Odsiřování. Ochrana ovzduší ZS 2011/2012



Podobné dokumenty
Denitrifikace. Ochrana ovzduší ZS 2012/2013

TECHNOLOGIE OCHRANY OVZDUŠÍ

Omezování plynných emisí. Ochrana ovzduší ZS 2012/2013

Omezování plynných emisí. Ochrana ovzduší ZS 2010/2011

Dopad zpřísněných emisních limitů a stropů na technologie čištění spalin zvláště velkých spalovacích zdrojů

TECHNOLOGIE KE SNIŽOVÁNÍ EMISÍ (SEKUNDÁRNÍ OPATŘENÍ K OMEZOVÁNÍ EMISÍ)

Tvorba škodlivin při spalování

Problematika koncentrací Hg ve spalinách vzniklých po spalování pevných fosilních paliv

Zplyňování biomasy. Sesuvný generátor. Autotermní zplyňování Autotermní a alotermní zplyňování

MOKRÉ MECHANICKÉ ODLUČOVAČE

EMISNÍ VÝSTUPY NO X Z PECÍ MAERZ

OCHRANA OVZDUŠÍ. Ing. Petr Stloukal Ph.D. Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín

W E M A K E Y O U R I D E A S A R E A L I T Y SUCHÉ KONDICIONOVANÉ ODSÍŘENÍ ZNEČIŠŤOVÁNÍ

ČEZ ENERGETICKÉ PRODUKTY, S.R.O.

Finanční podpora státu u opatření na snižování emisí v segmentu velké energetiky na území Moravskoslezského kraje

C6890 Technologie ochrany prostředí

Negativní vliv energetického využití biomasy Ing. Marek Baláš, Ph.D.

Technologie přímého aditivního odsíření pro fluidní kotle malých a středních výkonů

Krajský úřad Pardubického kraje OŽPZ - oddělení integrované prevence

Co víme o nekatalytické redukci oxidů dusíku

Parogenerátory a spalovací zařízení

NA FOSILNÍ PALIVA: pevná, plynná, kapalná NA FYTOMASU: dřevo, rostliny, brikety, peletky. SPALOVÁNÍ: chemická reakce k získání tepla

Znečištění ovzduší BEEE

TECHNOLOGIE KE SNIŽOVÁNÍ EMISÍ (SEKUNDÁRNÍ OPATŘENÍ K OMEZOVÁNÍ EMISÍ)

POROVNÁNÍ EMISNÍCH LIMITŮ A NAMĚŘENÝCH KONCENTRACÍ S ÚROVNĚMI EMISÍ SPOJENÝMI S BAT PRO VÝROBU CEMENTU A VÁPNA (COR 1)

VÝROBA ELEKTRICKÉ ENERGIE V ČR

NEKONVENČNÍ ZPŮSOBY VÝROBY TEPELNÉ A ELEKTRICKÉ ENERGIE. Ing. Stanislav HONUS

PARNÍ KOTEL, JEHO FUNKCE A ZAČLENĚNÍ V PROCESU ENERGETICKÉHO VYUŽITÍ PRŮMYSLOVÝCH A KOMUNÁLNÍCH ODPADŮ

Co udělaly (a musí udělat) teplárny pro splnění limitů? Co přinesla ekologizace?

Vliv V daf na výbušnost prášku

Problematika koncentrací Hg ve spalinách vzniklých po spalování pevných fosilních paliv

Fosfor a sloučeniny fosforu. Suroviny. Sloučeniny. kalcinace pro oddělení organických. Kyselina trihydrogenfosforečná H3PO4

Vliv provozních parametrů fluidního kotle se stacionární fluidní vrstvou na tvorbu emisí SO 2, NO x a CO při spalování hnědého uhlí

MOŽNOSTI TERMICKÉHO VYUŽÍVÁNÍ ČISTÍRENSKÝCH KALŮ V KOTLI S CIRKULUJÍCÍ FLUIDNÍ VRSTVOU

Krajský úřad Moravskoslezský kraj Odbor životního prostředí a zemědělství 28. října Ostrava

Monitoring a snižováni emisí rtuti z velkých a středních energetických zdrojů

Přehled technologii pro energetické využití biomasy

Perspektivní metody. PROČ sušení pevných paliv? Většina dodané energie se ztrácí. Klasická metoda sušení horkými spalinami

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ ODSÍŘENÍ PRÁŠKOVÉHO GRANULAČNÍHO KOTLE K3 NA TP OLOMOUC

PROBLÉMY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ OVZDUŠÍ

Kyselina dusičná. jedna z nejdůležitějších chemikálií

Negativní vliv energetického využití biomasy

WE MAKE YOUR IDEAS A REALITY. Odsíření kotlů K2 - K4 na Teplárně Karviná: CFB FGD technologie tzv. na klíč

