มลพิษ: การเผาไหม้เปียกในกรุงปักกิ่งเพื่อต่อสู้ SMOG, NOx และ CO

แบ่งปันบทความนี้กับเพื่อนของคุณ:

ปัญหาของกรุงปักกิ่ง: เพื่อลดการปลดปล่อย NOx (ออกไซด์ของไนโตรเจน) จากหม้อไอน้ำเพื่อสุขภาพของประชาชน ขีด จำกัด ของการปล่อย NOx จากหม้อไอน้ำถูกนำมาใช้เพื่อต่อต้านหมอกควันในกรุงปักกิ่ง Gregory Zdaniuk, Joel Moreau และ Lu Liu กำลังมองหาการใช้ การเผาไหม้แบบเปียก, หัวข้อ evoked เป็นเวลานานใน Econologie.com โดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านการทำงานของ Rémi Guillet ผู้เผยแพร่แนวคิดและทำงานอย่างสม่ำเสมอ

ปักกิ่งทนทุกข์ทรมานจากมลพิษและแสวงหาแนวทางแก้ไข

การเติบโตของอุตสาหกรรมอย่างรวดเร็วของจีนทำให้เกิดมลพิษทางอากาศที่สำคัญซึ่งส่งผลต่อ สุขภาพของชาวจีนในเมืองใหญ่ ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งและเป็นเวลาหลายปี! สาเหตุคือการจราจรทางถนนอุตสาหกรรมถ่านหินและความร้อนของอาคาร มหานครปักกิ่งต้องการปรับปรุงคุณภาพอากาศและเป็นผู้นำในการต่อสู้กับมลพิษทางอากาศ พยายามที่จะแก้ไขปัญหานี้รวมถึงการห้ามใช้แหล่งถ่านหินใหม่ ๆ การ จำกัด การจราจรและการใช้เทคโนโลยีใหม่เพื่อปรับปรุงการเผาไหม้และลด NOx โดยเฉพาะ การเผาไหม้แบบเปียก เป็นหนึ่งในเทคนิคเหล่านี้ในอนาคต!

"สงครามกับหมอกควัน": เทศบาลเมืองปักกิ่งได้นำเสนอมาตรการทางด้านการวิจัยเพื่อต่อต้านมลพิษทางอากาศ:

ห้ามถ่านหินสำหรับการติดตั้งใหม่
ปรับปรุงสถานที่ถ่านหินที่มีอยู่แล้วอย่างต่อเนื่อง
ข้อ จำกัด ในการลงทะเบียนรถยนต์ใหม่และการจราจรประจำวัน
การส่งเสริมการเคลื่อนย้ายไฟฟ้า
การส่งเสริมรถแท็กซี่ขับเคลื่อนด้วยก๊าซธรรมชาติ (ก๊าซมีเทน) และการขนส่งโดย LPG (โพรเพนบิวเทน)
การพัฒนารถและการขี่จักรยาน
ขีด จำกัด ที่เข้มงวดสำหรับ NOx ในหม้อไอน้ำก๊าซชนิดใหม่และที่มีอยู่

ตั้งแต่วันที่ 1er April 2017 สิ่งอำนวยความสะดวกต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของ NOx สำหรับหม้อไอน้ำก๊าซชนิดใหม่และที่มีอยู่แล้ว สูงกว่ามาตรฐานของสหภาพยุโรป (!). เทศบาลยังได้วางมาตรการจูงใจในการลดการปล่อยก๊าซ NOx จากหม้อไอน้ำแก๊ส ดังนั้นหม้อไอน้ำ 1 500 จึงถูกเปลี่ยนเป็น 2016

