Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

CFD MODEL SNCR TECHNOLOGIE Tomáš Blejchař Jiří Pecháček, Rostislav Malý.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "CFD MODEL SNCR TECHNOLOGIE Tomáš Blejchař Jiří Pecháček, Rostislav Malý."— Transkript prezentace:

1 CFD MODEL SNCR TECHNOLOGIE Tomáš Blejchař Jiří Pecháček, Rostislav Malý

2 Obsah •Úvod do problematiky •Metody sekundárního snižování emisí NO x •Metodika návrhu a ověření umístění trysek •Model SNCR •Srovnání výsledků CFD výpočtů s měřením •Závěr

3 Úvod do problematiky •OXIDY DUSÍKU – NO X :Hlavní složky jsou NO (90 %) a NO 2 (5-10 %) •Existují tři hlavní zdroje NO X : 1) Termické – závislí na teplotě 2) Palivové – obsažené v palivu 3) Promptní (rychlé) – vznikají při spalování uhlovodíku

4 Úvod do problematiky •Primární opatření – omezení tvorby NO X •Sekundární opatření – odstranění NO X ze spalin •Současný limit NO X 650 mg.m -3 •Od roku 2008 nová zařízení mají limit NO X < 200 mg.m -3 •Od roku 2016 všechna zařízení mají limit NO X < 200 mg.m -3 •Při referenčním obsahu 6 % O 2 ve spalinách

5 Úvod do problematiky •Sekundární metody •Redukce NO X radikály NH 2, jejichž zdrojem je Čpavke NH 3 nebo Močovina (NH 2 ) 2 CO •Selektivní katalytická redukce SCR, katalyzátor TiO 2,V 2 O 5,WO 3,SiO 2 ca °C Zeolity (Aluminosilikáty) ca °C Aktivní uhlí ca °C

6 Úvod do problematiky •Selektivní nekatalytická redukce SNCR, ca °C Reagent NH 3 – DeNOX Reagent (NH 2 ) 2 CO – NOXOUT Reagent (HNCO) 3 – RAPRENOX

7 Úvod do problematiky •Selektivní nekatalytická redukce SNCR Amoniak NH 3 Močovina (NH 2 ) 2 CO Kyanomočová kyselina (HCNO) 3 NH 3 + OH  NH 2 + H 2 O NH 2 + NO  N 2 + H 2 O NH 3 + HNCO3 HNCO HNCO + H  NH 2 + CO HNCO + OH  NCO + H 2 O NCO + NO  N 2 O + CO N 2 O + M  N 2 +O + M N 2 O + OH  N 2 +HO 2 N 2 O + H  N 2 +OH NCO + NO  N 2 + CO 2 NH 3 + HO 2  NH 2 + 2OH NH 2 + NO 2  N 2 + 2OH

8 Metodika návrhu a ověření umístění trysek •Vstupní měření teplotního pole v kotli pomocí prosávacího pyrometru. Veškeré informace o provozu kotle, atd. Případně nástřikové zkoušky. •Prvotní návrh umístění trysek. •Model spalování CFD - stanovení teplotního pole v kotli, koncentrace CO 2, H 2 O, NO, O 2, rychlosti spalin, radiace.

9 Metodika návrhu a ověření umístění trysek •Stanovení teplotního okna z výsledů CFD modelu spalování, první korekce návrhu. •Detailní model horní části kotle, (většinou oblast v okolí šotů) se zahrnutím reakcí SNCR, simulace rozstřiku močoviny. •Ověření navrhovaného množství vstřikované močoviny, odhad snížení emisí NO X, druhé ověření návrhu.

10 Metodika návrhu a ověření umístění trysek •Zpracování finálního projektu SNCR technologie.

11 Vstupní měření teplotního pole •Pro měření a případný nástřikový test jsou využity stávající prostupy do spalovací komory.

12 Vstupní měření teplotního pole návrh trysek •Navrženy byly dvě patra trysek tak aby co nejlépe pokryly celý průřez kotle při různých výkonech.

13 Vstupní měření teplotního pole návrh trysek

14 Výsledky CFD modelu Stanovení důležitých parametrů pro detailní model zóny vstřikování Koncentrační pole NO, CO 2, O 2, N 2,H 2 O Intenzita radiace Teplota Rychlost spalin Model spalování CFD

15 VýkonCFDMěření Chyba [%] NO [mg.m N -3 ] , , ,0 teplota [°C] kota +16,7 m ,61086,1-15, ,81002,4-19, ,1934,4-23,0 Model spalování CFD •Srovnání výsledků CFD modelu s výsledky měření

16 Zobrazení teplotního okna Rozsah teplot pro vstřikování roztoku močoviny °C Model spalování CFD

17 (NH 2 ) 2 CO + H 2 O  2NH 3 + CO 2 4NH 3 + 6NO  5N 2 + 6H 2 O 4NH 3 + 4NO + O 2  4N 2 + 6H 2 O 4NH 3 + 5O 2  4NO + 6H 2 O Reakce bez O 2 Reakce s O 2 Nad teplotou 1050°C je tato reakce dominantní Termický rozklad roztoku močoviny Reakce probíhají až od teploty ca750°C CFD model SNCR •Pro model SNCR byly využity pouze čtyři globální reakce

18 Modelování rozstřiku močoviny •Ověřeny byly varianty 100 a 80% výkon. •Nejdůležitějším výsledkem výpočtu jsou trajektorie částic močoviny, koncentrace NO a skluz NH 3.

19 100%, Dolní patro100%, Horní patro Modelování rozstřiku močoviny

20 VýkonVarianta bez SNCR s SNCR Účinnost snížení NO x Skluz NH 3 Koncentrace NO [mg.m N -3 ], 6% O 2, t=0°C % 100% % Varianta 2 - horní patro Varianta 1 - dolní patro

21 Modelování rozstřiku močoviny Varianta Bez SNCRs SNCR Účinnost snížení NO x Skluz NH 3 Koncentrace NO x [mg.m N -3 ], 6% O 2, t=0°C % 1 Spodní patro Výkon 100% CFD Test neměřen 1 Spodní patro Výkon 80% CFD Test neměřen 2 Horní patro Výkon 80% CFD Test neměřen

22 Závěr •Snižování emisí NO X je v současnosti intenzivně řešené téma. •Sekundární metoda je v tomto ohledu finančně nenáročná a nevyžaduje velké zásahy do zařízení kotle. •Metoda SNCR založená na vstřikování močoviny je z hlediska bezpečnosti a nákladnosti provozu nejvhodnější

23 Závěr •Moderní metody založené na výpočtech metodou konečných objemů CFD jsou velice silné nástroje při projekčních pracích. •CFD model spalování je možné použít jako zdroj informací, které jsou nezbytné pro detailní modelování v oblasti vstřikování reagentu.

24 Závěr •CFD model SNCR má dobrou shodu s realitou, i když bude nezbytné další testování na jiných zařízeních. Výpočty budou pokračovat po realizaci díla. Model SNCR bude následně verifikován i s ohledem na skluz NH 3. •Dále bude nezbytné provést výpočty i pro jiná zařízení, aby bylo možné ověřit všeobecnou platnost modelu.

25 DĚKUJI ZA POZORNOST


Stáhnout ppt "CFD MODEL SNCR TECHNOLOGIE Tomáš Blejchař Jiří Pecháček, Rostislav Malý."

Podobné prezentace


Reklamy Google