Vyjádření k aplikaci BAT žádosti o 21. změnu integrovaného povolení společnosti ČEZ, a.s. pro zařízení Teplárna Trmice

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

Výroba cementu a vápna Ing. Jan Gemrich Ing. Jiří Jungmann

Novela nařízení vlády č. 352/2002 Sb. Kurt Dědič, odbor ochrany ovzduší MŽP

PowerOPTI Poznat Řídit Zlepšit. Vyhodnocení a řízení účinnosti kotle

FLUIDNÍ KOTLE. Fluidní kotel na biomasu(parní) parní výkon t/h tlak páry 1,4 10 MPa teplota páry C. Fluidní kotel

Vlhkost 5 20 % Výhřevnost MJ/kg Velikost částic ~ 40 mm Popel ~ 15 % Cl ~ 0,8 % S 0,3 0,5 % Hg ~ 0,2 mg/kg sušiny Cu ~ 100 mg/kg sušiny Cr ~ 50

Příloha 2. Hodnocení BAT

Příloha k tiskové zprávě ze dne Program obnovy uhelných zdrojů Skupiny ČEZ

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

TECHNOLOGIE OCHRANY OVZDUŠÍ

Projekt EVO Komořany žije

Elektrárny Prunéřov. Elektrárny Prunéřov. Elektrárenská společnost ČEZ

STANOVENÍ KONCENTRACE PLYNNÝCH ŠKODLIVIN NA VÝSTUPU ZE SPALOVACÍCH ZAŘÍZENÍ

SPOLUSPALOVÁNÍ TUHÉHO ALTERNATIVNÍHO PALIVA VE STANDARDNÍCH ENERGETICKÝCH JEDNOTKÁCH

NEGATIVNÍ PŮSOBENÍ PROVOZU AUTOMOBILOVÝCH PSM NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

Výzkum vysokoteplotní sorpce CO 2 ze spalin s využitím karbonátové smyčky

Seznámení s experimentální jednotkou určenou pro výzkum metod snižovaní emisí při spalování fosilních paliv i bio paliv

autoři a obrázky: Mgr. Hana a Radovan Sloupovi

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Spalování zemního plynu

1.1 Suroviny síry Průmyslově využitelné suroviny pro zisk síry nebo jejích sloučenin nebo dalších složek obsažených v příslušných minerálech výskyt:

Emisní limity pro zvláště velké spalovací zdroje znečišťování pro oxid siřičitý (SO 2 ), oxidy dusíku (NO x ) a tuhé znečišťující látky

Vysokoteplotní karbonátová smyčka moderní metoda odstraňování CO 2 ze spalin

OBSAH. ČÁST VII.: TECHNOLOGIE A BIOTECHNOLOGIE PRO LIKVIDACI POPs

Platné znění části zákona s vyznačením změn

SPALOVÁNÍ PLYNU ZE ZPLYŇOVÁNÍ BIOMASY

ODSI OVÁNÍ SPALIN V ELEKTRÁRNÁCH SKUPINY âez

OBNOVA ČEZ A PRAKTICKÁ APLIKACE NEJLEPŠÍCH DOSTUPNÝCH TECHNOLOGIÍ

Realizace snížení emisí NO x na Elektrárně Mělník I na kotlích K1-K6

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv Spalovací turbíny Ing. Jan Andreovský Ph.D.

Prosinec 2012 PŘECHODNÝ NÁRODNÍ PLÁN ČESKÉ REPUBLIKY

Zákon 86/2002 Sb. o ochraně ovzduší a o změně některých dalších zákonů

7) Uveď příklad chemické reakce, při níž se sloučí dva prvky za vzniku sloučeniny. (3) hoření vodíku s kyslíkem a vzniká voda

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

PRŮMYSLOVÉ VYUŽITÍ VEDLEJŠÍCH ENERGETICKÝCH PRODUKTŮ INDUSTRIAL UTILIZATION OF SECONDARY ENERGETIC PRODUCTS

Nakládání s odpady v Brně

Digitální učební materiál

PEVNÁ PALIVA. Základní dělení: Složení paliva: Fosilní-jedná se o nerostnou surovinu u našich výrobků se týká jen hnědouhelné brikety

Kyselina fosforečná Suroviny: Výroba: termický způsob extrakční způsob

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

Technologie výroby elektrárnách. Základní schémata výroby

Oxidy síry. Základní charakteristika. oxid sírový, oxid siřičitý (anhydrid kyseliny siřičité), číslo CAS (oxid siřičitý - SO 2 ) další názvy

Ústřední komise Chemické olympiády. 55. ročník 2018/2019 OKRESNÍ KOLO. Kategorie D. Teoretická část Řešení

ODSÍŘENÍ, DENITRIFIKACE A ODPRÁŠENÍ KOTLŮ STŘEDNÍ VELIKOSTI

Vliv V daf na výbušnost prášku

VYBRANÉ MOŽNOSTI SNIŽOVÁNÍ EMISÍ SO 2 U STÁVAJÍCÍCH UHELNÝCH ZDROJŮ

Pokročilé technologie spalování tuhých paliv

Plyn vznikající anaerobní degradací organických látek

Porovnání záměru s nejlepšími dostupnými technikami (BAT) a s Programem zlepšování kvality ovzduší zóna Střední Čechy - CZ02

Stručné shrnutí údajů ze žádosti

Možnosti zvýšení účinnosti záchytu SO 2 v rozprašovacím absorbéru

Květen 2004 Ročník XIV Částka 5 OBSAH

Biologické odsiřování bioplynu. Ing. Dana Pokorná, CSc.

