Technologie přímého aditivního odsíření pro fluidní kotle malých a středních výkonů

Podobné dokumenty
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

Trysky pro distributor vzduchu fluidního kotle v úpravě pro spalování biomasy

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

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

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

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

Nedokonalé spalování. Spalování uhlíku C na CO. Metodika kontroly spalování. Kontrola jakosti spalování. Části uhlíku a a b C + 1/2 O 2 CO

Nedokonalé spalování. Spalování uhlíku C na CO. Metodika kontroly spalování. Kontrola jakosti spalování. Části uhlíku a a b C + 1/2 O 2 CO

Problematika řízení automatických kotlů na biomasu se zaměřením na kotle malého výkonu pro domácnosti

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

Problematika koncentrací Hg ve spalinách vzniklých po spalování pevných fosilních paliv

Projekt vysokoteplotní karbonátové smyčky, jeho hlavní aktivity a dosažené výsledky

Spoluspalování hnědého uhlí a biomasy. Počítejte s dalšími provozními náklady!

TECHNOLOGIE KE SNIŽOVÁNÍ EMISÍ (SEKUNDÁRNÍ OPATŘENÍ K OMEZOVÁNÍ EMISÍ)

Vysokoteplotní karbonátová smyčka moderní metoda odstraňování CO 2 ze spalin

METODICKÝ POKYN MINISTERSTVA ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ODBORU OCHRANY OVZDUŠÍ

METODICKÝ POKYN MINISTERSTVA ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ODBORU OCHRANY OVZDUŠÍ

Model dokonalého spalování pevných a kapalných paliv Teoretické základy spalování. Teoretické základy spalování

VYBRANÉ MOŽNOSTI SNIŽOVÁNÍ EMISÍ SO 2 U STÁVAJÍCÍCH UHELNÝCH ZDROJŮ

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

SPOLUSPALOVÁNÍ TUHÉHO ALTERNATIVNÍHO PALIVA VE STANDARDNÍCH ENERGETICKÝCH JEDNOTKÁCH

Ing. David Kupka, Ph.D. Řešeno v rámci projektu Vliv spalování komunálního odpadu v malých zdrojích tepla na životní prostředí v obcích

Nová legislativa v ochraně ovzduší a spalovací zdroje

PowerOPTI Poznat Řídit Zlepšit. Vyhodnocení a řízení účinnosti kotle

Nový fluidní kotel NK14

Možnosti zvýšení účinnosti záchytu SO 2 v rozprašovacím absorbéru

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

Zkušenosti s testováním spalovacích ízení v rámci ICZT Kamil Krpec Seminá : Technologické trendy p i vytáp

Zkušenosti s oxy-fuel spalováním ve stacionární fluidní vrstvě

Vývoj nového ekologického paliva s přesně definovanými vlastnostmi

RNDr. Barbora Cimbálníková MŽP odbor ochrany ovzduší telefon:

ENERGETIKA TŘINEC, a.s. Horní Lomná

VYBRANÉ MOŽNOSTI SNIŽOVÁNÍ EMISÍ SO2 U STÁVAJÍCÍCH UHELNÝCH ZDROJŮ

Výzkum vysokoteplotní sorpce CO 2 ze spalin s využitím karbonátové smyčky

DODAVATELSKÝ PROGRAM

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

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

Seminář Koneko Praha, Spalování paliv. Kurt Dědič odbor ochrany ovzduší MŽP

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

NEGATIVNÍ VLIV SPOLUSPALOVÁNÍ BIOMASY NA ODSÍŘENÍ SPALIN Z FLUIDNÍCH KOTLŮ PETR BURYAN. Experimentální část. Úvod

Smlouva o DÍLO na realizaci akce

MŽP odbor ochrany ovzduší

Energetické využití biomasy Hustopeče až 6. května. úprav vajících ch uhelných kotlů. Možnosti. EKOL, spol. s r.o., Brno.