สามารถลด NOx ลงในหม้อไอน้ำได้ค่ะ ฉีดน้ำหรือไอน้ำเข้าไปในบริเวณเปลวไฟ ; นี่คือสิ่งที่ใช้และต้องการพัฒนาปักกิ่งโดยใช้ระบบที่พัฒนาขึ้นในยุโรปในช่วงปีที่ผ่าน ๆ มาโดยเฉพาะอย่างยิ่งใน 15 Rémi Guillet. วิธีหลังการรักษาตัวอย่างเช่น ตัวเร่งปฏิกิริยาลด SCR หรือการลดสารตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่ได้รับการคัดเลือก - ให้การปล่อยสาร NOx หลังจากการฝึกอบรม เทคนิคการควบคุมการเผาไหม้ช่วยป้องกันไม่ให้เกิด NOx

วิธีการหลังการบําบัดมีแนวโน้มที่จะมีราคาแพงกว่าและโดยทั่วไปจะไม่ใช้กับหม้อไอน้ำที่มีนํ้าหนักต่ำกว่า 10 MW

ขีด จำกัด NOx ของปักกิ่งที่เข้มงวดสำหรับหม้อไอน้ำ

ตามมาตรฐานการออกอากาศมลพิษทางอากาศสำหรับหม้อไอน้ำ (DB11 / 139-2015) สิ่งอำนวยความสะดวกใหม่และถ่านหินเป็นก๊าซ ขีด จำกัด NOx ของ 30mg / Nm3 ในขณะที่การติดตั้งที่มีอยู่มีขีด จำกัด ของ 80mg / Nm3 ในการเปรียบเทียบที่นี่ในยุโรปขีด จำกัด NOx ที่เทียบเท่ากันซึ่งกำหนดโดย European Directive คือ 100 mg NOx / Nm3... นับเป็นครั้งยิ่งใหญ่กว่า 3 ครั้งที่จีน!

นอกเหนือจากข้อ จำกัด ทางกฎหมายที่เข้มงวดแล้วกรุงปักกิ่งได้วางโครงการกระตุ้นเศรษฐกิจเพื่อลด NOx สำหรับหม้อไอน้ำที่มีอยู่แล้ว โครงการปรับปรุงได้รับรางวัลตามจำนวน NOx ที่บันทึกไว้ หม้อไอน้ำ 1 500 ได้รับการปรับเปลี่ยนเป็น 2016 ใน 2017 ปักกิ่งได้ปรับเปลี่ยนความร้อน 7 GW เทียบเท่ากับพลังงานความร้อนจากหม้อไอน้ำที่สะสมหรือประมาณ พลังงานความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 2!

การก่อตัวของ NOx มีความแตกต่างกันไปเกือบเท่าตัวกับอุณหภูมิของเปลวไฟ วิธีการหลักในการควบคุม NOx คือการลดอุณหภูมิของเปลวไฟ ซึ่งสามารถทำได้หลายวิธี:

ความท้าทายสำหรับวิศวกรคือการลดอุณหภูมิเปลวไฟขณะเดียวกันก็รักษาเสถียรภาพเปลวไฟและประสิทธิภาพหม้อไอน้ำ การรักษาความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึง EGR เนื่องจาก ความเสี่ยงต่อการระเบิดของคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ศักยภาพในการระบายอากาศ!

ระบบเผาไหม้แบบเปียกโดย ปั๊มไอน้ำ (PAVE)

การฉีดน้ำหรือไอน้ำทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความสัมพันธ์เชิงปริมาณ (ความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่าง oxidant และ oxidized) - และดังนั้นอุณหภูมิของเปลวไฟแบบ adiabatic - ของส่วนผสมของอากาศเชื้อเพลิง นอกจากนี้น้ำยัง "กระจาย" แคลอรี่ที่เกิดจากการเผาไหม้ ปรากฏการณ์ทั้งสองนี้ทำให้อุณหภูมิในการเผาไหม้ลดลง - สีของเปลวไฟสีน้ำเงินมีเหตุผลกลายเป็นสีส้มเป็นสีเหลือง ถ้าอุณหภูมิของเปลวไฟลดลงอย่างเพียงพอ NOx เกือบจะไม่เกิดขึ้นและประสิทธิภาพการระบายความร้อนของหม้อไอน้ำจะถูกเก็บรักษาไว้