Příloha 1/A. Podpisy zdrojů Ostravská oblast Střední Čechy a Praha. Technické parametry zdrojů

PŘECHODNÝ NÁRODNÍ PLÁN ČESKÉ REPUBLIKY

Aktuality z oblasti využívání pevné biomasy. Ing. Richard Horký, TTS Group

Transkript:

Odsiřování Ochrana ovzduší ZS 2011/2012 1

Úvod Produkce emisí SO 2 antropogenní zdroje: zejména spalování fosilních paliv obsahujících síru různé průmyslové procesy přírodní zdroje: bakteriálníčinnost, vulkanickáčinnost, požáry vegetace, aerosoly z mořské tříště 2

Oxid siřičitý SO 2 a oxid sírový SO 3 Oxid siřičitý Bezbarvý, nehořlavý plyn se štiplavým zápachem M mol,so2 = 64,06 kg/kmol V mol,so2,n = 21,89 m 3 /kmol ρ SO2,N = 2,93 kg/m 3 Čichový práh V ovzduší přechází na oxid sírový SO 3 bezbarvý plyn ρ SO3,N = 1,995 kg/m 3 3

Oxid siřičitý SO 2 a oxid sírový SO 3 Hydratace vzdušnou vlhkostí: SO 2 SO 3 Oxidy síry součást londýnského smogu Zdravotní účinky SO 2 akutní při dlouhodobé expozici a vyšších koncentracích Negativní účinky SO 2 4

Legislativa Imise (dle NV č. 597/2006 Sb.) Imisní limity pro SO 2 jako součást limitů pro ochranu zdraví Imisní limit pro ochranu ekosystémů a vegetace Emise (dle NV č. 146/2007 Sb.) Emisní limity pro SO 2 ze spalovacích procesů Pro ZV, V a S zdroje Podle druhu paliva Podle data uvedení do provozu 5

Emise SO 2 Významný pokles v 90. letech min. století Po r. 2000 okolo 220 kt/rok V r. 2008: 174 kt, většina jsou emise ze stacionárních zdrojů, hlavně ZV a V 6

Vznik emisí Metody snižování emisí síry S se oxiduje na SO 2, který se dále (pouze 2%) oxiduje na SO 3 Při spalování tuhých paliv většina S přechází na SO 2, zbytek se zachytí v popelovinách Při spalování kapalných a plynných paliv veškerá S přechází na SO 2 Závislost množství emisí na měrné sirnatosti paliva S m ( g síry S / MJ ) = Q r p (%) 10 ( MJ / kg) ČR H.U.: S p = 0,5 až 1,4 %, Q r = 10 až 20 MJ/kg, S m = 0,4 až 1,3 g síry /MJ 7

Metody snižování emisí síry Požadavky na kvalitu paliv z hlediska ochrany ovzduší pro M a S zdroje Vyhláška MŽP č. 13/2009 Sb. Základní způsoby odsíření spalin: spalování nízkosirnatých paliv odsiřování uhlí odsiřování spalin 8

Odsiřování uhlí Problematické Metody: mechanické chemické biologické Síra je v uhlí ve 3 formách: pyritická síranová organická 9

Mechanické postupy Separace pyritické síry Chemické postupy Odsiřování uhlí Převedení uhlí do kapalné nebo plynné fáze a následné snížení obsahu S Biologické postupy Loužení uhlí vodou vylouhování síranové síry Snižování obsahu pyritické síry pomocí bakterií Nevýhody Obecně nízká účinnost, komplikované, drahé, nevyužívají se 10

Odsiřování uhlí Tlakové zplyňování uhlí Chemický postup Tlakové zplyňování uhlí kyslíkem a vodní párou v tlakovém generátoru Produktem energoplyn Využití energoplynu Tlaková plynárna ve Vřesové 26 tlakových generátorů se sesuvným ložem Lurgi paroplynový dvojblok o výkonu 2 x 185 MW 11

Tlaková plynárna ve Vřesové Odsiřování uhlí 12

Odsiřování spalin Jediná široce aplikovaná metoda Nezbytná pro dodržení E.L. Charakteristické rysy odsiřování 13

