Geconfronteerd met een nalevingsdeadline die is vastgesteld door de Clean Air Interstate Rule (CAIR) van het Environmental Protection Agency, moest een energiecentrale in het middenwesten van de VS een NOx-controlesysteem vinden dat de uitstoot met 30 tot 50% zou verminderen. Het fabriekspersoneel vroeg om een voorstel van een toonaangevend bedrijf in apparatuur voor de beheersing van luchtverontreiniging. De aanbevolen oplossing was een systeem op maat met een prijskaartje van $ 1.000.000. Het fabriekspersoneel besloot meer opties te onderzoeken. Op verwijzing van een andere energiecentrale in de regio nam het fabriekspersoneel contact op met Spraying Systems Co. en vroeg om een voorstel. Het hulpprogramma leverde ovenparameters en geometrieën en Spraying Systems Co. verzamelde temperatuurmetingen van monsters.
AutoJet ® NOx-controlesysteem
Met behulp van eigen gaskoelingsberekeningen, druppelgroottegegevens verzameld in zijn testlaboratoria en tientallen jaren ervaring, heeft Spraying Systems Co. een oplossing ontworpen:
- Acht luchtzuivering injectoren geïnstalleerd op drie niveaus
- Elke injector is uitgerust met een hydraulische sproeikop met holle kegel die een mengsel van water en ureum loodrecht op de ovenwand sproeit
- Injectoren die bestand zijn tegen temperaturen tot 954°C
- Luchtzuivering om ureum voldoende koel te houden om verdamping en verstopping van de spuitmond te voorkomen.
Ontwerpvalidatie
CFD-modellering (Computational Fluid Dynamics) werd aanbevolen door Spraying Systems Co. om het ontwerp te valideren en eventuele onvoorziene problemen, veroorzaakt door de bedrijfsomstandigheden in de oven, aan het licht te brengen.
Resultaat
De CFD-studie valideerde het ontwerp en er waren geen aanpassingen nodig. De injectoren werden in 12 weken gebouwd en geïnstalleerd.
- NOx-emissies zijn met 45% verminderd
- Overdracht van ureum is verwaarloosbaar en binnen aanvaardbare limieten
- Nozzles zijn verstoppingsvrij en injectoren presteren volgens specificatie
- De menging van het ureum in de gasstroom is voldoende en de gewenste reactie treedt op
- De druppeltjes die door de holle kegelvormige mondstukken worden geproduceerd, verdampen voordat ze in contact komen met de ovenwanden, waardoor schade en overmatig onderhoud door bevochtiging worden geëlimineerd
- Door het gebruik van hydraulische mondstukken is er geen dure perslucht meer nodig en blijven de bedrijfskosten laag
- De oplossing van Spraying Systems Co. was slechts 1/3 van de kosten van die van een andere leverancier, wat de energiecentrale enkele honderdduizenden dollars (VS) bespaarde
- Het project werd enkele maanden voor de nalevingsdeadline voltooid. De centrale verdiende emissierechten die in de toekomst kunnen worden verkocht.