เปลวไฟของการเผาไหม้ก๊าซเปียก
การเผาไหม้แบบเปียก (มีเทน)
เปลวไฟของก๊าซเผาไหม้แห้ง
การเผาไหม้ (ก๊าซมีเทน)

รูปที่ 1: เครื่องเผาไหม้แบบเดียวกันในโหมดการเผาไหม้แบบเปียก (ด้านบน) และโหมดการเผาไหม้แบบแห้ง (ด้านล่าง)

ระบบปั๊มไอน้ำ (WVP หรือ ปั๊มน้ำไอน้ำ, PAVE) เป็นวิธีการของ การเผาไหม้เปียกของ Ph.D Rémi Guillet พัฒนาและจดสิทธิบัตรใน 1979 ของ บริษัท CIEC ซึ่งตั้งอยู่ในปารีสและเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่ม ENGIE ตั้งแต่ 2004 ประกอบด้วย a อุ่นเครื่องและความอิ่มตัวของความชื้นในอากาศการเผาไหม้ด้วยการฟื้นตัวของความร้อนที่เหมาะสมและก๊าซสันดาปที่แฝงอยู่ เมื่อต้องการทำเช่นนี้จะมีสองเครื่องพ่นสารเคมีอยู่ในอากาศ: หนึ่งในช่องอากาศบริสุทธิ์และอีกด้านหนึ่งระหว่างคอนเดนเซอร์และปล่องไฟตามที่แสดงในรูปที่ 2 ส่วนประกอบทั้งหมดเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมและหัวเผาจะทำขึ้นเพื่อจัดการกับอากาศถ่ายเทที่อิ่มตัวด้วยความชื้น รูปทรงเรขาคณิตของหัวฉีดน้ำไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับเตา NOx ทั่วไป (เป็นผนังคู่เดียว)

แผนผังของหม้อไอน้ำการเผาไหม้แบบเปียก NO-NOX
แผนผังของหม้อไอน้ำการเผาไหม้แบบเปียก NO-NOX

ในฐานะที่เป็นจุดน้ำค้างของก๊าซเผาไหม้เข้ามาในคอนเดนเซอร์เป็นของหลักสูตรเพิ่มขึ้น (~ 58 ° C ในกรณีของการเผาไหม้ปกติ ~ 68 ° C ในกรณีของการเผาไหม้เปียก) ความร้อนแฝงมากขึ้นจะถูกกู้คืนในคอนเดนเซอร์ เมื่อเทียบกับหม้อไอน้ำแบบควบแน่นแบบธรรมดาที่ทำงานที่อุณหภูมิเริ่มต้นและอุณหภูมิน้ำที่ส่งกลับ นอกจากนี้การระบายความร้อนเพิ่มเติมที่เกิดขึ้นในหอพ่นไอเสียจะทำให้ก๊าซหุงต้มเย็นลงในอุณหภูมิต่ำกว่าหม้อไอน้ำทั่วไป เป็นผลให้ระบบ PAVE มีประสิทธิภาพมากกว่าหม้อไอน้ำควบแน่นทั่วไป.

รูปที่ 3 เปรียบเทียบประสิทธิภาพของระบบการเผาไหม้ PAVE กับหม้อไอน้ำแบบควบแน่นแบบปกติตามหน้าที่ของอุณหภูมิการควบแน่นของไอน้ำ มันแสดงให้เห็นว่าจุดเริ่มต้นของการรวมตัวที่จะเลื่อนไปอุณหภูมิผลตอบแทนที่สูงทำให้ระบบปูผู้สมัครที่เหมาะสำหรับการใช้งานติดตั้งเพิ่มที่มันไม่ง่ายที่จะลดอุณหภูมิการกลับมาของอาคาร (หม้อน้ำธรรมดาสูง อุณหภูมิ)