Odsiřování spalin Řada způsobů odsiřování Dělení podle hlediska regenerace činidla: metody regenerativní metody neregenerativní Dělení podle hlediska fáze: suché metody polosuché metody mokré metody Dělení podle hlediska místa procesu odsiřování: odsiřování přímo v kotli odsiřování za kotlem 14

Odsiřování spalin Kritéria pro výběr odsiřovací metody: splnění emisních limitů, složitost technologie, prostorová náročnost, provozní spolehlivost, investiční a provozní náklady, vyřešení problematiky likvidace produktu odsiřování 15

Suchá aditivní vápencová metoda Nástřik suchého aditiva do ohniště nad zónu plamene Aditiva: CaCO 3 CaMg(CO 3 ) 2 CaO Kalcinace vápence při t = 900 C Reakce CaO s SO 2 při t = 600 až 1000 C CaO + SO 1 2 + 2 O2 CaSO4 CaCO CaO + CaO CaSO 3 CO 2 + SO 2 CaSO 3 1 3 + 2 O2 CaSO4 16

Schéma Suchá aditivní vápencová metoda CaSO 4 odloučen s popílkem v EO Účinnost závisí na: t, τ, jemnosti mletí, a a = M M CaO CaO,min 17

Suchá aditivní vápencová metoda Účinnost odsiřováníη SO2 η SO 2 = C SO, výstup 2 ( bez odsirovani) CSO ( s odsirovanim) 2, výstup C ( bez odsirovani) SO, výstup 2 Při obvyklém a = 2 je η SO2 = maximálně 50 % Výhody Nevýhody 18

Využití Suchá aditivní vápencová metoda Schéma el. Tisová I (do r. 1997) 19

Fluidní spalování s aditivy Fluidní kotle vyšší účinnost suché aditivní metody Vhodná pracovní teplota 850 C Dostatečná doba setrvání aditiva Výhody Nevýhody 20

Fluidní spalování s aditivy Kotle se stacionární fluidní vrstvou Citlivé na zrnitost aditiva η SO2 = 60 % při a = 2 Kotle s bublající fluidní vrstvou vyššíη SO2 Kotle s cirkulující fluidní vrstvou nejdokonalejší horký primární odlučovač η SO2 = 80 až 85 % při a = 1,5, η SO2 = přes 90 % při a = 2 21

Fluidní spalování s aditivy Kotel s cirkulující fluidní vrstvou a přidáváním aditiva 22

Intenzifikace suché aditivní metody Schopnost hydratovaného CaO, tj. Ca(OH) 2 vázat SO 2 při nízkých teplotách blízkých rosnému bodu t r Teplota spalin na výstupu z odsiřovací komory alespoň o 10 C vyšší než t r V výstup blízko φ = 1 t r =& t ad 23

Intenzifikace suché aditivní metody Rozprašování vody v odsiřovací komoře CaO + O Ca( ) 2 ( OH ) 2 CaSO3 H O ( OH ) + 1 O CaSO H O H 2 OH SO2 + Ca + 2 SO2 + Ca 2 2 4 + 2 2 ( OH ) CaSO H O SO3 + Ca 4 + 2 2 Suché produkty 24

Intenzifikace suché aditivní metody 25

Intenzifikace suché aditivní metody Recyklace nezreagovaného CaO Suchá a mokrá recyklace LIFAC (fa Tampella) suchá recyklace suchá a mokrá recyklace 26

Intenzifikace suché aditivní metody Účinnost odsiřování je silně závislá na rozdílu mezi t spalin a t r Řízení teploty η SO2 = 75 až 80 % při a = 2 27

Polosuchá (mokrosuchá) vápenná metoda Rozprašovací sušárna Nástřik vodní suspenze Ca(OH) 2 Adiabatické odpařování vody a ochlazení spalin Reaktor od fy Niro Atomizer s rotačním rozprašovačem 28

Polosuchá (mokrosuchá) vápenná metoda Aditivum: CaO Ca(OH) 2 Reakce: SO2 + Ca( OH ) 2 CaSO3 + H 2O SO2 + Ca OH + 1 2 O2 CaSO4 + H 2 ( ) 2 O ( OH ) CaSO H O SO3 + Ca 4 + 2 2 Výborná účinnost při odstraňování chlorovodíku HCl a flurovodíku HF η HCl, HF = přes 90 % při a = Ca : HCl (HF) = 1 ( OH ) 2 CaCl2 + 2 H O ( OH ) CaF + H O HCl + Ca 2 HF + Ca 2 2 2 2 29

Polosuchá (mokrosuchá) vápenná metoda Vznikající produkt Omezená využitelnost Účinnost odsiřování Tím vyšší, čím je t výstup blíže t ad Vyšší lepivost provozuschopnost t ad = 10 až 20 C Recirkulace produktu η SO2 = 75 % při a = Ca:S = 1,5 η SO2 = 80 % při a = Ca:S = 1,7 30