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

WE MAKE YOUR IDEAS A REALITY. Odsíření kotlů K2 - K4 na Teplárně Karviná

Výzkum vysokoteplotní sorpce CO 2 ze spalin s využitím karbonátové smyčky

KONFERENCE - Energetické využití biomasy

MĚŘENÍ EMISÍ A VÝPOČET TEPELNÉHO VÝMĚNÍKU

Smlouva o DÍLO na realizaci akce

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

Matematické modely v procesním inženýrství

Problematika koncentrací Hg ve spalinách vzniklých po spalování pevných fosilních paliv

Parogenerátory a spalovací zařízení

Metodický pokyn odboru ochrany ovzduší Ministerstva životního prostředí

Srovnání využití energetických zdrojů v hospodářství ČR. Ing. Vladimír Štěpán. ENA s.r.o. Listopad 2012

TECHNOLOGIE OCHRANY OVZDUŠÍ

Porovnání experimentálních výsledků oxy-fuel spalování ve fluidní vrstvě s numerickým modelem

2. Specifické emisní limity platné od 20. prosince 2018 do 31. prosince Specifické emisní limity platné od 1. ledna 2025

Možnosti energetického využívání tzv. palivového mixu v podmínkách malé a střední energetiky

Návrh strategie Plzeňské teplárenské pro období od roku 2017

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

HODNOCENÍ ROZDÍLNÝCH REŽIMŮ PŘI PROCESU SPALOVÁNÍ

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

REKONSTRUKCE UHELNÝCH KOTLŮ NA SPALOVÁNÍ BIOMASY

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

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

Denitrifikace. Ochrana ovzduší ZS 2012/2013

ArcelorMittal Energy Ostrava s.r.o. Závod 4 - Energetika Integrované povolení č.j. ŽPZ/1264/05/Hd ze dne , ve znění pozdějších změn

Dopad legislativy EU v oblasti ochrany ovzduší na možnosti využití hnědého uhlí v ČR

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

Tvorba škodlivin při spalování

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

Partyzánská 1/7 PRAHA

KUPAX00PETHP Krajský úřad Pardubického kraje OŽPZ - oddělení ochrany ovzduší a odpadového hospodářství ROZHODNUTÍ

OCHRANA OVZDUŠÍ VE STÁTNÍ SPRÁVĚ listopadu Malé spalovací zdroje. Milan Kyselák

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

Využití odsířeného hnědého uhlí pro výrobu alternativních paliv

MOŽNOSTI ODSTRAŇOVÁNÍ H 2 S Z PLYNU ZE ZPLYŇOVÁNÍ BIOMASY

Úvod do teorie spalování tuhých paliv. Ing. Jirka Horák, Ph.D.

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

Výpočet objemu spalin

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

MOKRÉ MECHANICKÉ ODLUČOVAČE

Monitoring a snižováni emisí rtuti z velkých a středních energetických zdrojů

MOŽNOSTI TERMICKÉHO VYUŽÍVÁNÍ ČISTÍRENSKÝCH KALŮ V KOTLI S CIRKULUJÍCÍ FLUIDNÍ VRSTVOU

Biomasa & Energetika Praha

Návrh novely vyhlášky č. 415/2012 Sb. - spalovací zdroje a paliva

KUPAX00PERQU Krajský úřad Pardubického kraje OŽPZ - oddělení ochrany ovzduší a odpadového hospodářství ROZHODNUTÍ

NAŘÍZENÍ VLÁDY č. 146/2007 Sb. ze dne 30. května 2007

Tepelné zpracování odpadu

O D B O R K A N C E L ÁŘ HEJTMANA

Novela vyhlášky č. 415/2012 Sb. - spalovací zdroje. Mgr. Pavel Gadas

Technická směrnice č Teplovodní kotle průtočné na plynná paliva do výkonu 70 kw

Petr Jíně Protokol č.: 23/2015 Ke Starce 179, Roudné List č: 1 tel: , , Počet listů: 7.

odbor výstavby a ŽP nám. Svobody 29, Chropyně

SPALOVÁNÍ PLYNU ZE ZPLYŇOVÁNÍ BIOMASY

VÝROBA ELEKTRICKÉ ENERGIE V ČR

OBNOVA ČEZ A PRAKTICKÁ APLIKACE NEJLEPŠÍCH DOSTUPNÝCH TECHNOLOGIÍ

Seminář KONEKO k vyhlášce č. 415/2012 Sb. Praha, 23. května Zjišťování a vyhodnocování úrovně znečišťování ovzduší

Červeně jsme Vám označili jednoduchý a srozumitelný text z daných požadavků viz. níže. Kdo chce může toto přečíst kompletně.

