Приложение А (справочное). Пример предоставления информации по описанию перспективной технологии в справочнике НДТ

Приложение А
(справочное)

Пример
предоставления информации по описанию перспективной технологии в справочнике НДТ

А.1 Использование процесса селективного некаталитического восстановления в регенерационных котлах

Описание

Процесс "Удаление " ( OUT-process) - один из нескольких существующих процессов, использующих принцип селективного некаталитического восстановления (СНВ или СНКВ) для сокращения выбросов . Его сущность заключается в термическом восстановлении оксидов азота до азота с помощью аммиака в соответствии со следующими уравнениями реакций:

,

.

При использовании мочевины происходит следующая первичная реакция, в результате которой образуется аммиак:

.

В полномасштабных испытаниях, проведенных в Швеции, в качестве восстановителя использовался водный раствор мочевины со специальными добавками. Процесс происходит в топке котла, играющего роль химического реактора, и не требует какого-либо дополнительного оборудования в нижней части котла. Реакция обычно проходит в узком температурном диапазоне в районе 1000°С. Если температура слишком велика, образуется больше оксидов азота, если слишком низкая, - образование аммиака идет по нежелательным побочным реакциям. В процессе "Удаление " температурный диапазон расширен, а специальные химические добавки подавляют образование аммиака по побочным реакциям. Аммиак, образующийся по нежелательным побочным реакциям, и расход химикатов - главные параметры для оптимизации процесса "Удаление ".

Степень проработки

Шведская компания по производству сульфатной целлюлозы провела всестороннее испытание запатентованного процесса "Удаление " в одном из ее регенерационных котлов. В течение испытания котел работал с нагрузкой между 95% и 105% от паспортной. Инжекторы, через которые подавались химикаты, были установлены на нескольких уровнях. Проект показал, что термическое восстановление оксидов азота, используемое процессом "Удаление ", может быть успешно применено в содорегенерационных котлах.

Достигаемые экологические преимущества

По сравнению с другими процессами горения регенерационный котел характеризуется низким уровнем выбросов оксидов азота. Типичные уровни образования оксида азота составляют 50 и 80 мг /МДж. Несмотря на относительно низкие концентрации оксидов азота в топочном газе, регенерационные котлы - основной источник выбросов на предприятиях сульфатной целлюлозы, вследствие больших объемов выделяемых газов. Таким образом, меры по обработке дымовых газов, применяемые к регенерационным котлам, должны дать наибольший эффект по снижению общих выбросов. Кроме того, можно ожидать увеличения выбросов оксидов азота от современных, высоко эффективных СРК, что, главным образом, связано с требованием повышения содержания сухих веществ в черном щелоке и с более высокой нагрузкой на топку.

Анализ, допускающий стехиометрию 1:1, отражает следующие результаты процесса "Удаление ":

- средний уровень без использования процесса "Удаление " - 80  (сухой газ с 3% );

- средний уровень с использованием процесса "Удаление " - около 55  (т.е. снижение примерно на 30%);

- незначительное увеличение аммиака - примерно 3 - 4  (стехиометрия 1:1).

В зависимости от стехиометрии достижимо сокращение до 50% (при стехиометрии 2:1), несмотря на низкий уровень концентрации оксидов азота даже без обработки (но при этом будет наблюдаться некоторое увеличение эмиссии аммиака). В процессе всесторонних испытаний способа не было установлено никаких нарушений или негативных эффектов в работе регенерационного котла и в цикле регенерации химикатов. Общие эксплуатационные затраты сравнительно низки. Требуемые изменения в регенерационном котле могут быть произведены в течение его обычной остановки для технического обслуживания.

Использование мочевины в процессах селективного некаталитического восстановления может быть причиной коррозии в результате возможного образования корродирующих побочных продуктов. Поэтому в Швеции, в целях безопасности, рекомендовано избегать использования инжектирования мочевины в регенерационных котлах. По этой причине рассматриваемое шведское предприятие, производящее сульфатную целлюлозу, провело несколько новых испытаний с использованием аммиака (газообразного или жидкого) вместо мочевины. Результатом было сокращение объемов выбросов оксидов азота на 20% - 50% (стехиометрия от 1:1 до 2:1) с вариациями содержания аммиака в дымовых газах. Сокращение примерно на 30% кажется достижимым при приемлемом выбросе аммиака. Компания планирует провести длительное испытание, прежде чем принимать решение об окончательном введении этой технологии. Единовременные затраты для установки на регенерационных котлах аппаратуры, требуемой для реализации способа, сегодня намного ниже в сравнении с цифрами, приведенными ниже, и составляют менее 1 млн евро (при использовании жидкого аммиака).

Экономические аспекты внедрения

Единовременные затраты по реализации процесса "Удаление " на регенерационном котле близки к затратам предприятия, на котором способ проходил промышленную проверку (см. выше) (нагрузка СРК по черному щелоку - 1600 т сухого вещества/сут), и составляют примерно 2,2 - 2,8 млн евро. Эксплуатационные затраты на обслуживание системы включают затраты на химикаты (мочевина и химические добавки), электричество, тепло, используемое для конденсации дополнительного количества пара от инжектированной воды, и труд. Среди указанных статей расходов наиболее важный фактор - цена мочевины. В Швеции в течение испытаний способа затраты на мочевину составили 154 евро/т, а общие эксплуатационные затраты, рассчитанные для данного регенерационного котла, колебались в пределах между 1 и 1,4 евро/кг восстановленного .