Polosuchá (mokrosuchá) vápenná metoda Účinnost odsiřování Nebezpečí kondenzace spalin za reaktorem Koncový odlučovač 31

Polosuchá (mokrosuchá) vápenná metoda Schéma 32

Polosuchá (mokrosuchá) vápenná metoda Využití Výhody Nevýhody 33

Mokrá vápencová vypírka V současnosti nejužívanější metoda při odsiřování velkých zdrojů Vývoj rozdělení podle produktu získávání využitelného energosádrovce CaSO 4 2H 2 O získávání nevyužitelného kalu 34

Mokrá vápencová vypírka SO 2 se vypírá vodní suspenzí uhličitanu vápenatého CaCO 3 nebo vodní suspenzí vápna Ca(OH) 2 SO2 + CaCO3 CaSO3 + H 2O SO 2 + Ca( OH ) CaSO3 + CO2 Další reakce CaSO 3 CaSO3 + SO2 + H 2O Ca HSO 2 3) 2 + CaCO3 2 ( 3 ) 2 Ca ( HSO CaSO + H O + CO Oxidace CaSO 3 a Ca(HSO 3 ) 2 při ph opt = 5 až 6, při nižším ph vyšší tvorba úsad CaSO3 + 2 H 2O + 1 2 O2 CaSO4 2 H 2O Ca HSO + 2 H O + 1 O CaSO H O + H SO ( 3 ) 2 2 2 4 2 2 2 3 2 3 2 2 35

Mokrá vápencová vypírka Sumární vyjádření procesu: SO 2 H O + CO 1 2 + CaCO3 + 2 O2 + H 2O CaSO4 2 2 2 Sorbernt většinou vápenec CaCO 3 mletí Aditiva 36

Mokrá vápencová vypírka Účinnost odsiřováníη SO2 = 95 % a více při a = CaCO 3 : SO 2 = = 1,02 až 1,07 Účinné zachytávání HCl a HF s účinností nad 90 % 2 HCl + CaCO3 CaCl2 + CO2 + H 2O 2 HF + CaCO3 CaF2 + CO2 + H 2O Proces odsíření v absorbéru Spaliny nejdříve zbaveny popílku a ochlazeny Nutná ochrana proti korozi 37

Mokrá vápencová vypírka Protiproudý bezvýplňový absorbér Nejčastější Vstup spalin ve spodníčásti nad jímkou absorbéru Absorpční zóna t opt = 60 C, chlazení spalin Odlučovač kapek Jímka absorbéru oxidační zóna neutralizační zóna 38

Mokrá vápencová vypírka Protiproudý bezvýplňový absorbér Babcock & Wilcox 39

Mokrá vápencová vypírka Souproudý absorbér Menší rozměry Přívod spalin a absorpční suspenze vrchem absorbéru Umělohmotná výplň 40

Mokrá vápencová vypírka Souproudo-protiproudý absorbér Kombinace protiproudého a souproudého absorbéru Absorbér SHL 41

Mokrá vápencová vypírka Tryskově-bublinový absorbér Přívod spalin do absorpční suspenze řadou trubek Tvorba bublin a pěny 42

Mokrá vápencová vypírka Protiproudý absorbér se dvěma okruhy Hasicí okruh Absorpční okruh protiproudý 43

Mokrá vápencová vypírka Ochlazení neodsířených a dohřev odsířených spalin Regenerativní výměníky tepla Rekuperativní výměníky tepla Menší zdroje ve výměníku tepla vnějšími zdroji Chladicí věže s přirozeným tahem Bez dohřevu spalin, spalinového ventilátoru a komína Odpar skrápěcí vody 44

Mokrá vápencová vypírka Regenerativní výměník tepla (REGAVO) 45

Mokrá vápencová vypírka Rekuperativní výměník tepla (EKOGAVO) 46

Mokrá vápencová vypírka Produkt: energosádrovec CaSO 4 2H 2 O Odvod z jímky absorbéru hydrocyklóny pásové n. bubnové filtry dosušení příp. briketování Využití Výroba sádry CaSO 4 ½H 2 O kalcinací CaSO H O CaSO 1 H O 3 4 2 2 4 2 2 + 2 H 2O využití ve stavebnictví 47

Mokrá vápencová vypírka Problém tvorby úsad a nánosů Nánosy měkké tvrdé Odstraňování Nutná správná konstrukce absorbéru Nutné zvládnutí technologického procesu 48

Mokrá vápencová vypírka Výhody Nevýhody 49

Schéma Mokrá vápencová vypírka 50

Mokrá vápencová vypírka Schéma odsiřování v el. Chvaletice s chladicími věžemi 51

Mokrá vápencová vypírka Nejrozšířenější metoda odsiřování V ČR využití technologiířady firem Parametry odsiřovacího zařízení elektrárny Chvaletice počet a výkon odsiřovaných bloků počet absorbérů objem spalin do jednoho absorbéru obsah SO 2 v nevyčištěných spalinách koncentrace popílku na vstupu do absorbéru obsah SO 2 včistých spalinách koncentrace TZL včistých spalinách účinnost odsíření 4 x 200 MW e 2 583 200 až 2 174 400 Nm 3 /h 7 000 mg/nm 3 max. 200 mg/nm 3 garantováno 400, běžně do 200 mg/nm 3 garantováno 50, běžně do 20 mg/nm 3 94,3 % a vyšší 52

Odsiřování Způsob odsíření z kotlů Skupiny ČEZ elektrárna Elektrárna Dětmarovice Elektrárna Hodonín Elektrárna Chvaletice Elektrárna Ledvice Elektrárna Mělník II Elektrárna Mělník III Elektrárna Počerady Elektrárna Poříčí II Elektrárna Prunéřov I Elektrárna Prunéřov II Elektrárna Tisová I Elektrárna Tisová II Elektrárna Tušimice II bloky 4 x 200 MW 50 MW, 55 MW 4 x 200 MW 3 x 110 MW 2 x 110 MW 500 MW 5 x 200 MW 3 x 55 MW 4 x 110 MW 5 x 210 MW 2 bloky pro 3 x 57 MW + 1 x 12,8 MW 112 MW 4 x 200 MW metoda odsiřování mokrá vápencová fluidní spalování mokrá vápencová 2 x polosuchá metoda 1 fluidní kotel mokrá vápencová mokrá vápencová mokrá vápencová fluidní spalování mokrá vápencová mokrá vápencová fluidní spalování mokrá vápencová mokrá vápencová 53

Regenerace činidla Malé rozšíření Regenerativní metody Natrium-sulfitová metoda (metoda Wellmann-Lord) Reakce v absorbéru Na 2SO3 + SO2 + H 2O 2 NaHSO3 Regenerace v odparce Využití SO 2 Vstupní suroviny: NaOH nebo Na 2 CO 3 Nejrozšířenější regenerativní metoda Výhody Nevýhody 54

Regenerativní metody Schéma natrium-sulfitové metody 55

Regenerativní metody Magnezitová metoda Vypírka SO 2 ve vodní suspenzi MgO Reaktor za odlučovačem popílku Konečný produkt MgSO 3 rozklad při vysokých T Nežádoucí produkt MgSO 4 Výhody Nevýhody 56

Katalytické metody Suché metody Regenerativní i neregenerativní Katalytická oxidace SO 2 na SO 3 Výhody Nevýhody Většinou v kombinaci s denitrifikací spalin 57

Katalytické metody Proces Cat-ox Oxidace SO 2 na SO 3 na katalyzátoru V 2 O 5 při T = 450 C Vypírání SO 3 kyselinou sírovou v absorbéru 58

Proces Haldor-Topsøe Katalytické metody Oxidace SO 2 na SO 3 na katalyzátoru V 2 O 5 Při chlazení kondenzována kyselina sírová ve skleněném chladiči Proces Kyioura, proces Chiyoda 59

Adsorpční metody Suché metody Adsorpce SO 2 na aktivním uhlí nebo koksu Většinou regenerace činidla Proces Sulfacid, proces Bergau-Forschung 60

Denitrifikace Ochrana ovzduší ZS 2011/2012 61

Úvod Pojem oxidy dusíku NO NO 2 Další formy NO x Vznik NO x 62

Vlastnosti NO Oxid dusnatý Vlastnosti M mol,no = 30,01 kg/kmol V mol,no,n = 22,41 m 3 /kmol ρ NO,N = 1,339 kg/m 3 I.L. nejsou stanoveny E.L. nejsou pro NO samostatně stanoveny 63

Oxid dusičitý Vlastnosti M mol,no2 = 46,01 kg/kmol V mol,no2,n = 22,41 m 3 /kmol ρ NO2,N = 2,053 kg/m 3 Zdravotní účinky Vznik Vlastnosti NO 2 Podíl na tvorbě fotochemického smogu a kys. dešťů I.L. pro NO 2 E.L. nejsou pro NO 2 samostatně stanoveny 64

Emisní limity pro NO x E.L. pro NO x ze spalovacích procesů Pro ZV, V a S zdroje Podle paliva Podle data uvedení do provozu 65

Vznik NO x Spalovací procesy Mobilní zdroje Denitrifikace denitrifikace emisí NO x ze stacionárních zdrojů při atmosférickém tlaku Primární opatření Sekundární opatření 66

Vznik NO x při spalování plynných, kapalných a tuhých paliv 3 způsoby vzniku Termický NO x Palivový NO x Promptní NO x 67

Vznik NO x při spalování plynných, kapalných a tuhých paliv 68

Vznik NO x při spalování tuhých paliv Závislost koncentrace vznikajících NO x s teplotou plamene 69

