرطوب" توسط R. Guillet در توضیح داده شده است forums
- دانلود خلاصه: احتراق و عملکرد مرطوب
- تجزیه و تحلیل از احتراق مرطوب، نرم افزار DHC
- ثبت اختراع سال 1923 در مورد رطوبت هوا احتراق
- سنتز توسط رمی گیلت

2 در مورد "آلودگی: احتراق مرطوب در پکن برای مبارزه با SMOG، NOx و CO"

  1. برای اطلاعات، یک PAVE XECUM MW ساخته شده توسط CIEC در دانشگاه لووان در بلژیک نصب شده است.
    در ماه مارس 2018 به بازار عرضه خواهد شد.

  2. چند راه حل برای SMOG، NOx، CO2 و CO بر اساس فن آوری چرخه Maisotsenko وجود دارد. M-Cycle قادر به مرطوب کردن هوا تا 30-50٪ است. علاوه بر این، M-Cycle حرارت پایین را در 50 C با بازده٪ 98 بهبود می بخشد (گزارش شده توسط GTI، شیکاگو). برج Exergy Maisotsenko CO2 را از هوا و برق و آب آشامیدنی ضبط می کند. تمام اطلاعات باز و در دسترس از طریق جستجوی گوگل است

دیدگاهتان را بنویسید

آدرس پست الکترونیک شما منتشر نخواهد شد. علامت گذاری شده اند *