Transkript:

Technologie přímého aditivního odsíření pro fluidní kotle malých a středních výkonů Ing. Matěj Obšil, Uchytil, s.r.o. doc. Ing. Jan Hrdlička, Ph.D., ČVUT v Praze, Ústav energetiky

MOTIVACE Ø emisní limit pro SO 2 od 1. 1. 2018 v kategorii 5-50 MW tep. příkonu pro spalování uhlí bude nově 1500 mg/nm 3 (6 % O 2 ref, suchý plyn); neplatí technické podmínky provozu pro minimální účinnost odsíření (platné až pro zdroje >50 MW) Ø tento nový emisní limit nelze bez aplikace některé odsiřovací metody splnit ani s využitím nízkosirného uhlí Ø spoluspalování bezsirné biomasy v řadě případů není možné nebo není efektivní (konstrukční, provozní, logistické, či ekonomické hledisko) Ø suchá aditivní technologie je nejlevnějším možným způsobem snížení emisí SO 2 při spalování uhlí Ø ve fluidních kotlích lze dosáhnout přijatelné účinnosti odsíření; vhodné mj. pro teplárenské provozy s kotli o nižších výkonech

PRINCIP Ø přímé dávkování aditiva (především vápence) přímo do fluidní vrstvy Ø 2 možné mechanismy reakce kalcinace nebo přímá sulfatace CaCO 3 CaO + CO 2 CaCO. MgCO CaO + MgO + CO 3 3 2 2CaO + 2SO CaSO 2 + O2 2 4 2 kalcinace Kalcinace vápence je endotermní reakce odebírá z fluidní vrstvy teplo (182 kj/mol, tj. např. 1 kg kalcinovaného vápence odebere cca 1,8 MJ tepla). Ostatní reakce jsou exotermní (uvolňují teplo). 2CaCO + CO 3 + 2SO2 + O2 2CaSO4 2 2 přímá sulfatace

KALCINACE x PŘÍMÁ SULFATACE Ø závisí na teplotě a parciálním tlaku (koncentraci) CO 2, tj. na přebytku spalovacího vzduchu Ø záchyt SO 2 cestou kalcinace je podstatně výhodnější (rychlost reakcí, dosahovaná konverze) CO 2 partial pressure [bar] 0,5 0,4 Direct sulphation 0,3 Calcination 0,2 0,1 Typical CO 2 concentration 0,0 700 720 740 760 780 800 820 840 860 880 900 Temperature [ C]

PARAMETRY ovlivňující účinnost odsíření ve fluidní vrstvě Ø stechiometrický poměr Ca/S, tj. množství přivedeného sorbentu na jednotkový obsah síry v uhlí Ø teplota fluidní vrstvy Ø přebytek spalovacího vzduchu (ve vrstvě!) Ø fluidační rychlost Ø granulometrie sorbentu Ø další fyzikálně-chemické vlastnosti sorbentu (např. velikost vnitřního povrchu, struktura pórů, deformace porézní struktury při vyšších teplotách a kalcinaci, obsah příměsí, apod.) nelze ovlivnit, dáno vlastnostmi sorbentu v daném ložisku Ø distribuce síry v palivu

Ø platí vztah: Stechiometrický poměr Ca/S η = 1 e K.( Ca/ S ) konstanta K se pohybuje u českých hnědých uhlí v rozmezí cca 0,2 0,5 SO 2 capture ratio [%] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Ratio Ca/S [mol/mol] CBC+L1 CBC+L2 GYC+L1 GYC+L2

Teplota Ø existuje optimální teplota, při které je za daných podmínek účinnost odsíření nejvyšší (cca 840-880 C) Ø nižší teplota = pomalý průběh kalcinace Ø vyšší teplota = deformace porézního systému sorbentu, zpětný rozklad produktu odsíření, intenzivní při vyšší koncentraci CO: Ø silný vliv distribuce síry v uhlí 70 CaSO 4 3CaSO + 4CO 4 + CaS CaS 4CaO + 4CO 2 + 4SO 2 Účinnost odsíření [%] 60 50 40 30 fialová = více org. S v hořlavině červená = typické hnědé uhlí ČR 20 780 790 800 810 820 830 840 850 860 Teplota fluidní vrstvy [ C]

Přebytek vzduchu Ø zásadně rozhoduje rozložení síry v uhlí Ø více organické síry v prchavé hořlavině = fialová Ø více pyritické síry a více org. síry ve fixní hořlavině = červená typické české hnědé uhlí Ø přebytek vzduchu má větší vliv na účinnost odsíření, než teplota 70 Účinnost odsíření [%] 60 50 40 30 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Koncentrace O 2 ve vrstvě [%]

Granulometrie sorbentu Ø pro stacionární (bublinkovou) fluidní vrstvu optimum cca 250 300 µm Ø vliv je relativně slabý 70 SO 2 capture ratio [%] 60 50 40 30 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Mean sorbent particle size [mm]

Zkoušky na reálném zařízení Pro zkoušky byl vybrán uhelný parní kotel v Klatovech Typ: Roštový kotel s prvky fluidní techniky Parametry Kotle: Ø Jmenovitý výkon: 11 t/h Ø Jmenovitý tlak: 25 Bar (a) Ø Jmenovitá teplota páry 330±8 C

Kotel K4 KLATOVSKÁ TEPLÁRNA

Popis zkoušek Ø Zkoušky probíhaly v březnu a dubnu 2017 Ø V kotelně K4 bylo instalováno zkušební zařízení dávkování vápence. Ø Vápenec byl dávkován přímo do kotle pomocí pneudopravy. Ø Zkoušky probíhaly za plného provozu kotle. Ø Spalované uhlí HP1 Bílina Ø Odsiřovací médium Vápenec D5 Čertovy Schody Vápenec La farge Čížkovice. Ø Měření probíhalo za ustáleného provozního režimu 7,5 t/h. Ø Měněné parametry: - teplota v loži - množství vápence - přebytek vzduchu ve vrstvě Během zkoušek byla měřena spotřeba aditiva, emise a byly odebírány vzorky uhlí pro stanovení skutečného množství síry v palivu.

Dávkovací zařízení Vstup aditiva do kotle

Výsledky zkoušek SO 2 Účinnost odsíření Vápenec Teplota v Loži Obsah mg/m 3 ref bez odsíření Skutečně naměřené hodnoty mg/m 3 ref % C 1950 1550 20,51 sorbacal 920 2030 1430 29,56 sorbacal 900 1900 1670 12,11 lafarge 900 1800 1500 16,67 lafarge 850 2204 1411 35,98 sorbacal 865

V rámci zkoušek bylo provedeno měření akreditovanou měřící skupinou 1550 1500 1450 1400 SO2 mg/m3 ref 1350 SO2 mg/m3 ref 1300 1250 1200 10:00 10:15 10:30 10:45 11:00 11:15 11:30 11:45 12:00 12:15 12:30 12:45 13:00

VYHODNOCENÍ MĚŘENÍ Po dobu tří hodin byly hodnoty emisí SO 2 udržovány pod hranicí 1500 mg/m 3 pomocí regulace množství dávkovaného aditiva. Měřením bylo prokázáno že lze pomocí suché aditivní metody splnit emisní limity pro SO 2 Platné od 1. 1. 2018. Spotřeba aditiva byla vyšší než teoretická vypočtená. Je to přičítáno více sirnatému uhlí v době zkoušek a ne úplně dokonalé distribuci aditiva ve vrstvě.

ZÁVĚR Ø Během zkoušek byly prokázány vlivy teploty vrstvy, stechiometrií ve vrstvě, vlastnostmi vápence, distribuce aditiva ve vrstvě na účinnost odsíření; Ø řízení teploty ve vrstvě pomocí recirkulace spalin snižuje přebytek vzduchu a tím ovlivňuje účinnost odsíření (dle distribuce síry v palivu) Ø lze dosáhnout emisní limit 1500 mg/nm3 i u vysokosirnatých uhlí, i když za cenu vyššího množství aditiva Ø prezentovaná data a grafy pocházejí z experimentů na fluidních kotlích a uhelném kotli v Klatovech Ø Pro realizaci finálního řešení je nutná úprava způsobu distribuce aditiva ve vrstvě.

DĚKUJI ZA POZORNOST!