ระบบ PAVE มีอุณหภูมิเปลวไฟต่ำมากดังนั้นจึงสามารถผลิต NOx ได้ต่ำมาก ขีด จำกัด ของ 30mg / Nm3 สามารถเข้าถึงได้อย่างง่ายดายตราบเท่าที่มีการอุ่นเครื่องการเผาไหม้ไปที่ 60 ° C และตั้งค่าที่อุณหภูมิที่เหมาะสม ในทางกลับกัน, NOx ต่ำและหัวเตา NOx ที่มีค่า NOx ต่ำมากสามารถให้ปริมาณการปล่อย NOx ได้ใกล้เคียงกันโดยใช้สัดส่วนของห้องเผาไหม้ EGR และอาจสูงเกินไป

การลดอุณหภูมิเปลวไฟที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิที่กำหนดอาจนำไปสู่การก่อตัวของ CO แต่ไม่ใช่กรณีของหม้อไอน้ำ PAVE ที่เผาไหม้ ก๊าซธรรมชาติจึงเป็นเชื้อเพลิงที่ priori สามารถเข้าถึงการเผาไหม้ได้อย่างสมบูรณ์

นอกจากนี้ประสิทธิภาพของวงจร PAVE ยังไม่เอียงที่จะลดอุณหภูมิในการเผาไหม้ให้น้อยลงด้วยการรีไซเคิลน้ำมากเกินไปหรือลดระดับของ O2 ในสารออกซิแดนท์ด้วยวิธีเดียวกับ: และความเสี่ยงของการก่อตัวของ CO จะถูกกำจัดโดยวงจร PAVE

การลดการผลิตของ NOx และการลดความเสี่ยงของการรั่วไหลของน้ำบนปล่องไฟปล่องไฟ (ผ่านความชื้นที่ต่ำกว่าในก๊าซปลั๊กไฟ) มีผลต่อความสุข: ความเสี่ยงต่อการเกิดภาวะหมอกควันน้อยลง (ซึ่งเกิดจากการเผาไหม้ของก๊าซธรรมชาติ) ผลของการรวมกันของน้ำ + NOx) ในเวลาเดียวกับการแสดงความร้อนของวัฏจักรซึ่งเป็นค่าสูงสุด ...



โครงการไอน้ำไอน้ำครั้งแรกของประเทศจีนโดย CIEC

ในช่วง 15 ปีที่ผ่านมา บริษัท ICCS ใช้ระบบ PAVE ในหลายประเทศในทวีปยุโรปส่วนใหญ่ในประเทศฝรั่งเศส แต่ยังอยู่ในเยอรมนีและอิตาลี ข้อ จำกัด ของ NOx ไม่เข้มงวดมากขึ้นในยุโรประบบดังกล่าวได้รับการติดตั้งเป็น มาตรการประหยัดพลังงาน.

 

การเผาไหม้แบบเปียกและแห้งแบบต่อต้าน NOx เปรียบเทียบ
รูปที่ 3: ประสิทธิภาพใน PCI ของหม้อน้ำ PAVE (WVP) และหม้อไอน้ำควบแน่นปกติขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ส่งกลับ

ใน 2016 กรุงปักกิ่งยูไนเต็ดวิศวกรรมก๊าซและเทคโนโลยีได้รับสัญญาจากมหาวิทยาลัยในกรุงปักกิ่งเพื่อต่ออายุหม้อไอน้ำ มันเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนหม้อไอน้ำและการติดตั้งระบบก๊าซใหม่ ตัดสินใจที่จะจัดตั้งระบบ PAVE ในประเทศจีนเป็นครั้งแรก

