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 แสดงความคิดเห็นเรื่อง "มลภาวะ: การเผาไหม้ในเปียกปักกิ่งเพื่อต่อต้าน SMOG, NOx และ CO"

  1. มีโซลูชั่นสำหรับ SMOG, NOx, CO2 และ CO ที่อิงกับเทคโนโลยี Maisotsenko Cycle M-Cycle สามารถให้ความชุ่มชื้นได้ถึง 30-50% นอกจากนี้ M-Cycle ยังฟื้นความร้อนที่อุณหภูมิต่ำที่ 50 C ด้วยประสิทธิภาพ 98% (รายงานโดย GTI, Chicago) Maisotsenko Exergy Tower รวบรวม CO2 จากอากาศและไฟฟ้าและน้ำดื่ม ข้อมูลทั้งหมดเปิดอยู่และพร้อมใช้งานผ่านการค้นหาของ Google

แสดงความคิดเห็น

ที่อยู่อีเมล์ของคุณจะไม่ถูกเผยแพร่ ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมาย *