Elektrárna na středozápadě USA, která musela splnit lhůtu stanovenou mezistátním předpisem o čistotě ovzduší (CAIR) Agentury pro ochranu životního prostředí, potřebovala najít systém regulace emisí NOx, který by snížil emise o 30 až 50 %. Zaměstnanci elektrárny si vyžádali nabídku od přední společnosti zabývající se zařízeními pro kontrolu znečištění ovzduší. Doporučeným řešením byl vlastní systém s cenou 1 000 000 USD. Zaměstnanci závodu se rozhodli prozkoumat více možností. Na základě doporučení jiné elektrárny v regionu se pracovníci elektrárny obrátili na společnost Spraying Systems Co. a vyžádali si návrh. Energetický podnik poskytl parametry a geometrii pece a společnost Spraying Systems Co. shromáždila údaje o teplotě vzorků.
Systém řízení emisí NOx AutoJet®
Společnost Spraying Systems Co. navrhla řešení na základě vlastních výpočtů chlazení plynu, údajů o velikosti kapek shromážděných ve svých zkušebnách a desítek let zkušeností:
- Osm vstřikovačů vzduchu instalovaných na třech úrovních
- Každý injektor vybavený hydraulickou dutou kuželovou tryskou stříkající směs vody a močoviny kolmo ke stěně pece
- Injektory odolávající teplotám až 954 °C
- Vzduchový proplach, který udržuje močovinu dostatečně chladnou, aby se zabránilo odpařování a ucpávání trysek.
Ověření konstrukce
Společnost Spraying Systems Co. doporučilamodelování CFD (Computational Fluid Dynamics) k ověření návrhu a odhalení případných nepředvídaných problémů způsobených provozními podmínkami v peci.
Výsledek
Studie CFD potvrdila platnost návrhu a nebyly nutné žádné úpravy. Injektory byly zkonstruovány a instalovány za 12 týdnů
- Emise NOx se snížily o 45 %
- Přenos močoviny je zanedbatelný a v přijatelných mezích
- Trysky se neucpávají a vstřikovače fungují podle specifikace
- Míchání močoviny v proudu plynu je dostatečné a dochází k požadované reakci
- Kapky produkované dutými kuželovými tryskami se odpařují před kontaktem se stěnami pece, čímž se eliminuje poškození a nadbytečná údržba způsobená smáčením
- Použití hydraulických trysek eliminuje potřebu nákladného stlačeného vzduchu a pomáhá udržovat nízké provozní náklady
- Řešení společnosti Spraying Systems Co. bylo jen o 1/3 levnější než řešení jiného dodavatele, což elektrárně ušetřilo několik set tisíc dolarů (USA)
- Projekt byl dokončen několik měsíců před termínem splnění požadavků. Elektrárna získala emisní kredity, které může v budoucnu prodat.