Sprzęt do kontroli emisji firmy GEA Instalacje SCR firmy GEA

GEA — Lider w systemach odazotowania

Selektywna redukcja katalityczna (SCR) to sposób konwersji tlenków azotu, zwanych też tlenkami azotu (NOx). Podczas spalania węgla powstają produkty naftowe, gaz ziemny oraz zanieczyszczenia z odpadów pochodzących z gospodarstw domowych i niebezpiecznych odpadów z procesów produkcyjnych, które są emitowane z gazem odlotowym. Tym samym pomimo zoptymalizowanego spalania tworzą się znaczne ilości NOx, jednej z najbardziej zanieczyszczających substancji. W wyniku reakcji tlenków azotu i innych składników atmosfery powstaje ozon, co prowadzi do tak zwanego smogu letniego. Inne produkty reakcji, takie jak kwas azotowy, przedostają się do wody i gleb wraz z opadami w formie kwaśnego deszczu. Wynikające z tego gromadzenie azotanów ma negatywny wpływ na ludzi, rośliny i zwierzęta. Z tego powodu niemal wszystkie kraje uprzemysłowione przyjęły przepisy ograniczające emisje tlenku azotu. GEA jest liderem w dostarczaniu instalacji odazotowania na całym świecie i projektuje oraz produkuje wysoce wydajne systemy odazotowania, indywidualnie dostosowane do potrzeb klientów. Wodny roztwór amoniaku lub mocznik wtryskiwane są do przewodów wyższego szczebla instalacji SCR i natychmiast odparowują. Dysze rozpylające dwa składniki (amoniak i sprężone powietrze) wykorzystywane są do wtryskiwania roztworu amoniaku. System mieszadeł statycznych zainstalowanych w przewodach poniżej punktów wtryskiwania amoniaku zapewnia odpowiednie mieszanie amoniaku. Mieszanka gazu i amoniaku wpływa do urządzenia z góry i opuszcza je, rozchodząc się poziomo na dole. System dystrybucji gazu (łamacz wirów) zapewnia odpowiednie rozprowadzenie gazu w całym przekroju urządzenia. Reakcję pomiędzy amoniakiem i NOx wzmacnia obecność złoża katalizatora umieszczonego na dole urządzenia.

Redukcja następuje w obecności katalizatora w temperaturze od 250°C do 380°C (od 570°F do 716°F).

Główne reakcje chemiczne to: 
4 NO + 4 NH3 + O2 -> 4 N2 + 6 H2O (1)
6 NO2 + 8 NH3 -> 7 N2 + 12 H2O (2)

Usuwanie NOx / Schemat SCR — odazotowanie

SCR Bischoff firmy GEA — Schemat usuwania NOx
Połączenia instalacji SCR Bischoff firmy GEA

Do wyboru są różne rodzaje modułów katalitycznych.

Moduły katalizatorów SCR Bischoff firmy GEA
Redukcja następuje w obecności katalizatora w temperaturze od 250°C do 380°C (570°F do 716°F). Złoże katalizatora oczyszczane jest okresowo (raz na 24 godziny lub częściej) sprężonym powietrzem i parą. Ramię zgrabiające powoli przesuwa się po katalizatorze, zapewniając wydajne czyszczenie górnej powierzchni i wnętrza kanałów.

Złoże katalizatora oczyszczane jest okresowo (raz na 24 godziny lub częściej) sprężonym powietrzem i parą. Ramię zgrabiające powoli przesuwa się po katalizatorze, zapewniając wydajne czyszczenie górnej powierzchni i wnętrza kanałów.

Szybkość dostarczania amoniaku kontrolowana jest przez stężenie wyjściowe NOx w gazie. Produktami reakcji chemicznej są azot i para wodna, które stanowią naturalne składniki otaczającego powietrza i mogą być uwolnione do atmosfery.

 

Główne korzyści

  • Najwyższa efektywność SCR przy minimalnym poślizgu amoniaku
  • Niezawodność sprawdzona przez wiele lat działania
  • Zmniejszony ogólny spadek ciśnienia SCR
  • Zdolność łagodzenia zatrucia katalizatora i wydłużenia jego okresu eksploatacji

System wydmuchiwania sadzy

Systemy wydmuchiwania sadzy po lewej stronie

Zastosowanie uszczelek zapewniających niski poślizg amoniaku.

Moduł testowy do badania spadków aktywności

Moduł testowy do badania modułu katalitycznego SCR
Moduły te zaprojektowane są do regularnego badania żywotności modułu.