Vznik NO x při spalování tuhých paliv Vliv přebytku spalovacího vzduchu α na tvorbu termických a palivových NO x 70

Vznik NO x při spalování tuhých paliv Teplotu plamene při spalování tuhých práškových ovlivňuje: α t spal. vzduchu Q pal 71

Vznik NO x při spalování tuhých paliv Závislost podílu přeměny palivového N u tuhých a kapalných paliv na NO x na vlastním obsahu N v palivu Účinnost přeměny palivového N na NO x dále závisí na: α, velikosti prchavého podílu N v hořlavině, jemnosti mletí 72

α Směr opatření k omezení tvorby NO x Teplota ve spal. prostoru Doba pobytu částic Obsah N v palivu Prchavý podíl v hořlavině Mletí paliva 73

Primární opatření ke snížení tvorby NO x Podle formy vznikajícího NO x Plynná paliva Tuhá paliva Kapalná paliva Obecně 74

Primární opatření ke snížení tvorby NO x Snížení tvorby termických NO x teplota spalovacího vzduchu α ochlazení plamene Snížení tvorby palivových NO x palivo koncentrace kyslíku teplotní gradienty ve spalovacím prostoru 75

Primární opatření ke snížení tvorby NO x První generace bez větší rekonstrukce spalovacího zařízení Druhé generace ke snížení koncentrace kyslíku v zóně intenzivního spalování a zrovnoměrnění teplotních gradientů Třetí generace komplexní opatření 1. a 2. gen. + opatření ke snížení již vzniklého NO x 76

Primární opatření ke snížení tvorby NO x Stanovení koncentrace NO 2 Výpočtem Obsah N N p (%) Příklad měrný obsah dusíku v palivu (g/mj) měrný obsah dusíku 0,5 g/mj α = 1,4 stechiometrickými výpočty max. teoretický obsah NO 2 okolo 4000 mg/m 3 účinnost přeměny N na NO x okolo 20 % obsah NO x ve spalinách 0,2 x 4000 = 800 mg/m 3 Nutná aplikace některých primárních opatření 77

Primární opatření ke snížení tvorby NO x Spalování s nízkým přebytkem vzduchu α (LEA) Metoda 1. generace Seřízení hořáků Nevýhody 78

Primární opatření ke snížení tvorby NO x Snížení předehřátí spalovacího vzduchu (RAPO) Proti tvorbě termických NO x Nižší přechod N do prchavého podílu Nevýhoda u tuhých paliv 79

Primární opatření ke snížení tvorby NO x Stupňovitý přívod vzduchu dvoustupňové spalování (TSC, BS) První fáze Druhá fáze Nižší dynamika hoření Nízkoemisní hořáky (LNB) 80

Primární opatření ke snížení tvorby NO x Stupňovitý přívod vzduchu třístupňový přívod vzduchu 81

Primární opatření ke snížení tvorby NO x Analogie dvoustupňového spalování na celý spalovací prostor (BOOS, OFA, IFS) Hlavní hořáky Dopalovací hořáky Porovnání provedení stupňovitého přívodu vzduchu v hořácích a ohništi 82

Primární opatření ke snížení tvorby NO x Dvoustupňový přívod paliva třístupňové spalování ((TSC), IFR) První fáze Druhá fáze Třetí fáze Různé varianty odstupňovaného přívodu paliva a odstupňovaného přívodu vzduchu redukční pásmo nad plamenem 83

Primární opatření ke snížení tvorby NO x Recirkulace spalin (FGR) Část spalin zpět Snížení koncentrace kyslíku v plameni Provozní a konstrukční komplikace při vyšší recirkulaci 84

Primární opatření ke snížení tvorby NO x Hořák s recirkulací spalin a stupňovitým přívodem vzduchu 85

Primární opatření ke snížení tvorby NO x Negativní důsledky primárních metod Základní opatření ke snížení emisí NO x Při nedostatečných primárních opatřeních sekundární opatření 86

Technologie spalování s nízkou tvorbou NO x spalování ve fluidních kotlích Spalování ve fluidním loži Spalování ve fluidních kotlích bublající fluidní lože cirkulující fluidní vrstva tlakové fluidní lože Výhody 87

Technologie spalování s nízkou tvorbou NO x spalování ve fluidních kotlích Bublající fluidní lože Nejčastěji pro menší jednotky 88

Technologie spalování s nízkou tvorbou NO x spalování ve fluidních kotlích Cirkulující fluidní vrstva Horký odlučovač 89

Technologie spalování s nízkou tvorbou NO x spalování ve fluidních kotlích Tlakové fluidní lože Bublající fluidní lože v tlakovém ohništi 90

Technologie spalování s nízkou tvorbou NO x spalování ve fluidních kotlích Vlastnosti fluidních kotlů Nízká tvorba NO x 91

Sekundární opatření ke snížení tvorby NO x Uplatnění Drahé Suché metody SNCR SCR jiné, např. NSCR Mokré metody 92

SNCR selektivní nekatalytická redukce Redukce oxidů dusíku na N 2 bez přítomnosti katalyzátoru Teplota Redukčníčinidlo Aplikace Závislost účinnosti redukce na teplotě spalin 93

SNCR selektivní nekatalytická redukce 3 varianty provedení podle místa aplikace činidla do spalovacího prostoru za přehřívák páry kombinace Kombinovaný SNCR a SCR systém NO x MASTER Cascading No x Control (fa Nalco FuelTech) 94

SNCR selektivní nekatalytická redukce Schéma SNCR metody u Teplárny Strakonice 95

SNCR selektivní nekatalytická redukce Reakční rovnice použití amoniaku a vodného roztoku amoniaku použití močoviny Produkty Přebytek aditiva Účinnost Nevýhody 96

SCR selektivní katalytická redukce Nejrozšířenější Redukce oxidů dusíku na N 2 za přítomnosti katalyzátoru Teplota Redukčníčinidlo Aplikace Reakční rovnice Produkty 97

SCR selektivní katalytická redukce Nutná správná teplota s ohledem na katalyzátor Minimální přebytek aditiva Účinnost 98

SCR selektivní katalytická redukce Katalyzátory Požadavky vysoká aktivita při nízké provozní T a v širokém rozmezí teplot vysoká selektivita chemická odolnost odolnost proti náhlým změnám teplot mechanická odolnost nízká tlaková ztráta dlouhá životnost nízká cena využitelnost jako druhotné suroviny 99

SCR selektivní katalytická redukce Katalyzátory Vývoj Katalyzátory na bázi platinových kovů V 2 O 5 V 2 O 5 na nosičích V 2 O 5 na nosiči TiO 2 Zeolitické katalyzátory zeolity krystalické aluminosilikáty molekulová síta 100

SCR selektivní katalytická redukce Katalyzátory Katalyzátory na bázi aktivního uhlíku výroba Katalyzátor charakteristika 101

SCR selektivní katalytická redukce Katalyzátory Stavba katalyzátorů Moduly (monolity) kanálky (honeycomb) kanálky tvořené deskami nebo trubkami Rozměry 102

SCR selektivní katalytická redukce Reaktory Většinou čtyřhranné skříně s vertikálním prouděním Rychlost spalin Tlaková ztráta 103

SCR selektivní katalytická redukce Katalyzátory Negativní vliv popílku Katalytické jedy Selektivita Nežádoucí reakce 104

SCR selektivní katalytická redukce Umístění katalyzátoru 3 alternativy vysokoprašné nízkoprašné koncové 105

SCR selektivní katalytická redukce Vysokoprašné uspořádání Umístění reaktoru Výhody Nevýhody Životnost katalyzátoru Boiler kotel, Eco ekonomizér, předehřev vody, SCR reaktor s katalyzátorem, Air heater výměník pro předehřev spalovacího vzduchu, Dust precipitator odlučovač prachu, zpravidla EO nebo u menších jednotek průmyslový filtr, Heat exchanger výměník tepla, kde na obou stranách proudí spaliny, FGD reaktor mokré odsiřovací metody, Stack vstup do komína, By pass obtok části spalin 106

SCR selektivní katalytická redukce Nízkoprašné uspořádání Uspořádání Výhody Nevýhody 107

SCR selektivní katalytická redukce Koncové uspořádání Umístění reaktoru Výhody Nevýhody Životnost katalyzátoru Varianta se spalinovým výměníkem 108

SCR selektivní katalytická redukce Koncové uspořádání s dohřevem spalin 109

NSCR neselektivní katalytická redukce Pro zdroje s vysokou koncentrací NO x Redukce oxidů dusíku na kovových katalyzátorech Teplota Redukčníčinidlo Účinnost 110

Sekundární opatření ke snížení tvorby NO x Mokré metody Pro zdroje s menšími objemy odpadních plynů a vyšší koncentrací NO x NO NO 2 nebo využití schopnosti NO vytvářet komplexní soli Malé uplatnění Např. použití vodného roztoku NaOH Často kombinace s odsiřovací technologií (způsob SHL, proces Walther, Chiyoda 102, ) 111

Složité Kombinované SO 2 /NO x procesy WSA-SNOx, DESONOX, Walther, Chiyoda 102, mokrá vápencová metoda následovaná denitrifikací na aktivním hnědouhelném koksu, WSA-SNOx metoda denitrifikace odsiřování 2 alternativy 112

Kombinované SO 2 /NO x procesy WSA-SNOx metoda horké uspořádání U nových instalací 113

Kombinované SO 2 /NO x procesy WSA-SNOx metoda studené uspořádání U rekonstrukcí kotlů se samostatným regenerativním ohřívákem vzduchu 114