3/2024
Porovnání DeNOx činidel v systému selektivní nekatalytické redukce fluidního kotle
V souvislosti se snížením emisních limitů NOx v rámci best available techniques (BAT) pro velká spalovací zařízení je v dnešní době nezbytné zavádět u stávajících i nových kotlů technologie pro jejich splnění. Dlouhou dobu obecně platilo, že fluidní kotle nevyžadují sekundární DeNOx opatření z důvodu nižší teploty ve spalovacím procesu, přesto dnes i tyto kotle jsou dodatečně vybaveny technologií selektivní nekatalytické redukce. Do těchto technologií se nejčastěji používají činidla na bázi močoviny. V roce 2022 při energetické krizi došlo k výraznému nárůstu ceny této komodity a jednu dobu byla močovina nedostatková, což vedlo provozovatele k hledání vhodné alternativy. Jednou z nich může být vodný roztok síranu amonného či čpavku, u kterých při spalování rovněž vznikají redukující amonné ionty. V tomto článku byly porovnány látky na bázi močoviny, síranu amonného a čpavku s cílem jejich využití v systému SNCR. Každé z použitých činidel bylo laboratorně charakterizováno a podrobeno provozní zkoušce na komerčně provozovaném teplárenském kotli. Výsledky prokázaly schopnost efektivního využití všech činidel v systému SNCR. Při testovacím období na CFB kotli nebylo po většinu období dávkování redukčního činidla potřebné, dávkování bylo řídicím systémem aktivované až při výkonovém zatížení 92 % a vyšším, kdy docházelo rovněž k nárůstu teploty ve spalovací komoře z 850 na 880 °C. Ani u jednoho z činidel nedocházelo k výraznému nárůstu emisí NH3. Při provozu SNCR bylo dosaženo nejmenší průměrné spotřeby činidla u čpavkové vody (3,7 l·h-1) následně močoviny (5,04 l·h-1) a síranu amon-ného (5,74 l·h-1).
Kapacity sorbentů získaných impregnací anorganických nosičů PEI dle postupů v literatuře
Zde prezentovaná studie se zaměřila na výzkum adsorbentů pro odlučování oxidu uhličitého ze spalin a jiných odpadních plynů. Konkrétně se věnovala možnosti eliminace trvalého problému s nedostatečnou odolností anorganických adsorbentů vůči nežádoucí – parazitní – adsorpci vlhkosti ze zpracovávaného plynu. Na základě optimistických údajů publikovaných ohledně mokré impregnace adsorbentů rozvětveným polyethyleniminem (PEI) byly otestovány čtyři metody přípravy zeolitu impregnovaného PEI vycházející z literatury. Penetrace činidla do porézní struktury zeolitu bylo dosaženo: působením ultrazvuku, působením vakua, kombinací vakua a přetlaku a odvařením rozpouštědla bez další operace. Surový zeolit byl charakterizován pomocí rentgenové fluorescenční spektrometrie a rentgenové difraktometrie podrobil se rovněž texturní analýze. Charakterizace impregnovaných produktů zahrnovala především termogravimetrickou analýzu, texturní analýzu a organickou elementární analýzu. Adsorpční kapacity surového zeolitu i impregnovaných produktů byly kromě gravimetrického screeningu stanoveny především pomocí tlakové průtočné aparatury s pevným ložem vzorku. Poznatky z analýz a zejména měření kapacit nepotvrdily téměř žádný z výsledků publikovaných v literatuře. Např. při použití vlhkého plynu s obsahem 15 % CO2 za tlaku 600 kPa a teploty 40 °C klesla kapacita (hmotnostně) vlivem impregnace z 2,4 % u surového zeolitu na 0,8 % u vzorku s hmotnostním zlomkem PEI 19 %. Testy s použitím suchého plynu vedly k ještě markantnějšímu zhoršení. Postup impregnace založený na odvaření rozpouštědla se navíc ukázal jako zcela nepoužitelný a přes opakované důsledné pokusy o reprodukování nevedl k získání produktu s měřitelnou kapacitou. Problémem není, že experimenty nevedly k pozitivnímu výsledku, ale především zásadní diskrepance mezi publikovanými údaji a pokusy o jejich reprodukování.
Fire safety characteristics of natural gas with hydrogen admixture
The increasing pressure to decarbonise energy production leads to the need to use low or zero carbon fuels or energy carriers. One of the promising fuels of the future is hydrogen, which is carbon-free if renewable energy sources are used for its production. However, the capacity for hydrogen production is currently insufficient to make it applicable on a large scale. Adding hydrogen to natural gas allows for a reduced carbon footprint without costly modifications to pipeline distribution network. However, changing the composition of gas in transport and distribution facilities requires a thorough assessment of the impact on operational safety. Fire safety of flammable mixtures is commonly assessed on the basis of explosive limits and other parameters. Although methods are available to calculate these parameters based on the composition of the mixtures being evaluated, the final safety assessment should rely on actual measured values. The scope of this work is to determine the explosion limits of natural gas from the transit system and changes in the limits caused by the addition of hydrogen at the concentration levels of 10% and 20% (v/v). Obtained experimental results were further compared with theoretically calculated values. Attention was also paid to the change in maximum explosion pressure, maximum pressure rise rate and oxygen concentration limits (LOC). As a result, valuable data on the expansion of the explosion limits of natural gas after the addition of hydrogen are presented.