หอพ่นบนปล่องไฟของหม้อไอน้ำ PAVE

ระบบนี้ประกอบด้วยหม้อไอน้ำที่มีสมรรถนะการควบแน่น 5,6 MW จำนวน 2 ตัวเพื่อให้ความร้อนแก่มหาวิทยาลัยแห่งนี้บนผิวความร้อน 160 000 m2 ระบบได้รับการปรับขนาดสำหรับความจุ 200000 m2 เพื่อรองรับการขยายงานในอนาคต เครือข่ายการกระจายความร้อนได้รับการออกแบบมาสำหรับอุณหภูมิการไหลและกลับของ 70 ° C / 50 ° C ทุกยูนิตเทอร์มินอลจะถูกควบคุมโดยวาล์วสามทางซึ่งจะทำให้ตัวแปรกลับอุณหภูมิ หม้อไอน้ำรุ่น 2 มีให้เลือกเพียงชั่วครู่ใน PAVE หม้อไอน้ำที่สองมีเตาเผามาตรฐานพร้อมการปล่อย NOx ต่ำ ซึ่งจะช่วยให้การทดสอบเปรียบเทียบเมื่อเวลาผ่านไป

ว่าจ้างได้ทำมีนาคม 2017 การปล่อยก๊าซ NOx ถูกทดสอบ 23 mg / Nm3 (แก้ไข 3,5% ของ O2) ต่ำกว่าขีด จำกัด ของการ 30 มิลลิกรัม / Nm3 ประสิทธิภาพโดยรวมของหม้อไอน้ำเป็น 107% - เป็น 45 อุณหภูมิผลตอบแทนองศาเซลเซียสและ CO วัด 0 mg / Nm3!

อนาคตที่สดใสสำหรับหม้อไอน้ำที่มีปั๊มไอน้ำ ...

ปูเป็นเทคโนโลยีการเผาไหม้เพื่อให้บรรลุ NOx พิเศษต่ำและอัตราผลตอบแทนที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (109% เมื่อ PCI) และลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาสำหรับหม้อไอน้ำกลั่นตัวธรรมดา PAVE สามารถติดตั้งบนหม้อไอน้ำที่มีอยู่ได้โดยไม่สูญเสียกำลังการผลิตที่มีนัยสำคัญขณะที่การปรับปรุงเตาเผา NOx แบบทั่วไปสามารถลดปัญหาดังกล่าวได้อย่างมาก ต้องเผชิญกับปัญหาหมอกควันอย่างร้ายแรงปักกิ่งอยู่ในแนวหน้าของการต่อสู้กับมลพิษทางอากาศและการดำเนินการดังกล่าวควรได้รับการปฏิบัติโดยผู้กำหนดนโยบายทั่วโลก ...

เราได้มีส่วนร่วมในการพัฒนาบทความนี้:

ดร. Gregory Zdaniuk ผู้อำนวยการอาวุโสฝ่ายวิศวกรรม Engie China
Joël Moreau รองอธิบดี ICCS กล่าว
ลูหลิวรองหัวหน้าวิศวกรของ Buget

แปลโดย Christophe Martz, วิศวกรและผู้จัดการบรรณาธิการของ Econologie.com

ข้อความจากแหล่งข้อมูลนี้เป็นภาษาอังกฤษ


อ่านเพิ่มเติม:
- "การเผาไหม้แบบเปียก" อธิบายโดย R.Guillet ในฟอรัม
- ดาวน์โหลดสรุป: การเผาไหม้และสมรรถนะของเครื่องยนต์เปียก
- การวิเคราะห์การเผาไหม้ของไอน้ำซอฟต์แวร์ DHC
- สิทธิบัตร 1923 เกี่ยวกับการชุ่มชื้นของอากาศการเผาไหม้
- การสังเคราะห์โดยRémi Guillet

ความคิดเห็นที่ Facebook

2 commentaires sur “Pollution: combustion humide à Pékin pour lutter contre le SMOG, les NOx et CO”

  1. There are a few solutions suitable to combat SMOG, NOx, CO2 and CO based on Maisotsenko Cycle technology. M-Cycle is able to moisturize air up to 30-50%. Additionally, M-Cycle recuperates low temperature heat at 50 C with 98% efficiency (report by GTI, Chicago). Maisotsenko Exergy Tower captures CO2 from air and generates electricity and cold potable water. All infomation is open and available via Google search

แสดงความคิดเห็น

ที่อยู่อีเมล์ของคุณจะไม่ถูกเผยแพร่ ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมาย *