Confruntată cu un termen limită de conformare stabilit de Regula interstatală privind aerul curat (Clean Air Interstate Rule - CAIR) a Agenției pentru Protecția Mediului, o centrală electrică din vestul mijlociu al SUA trebuia să găsească un sistem de control al NOx care să reducă emisiile cu 30 până la 50%. Personalul centralei a solicitat o propunere de la o companie lider în domeniul echipamentelor de control al poluării aerului. Soluția recomandată a fost un sistem personalizat cu un preț de 1.000.000 USD. Personalul uzinei a decis să exploreze mai multe opțiuni. Acționând la recomandarea unei alte centrale electrice din regiune, personalul uzinei a contactat Spraying Systems Co. și a solicitat o propunere. Compania de utilități a furnizat parametrii și geometria cuptorului, iar Spraying Systems Co. a colectat citirile de temperatură ale eșantioanelor.
Sistemul de control al NOx AutoJet® NOx
Utilizând calculele de răcire a gazului brevetate, datele privind dimensiunea picăturilor colectate în laboratoarele sale de testare și zeci de ani de experiență, Spraying Systems Co. a proiectat o soluție:
- Opt injectoare de purjare a aerului instalate pe trei niveluri
- Fiecare injector echipat cu o duză hidraulică cu con gol care pulverizează un amestec de apă/urea perpendicular pe peretele cuptorului
- Injectoare care să reziste la temperaturi de până la 954°C
- Purjare cu aer pentru a menține ureea suficient de rece pentru a preveni vaporizarea și înfundarea duzei.
Validarea proiectului
Modelarea CFD (Computational Fluid Dynamics) a fost recomandată de Spraying Systems Co. pentru a valida proiectul și a descoperi orice probleme neprevăzute cauzate de condițiile de funcționare din cuptor.
Rezultat
Studiul CFD a validat proiectarea și nu a fost necesară nicio modificare. Injectoarele au fost construite și instalate în 12 săptămâni
- Emisiile de NOx au fost reduse cu 45%
- Transmiterea ureei este neglijabilă și în limite acceptabile
- Duzele nu se înfundă, iar injectoarele funcționează conform specificațiilor
- Amestecul ureei în fluxul de gaz este adecvat și are loc reacția dorită
- Picăturile produse de duzele cu conuri goale se evaporă înainte de a intra în contact cu pereții cuptorului, eliminând deteriorarea și întreținerea excesivă cauzate de umezire
- Utilizarea duzelor hidraulice elimină nevoia de aer comprimat costisitor și ajută la menținerea unor costuri de operare scăzute
- Soluția Spraying Systems Co. a costat doar 1/3 din costul unui alt furnizor, ceea ce a permis centralei electrice să economisească câteva sute de mii de dolari (SUA)
- Proiectul a fost finalizat cu câteva luni înainte de termenul de conformare. Centrala electrică a obținut credite de emisii care pot fi vândute în viitor.