Ympäristönsuojeluviraston Clean Air Interstate Rule (CAIR) -säännön (Clean Air Interstate Rule) asettaman määräajan puitteissa erään Yhdysvaltain keskilännen alueella sijaitsevan voimalaitoksen oli löydettävä NOx-päästöjen valvontajärjestelmä, joka vähentäisi päästöjä 30-50 prosenttia. Laitoksen henkilökunta pyysi tarjousta johtavalta ilmansuojelulaitteita valmistavalta yritykseltä. Suositeltu ratkaisu oli räätälöity järjestelmä, jonka hinta oli 1 000 000 Yhdysvaltain dollaria. Tehtaan henkilökunta päätti tutkia lisää vaihtoehtoja. Toiselta alueen voimalaitokselta saadun suosituksen perusteella laitoksen henkilökunta otti yhteyttä Spraying Systems Co:hon ja pyysi tarjousta. Laitos toimitti uunin parametrit ja geometriat, ja Spraying Systems Co. keräsi näytteiden lämpötilalukemat.
AutoJet® NOx Control System
Spraying Systems Co. suunnitteli ratkaisun käyttämällä omia kaasunjäähdytyslaskelmia, testilaboratorioissaan kerättyjä pisarakokotietoja ja vuosikymmenten kokemusta:
- Kahdeksan ilmapuhdistussuutinta, jotka on asennettu kolmelle tasolle
- Kukin injektori on varustettu hydraulisella onttokartiosuuttimella, joka ruiskuttaa vesi/ureaseosta kohtisuoraan uunin seinämään nähden
- Injektorit kestävät jopa 954 °C:n lämpötiloja
- Ilmanpuhdistus pitää urean riittävän viileänä, jotta estetään sen höyrystyminen ja suuttimen tukkeutuminen.
Suunnittelun validointi
Spraying Systems Co. suositteliCFD-mallinnusta (Computational Fluid Dynamics ) suunnittelun validoimiseksi ja uunin käyttöolosuhteiden aiheuttamien ennakoimattomien ongelmien paljastamiseksi.
Tulos
CFD-tutkimus validoi suunnittelun, eikä muutoksia tarvittu. Injektorit rakennettiin ja asennettiin 12 viikossa
- NOx-päästöt ovat vähentyneet 45 prosenttia
- Urean kulkeutuminen on vähäistä ja hyväksyttävissä rajoissa
- Suuttimet ovat tukkeutumattomia ja ruiskut toimivat spesifikaatioiden mukaisesti
- Urean sekoittuminen kaasuvirtaan on riittävää ja haluttu reaktio tapahtuu
- Onttokartiosuuttimien tuottamat pisarat haihtuvat ennen kuin ne joutuvat kosketuksiin uunin seinämien kanssa, mikä estää kostumisesta johtuvat vauriot ja ylimääräisen huollon
- Hydraulisten suuttimien käyttö poistaa kalliin paineilman tarpeen ja auttaa pitämään käyttökustannukset alhaisina
- Spraying Systems Co:n ratkaisu oli vain 1/3 toisen toimittajan ratkaisun kustannuksista, mikä säästi voimalaitokselle useita satoja tuhansia dollareita (US)
- Hanke saatiin päätökseen useita kuukausia ennen määräajan päättymistä. Voimalaitos sai päästöhyvityksiä, jotka voidaan myydä tulevaisuudessa.