Metody pro potlačení tvorby emisí oxidu dusíku

V mnoha zemích je vyvíjeno značné úsilí zaměřené na snížení emisí oxidů dusíku (N0x). Různé technologie jsou založeny buď na úpravě spalovacích podmínek a paliv (tyto úpravy se označují jako primární opatření) nebo na zpracování spalin (což se označuje jako sekundární opatření). V případě uplatnění účinných primárních opatření je možné za účelem dalšího snížení koncentrace oxidů dusíku ve spalinách uplatnit i sekundární opatření.

Primární metody potlačení emisí NOx

Primární metody využívají znalostí o vzniku NOx. Z analýzy vyplývá, že během spalovacího procesu lze tvorbu NOx snížit třemi hlavními způsoby:

• Snížením spalovací teploty
• Snížením koncentrace O2 v plameni
• Zkrácením doby pobytu reagujících látek v oblastech s příznivými podmínkami pro vznik NOx.

V praxi se zpravidla nepoužívá jen jeden způsob samostatně, ale jejich kombinace. Provádí se regulace množství spalovacího vzduchu, úprava konstrukce hořáků, recirkulace spalin, chlazení plamene vzduchem, stupňování přívodu paliva apod. Při úpravách provozovaných spalovacích zařízení lze dosáhnout snížení NOx o 40 až 60 % za relativně nízkých nákladů.

Sekundární metody potlačení emisí NOx

Sekundární metody odstraňují již vzniklý NOx ze spalin. Metod existuje několik typů, ale nejvíce používané jsou selektivní nekatalytická redukce (SNCR) a selektivní katalytická redukce (SCR).

Selektivní nekatalytická redukce (SNCR)

Selektivní nekatalytická redukce spočívá ve vytvoření redukčních podmínek, při kterých do kotle vstřikovaný čpavek nebo močovina selektivně snižuje oxidy dusíku za vzniku elementárního dusíku a vodní páry. Účinnost snížení NOx dosahuje 40 až 60 %. Charakteristickým znakem této metody je, že probíhá v kotli v oblasti teplot 900 až 1 050 °C. Z těchto důvodů se používá místo čpavku močovina.

Čtěte také: Zkoumání ekologie

Selektivní katalytická redukce (SCR)

Selektivní katalytická redukce se zakládá na stejných chemických reakcích jako předchozí nekatalytická redukce. Díky katalyzátoru však reakce probíhají při teplotách 300 až 400 °C. Čpavek nebo močovina se vstřikují do spalin, které se následně vedou do katalyzátorového reaktoru, ve kterém se oxidy dusíku, obsažené ve spalinách, opět změní na dusík a vodní páru. Účinnost snížení NOx je vysoká - 80 až 90 %. Katalyzátory se nejčastěji vyrábějí z oxidů vanadu, molybdenu, wolframu a jejich kombinací.

Mezi známá sekundární opatření patří selektivní katalytická redukce (dále označovaná zkratkou SCR) a selektivní nekatalytická redukce (dále označovaná zkratkou SNCR). Obě tyto redukce probíhají v přítomnosti jak amoniaku, tak močoviny.

Avšak až do současnosti byla selektivní katalytická redukce (SCR) závislá na použití amoniaku, s jehož skladováním, manipulací a přepravou je spojena celá řada bezpečnostních problémů. Močovina je bezpečnější, avšak není pro mnoho SCR aplikací praktická, protože je obtížné převést močovinu z pevného stavu nebo z její vodné formy na aktivní plynné sloučeniny, které jsou reaktivní v přítomnosti katalytického lože, jež se používá pro redukci oxidů dusíku (N0x) .

Použití katalyzátorů redukce oxidů dusíku (N0x) , které využívají močoviny, je účinné, avšak citlivé k částicím a nerozložené močovině, které mohou způsobit otrávení katalyzátoru. V této souvislosti je třeba si uvědomit, že teploty blízké spodní hranici shora uvedeného rozmezí teplot, při kterém probíhá selektivní katalytická redukce (SCR), nejsou dostatečně vysoké na úplné zplynění močoviny.

Kromě toho je při selektivní katalytické redukci (SCR) třeba dosáhnout velmi homogenního promícháni aktivních plynných sloučenin před jejich kontaktem s katalyzátorem, přičemž je obtížné homogenně smíchat močovinu nebo produkty jejího rozkladu s velkými množstvími spalin, jež je třeba zpracovat.

Čtěte také: NOx a metody denitrifikace

Nový způsob selektivní katalytické redukce (SCR)

Nový způsob podle předmětného vynálezu využívá snadné manipulovatelnosti s močovinovým reakčním činidlem a zajišťuje úplné zplynění a důkladné promíchání, při kterém se používá masa vedlejšího proudu plynu pro důkladné promíchání s hlavním proudem plynu, jež je třeba pro dosažení vysokého stupně redukce oxidů dusíku (N0x) .

Způsob spočívá v tom, že se vytvoří vedlejší proud plynů o teplotě alespoň 140 °C, do tohoto proudu se vpraví roztok močoviny za podmínek, které jsou dostatečné pro zplynění tohoto roztoku, přivedení vedlejšího proudu plynů do primárního proudu, obsahujícího oxidy dusíku a průchod spojeného proudu plynů přes katalyzátor za podmínek, které jsou účinné pro snížení koncentrace oxidů dusíku ve spojeném proudu plynů.

Při velmi účinném uspořádání zařízení podle tohoto vynálezu je uvedeným vedlejším proudem proud spalin, k jehož oddělení dochází za primárním přehřívákem nebo ekonomizérem. V ideálním případě by uvedený vedlejší proud rozložil močoviny aniž by bylo třeba jej dále ohřívat, avšak pokud je třeba tento proud ohřát, je množství spotřebovaného tepla mnohem menší než v případě, že by se ohřívaly veškeré spaliny.

Pro ještě důkladnější promíchání uvedeného reakčního činidla a spalin před opětným spojením vedlejšího proudu s proudem hlavním je možné použít mísící zařízení, jako je cyklon, statický mísič nebo dmychadlo. Výhodou použití cyklonu je, že tento zároveň může odstranit drobné částice, jež mohou být v proudu spalin přítomny.

Čtěte také: Metody prevence

tags: #porizek #vit #metody #pro #potlaceni #tvorby

Oblíbené příspěvky:

• Škola v přírodě: sportovní aktivity
• Aktuální data o znečištění ovzduší ve Šternberku
• Komunální odpad Brno: Kounicova ulice
• Kanalizační díly
• Krize maskulinity