Instalacja SCR dla przemysłu cementowego

W celu redukcji emisji tlenku azotu z cementowni zwykle stosuje się proces selektywnej redukcji niekatalitycznej (SNCR) poprzez dawkowanie amoniaku lub mocznika przy wysokich temperaturach gazów. Proces ten jednak jest ograniczony pod względem skuteczności usuwania NOx i generuje stosunkowo duże emisje amoniaku (poślizg). Dlatego też GEA korzysta z zaawansowanej technologii SCR z katalizatorami, która umożliwia redukcję temperatury od około 1000°C do przedziału pomiędzy 230°C a 400°C. Wysoki poziom redukcji można osiągnąć przy minimalnym poślizgu amoniaku. GEA preferuje układ dostosowany do niskiego stopnia zapylenia.

Odazotowanie — Porównanie systemów

Zalety i wady systemów SCR

Niski stopień zapyleniaŚredni stopień zapyleniaWysoki stopień zapylenia
Ryzyko zatrucia++--
Ryzyko tworzenia się osadów++-
Częstotliwość czyszczenia powierzchni+++--
Niezbędna objętość katalizatora++-
Okres eksploatacji katalizatora++--
Spec. kosz inwestycji--+
Spec. koszt operacyjny++--

Układ dostosowany do niskiego stopnia zapylenia

Konfiguracja SCR Bischoff firmy GEA dla systemów z niską zawartości pyłu w cementowni
Typowe parametry SCR dostosowanej do niskiego stopnia zapylenia:
Temperatura250 — 275°C
Zapylenie5 — 20 mg/Nm³
Otwory katalizatora3,5 — 5 mm
Warstwy katalizatora / brak urządzenia czyszczącego1 — 2

Taki rodzaj instalacji SCR jest ogólnie bardziej korzystny przez cały okres eksploatacji (CAPEX & OPEX) w porównaniu z innymi systemami.

 

SCR dla przemysłu szklarskiego

Dla sektora produkcji szkła GEA oferuje dostosowane do indywidualnych potrzeb instalacje SCR i odazotowania, które charakteryzują się:

  • Wysoce wydajnym czyszczeniem osadów na górze katalizatora i wewnątrz kanałów. Dokładnym czyszczeniem górnej powierzchni przez ramię zgrabiające przemieszczające się powoli po całej powierzchni.
  • Ogrzewaniem powietrza czyszczącego poprzez przeprowadzenie rur sprężonego powietrza przez czysty gaz.
  • Ten system czyszczenia może czyścić katalizator nawet w przypadkach awaryjnych, np. braku zasilania, gdy większe ilości pyłu dostają się do instalacji SCR.
  • System czyszczenia SCR firmy GEA umożliwia wysoką efektywność czyszczenia przez długie lata, sprawdzoną w wielu zastosowaniach, która wydłuża życie katalizatora.
  • Instalacja SCR znajduje się zaraz za filtrem, dlatego nie ma potrzeby ogrzewania.
  • Wybór modułu katalitycznego zależy od zawartości pyłu na wyjściu instalacji SCR.

W przypadku produkcji szkła z dodatkiem selenu należy stosować określone procedury.

Jednocześnie powstają pierwsze instalacje wyposażone w ceramiczne świece filtracyjne działające w wysokiej temperaturze z kąpielą katalityczną. GEA już pracuje nad rozwojem takiego rozwiązania.

Jednak ten system nie jest uznany za najnowocześniejszy.

 

Instalacje krakingu katalitycznego (FCC) w rafineriach

Rafinerie różnią się pod względem złożoności — te bardziej złożone mają większą zdolność wtórnego przetwarzania, co oznacza, że pozwalają wyprodukować różne rodzaje produktów z ropy naftowej. Kraking katalityczny jest rodzajem wtórnego przetwarzania, w wyniku którego powstają dodatkowe lżejsze frakcje ropy naftowej. Tutaj GEA dostarcza systemy oczyszczania gazu dostosowane do indywidualnych potrzeb, w tym określonego oczyszczania ścieków.

Podstawowa konfiguracja systemu oczyszczania gazu

SCR Bischoff firmy GEA dla instalacji FCC Einleitung 3
Uwaga: Zamiast płuczki i WESP, możliwe jest również użycie suchego elektrofiltra

Funkcje instalacji SCR firmy GEA dla krakingu katalitycznego (FCC)

  • Brak zanieczyszczenia katalizatora dzięki optymalnej temperaturze wejściowej
  • Poślizg amoniaku minimalny lub całkowicie wyeliminowany przy dodaniu płuczki na niższym szczeblu instalacji
  • Znacznie niższe koszty CAPEX i OPEX niż w przypadku innych systemów odazotowania dla instalacji FCC, np. ozonowania, gdzie dodatkowo należy uwzględnić aspekty zdrowotne i bezpieczeństwa.