Столкнувшись со сроками выполнения требований, установленных Межгосударственным правилом чистого воздуха Агентства по охране окружающей среды (CAIR), электростанции на среднем западе США необходимо было найти систему контроля NOx, которая позволила бы снизить выбросы на 30-50%. Персонал станции запросил предложение у ведущей компании по производству оборудования для борьбы с загрязнением воздуха. Рекомендованное решение представляло собой систему, изготовленную на заказ, с ценой в 1 000 000 долларов США. Персонал завода решил изучить другие варианты. По рекомендации другой электростанции в регионе персонал станции связался с компанией Spraying Systems Co. и запросил предложение. Предприятие предоставило параметры и геометрию печи, а компания Spraying Systems Co. собрала показания температуры образца.
Система контроля NOx AutoJet®
Используя запатентованные расчеты охлаждения газа, данные о размере капель, собранные в испытательных лабораториях, и десятилетия опыта, компания Spraying Systems Co. разработала решение:
- Восемь инжекторов продувки воздуха, установленных на трех уровнях
- Каждая форсунка оснащена гидравлическим полым конусным соплом, распыляющим смесь воды и мочевины перпендикулярно стенке печи
- Инжекторы выдерживают температуру до 954°C
- Продувка воздухом для поддержания мочевины достаточно холодной, чтобы предотвратить испарение и засорение форсунок.
Валидация конструкции
CFD (вычислительная гидродинамика) моделирование было рекомендовано компанией Spraying Systems Co. для проверки конструкции и выявления любых непредвиденных проблем, вызванных рабочими условиями в печи.
Результат
Исследование CFD подтвердило правильность конструкции, и никаких изменений не потребовалось. Форсунки были изготовлены и установлены за 12 недель
- Выбросы NOx сократились на 45%
- Унос мочевины незначителен и находится в допустимых пределах
- Форсунки не засоряются, а инжекторы работают в соответствии со спецификацией
- Смешивание мочевины в газовом потоке адекватное, и происходит желаемая реакция
- Капли, образующиеся в полых конусных форсунках, испаряются до контакта со стенками печи, что исключает повреждения и избыточное обслуживание, вызванные смачиванием
- Использование гидравлических форсунок устраняет необходимость в дорогостоящем сжатом воздухе и помогает поддерживать низкие эксплуатационные расходы
- Решение Spraying Systems Co. стоило всего 1/3 от стоимости решения другого поставщика, что позволило электростанции сэкономить несколько сотен тысяч долларов (США)
- Проект был завершен за несколько месяцев до установленного срока. Электростанция получила кредиты за выбросы, которые можно будет продать в будущем.