PL239893B1 - Sposób i system obniżania emisji amoniaku powstającego z reagenta w selektywnej redukcji niekatalitycznej tlenków azotu w spalinach kotła energetycznego oraz kocioł energetyczny zawierający taki system - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta selektywnej redukcji niekatalitycznej (SNCR) tlenków azotu w spalinach kotła energetycznego (K), w którym reagent jest dostarczany do obszaru kotła w lub za ostatnim w kierunku przepływu spalin obszarem dostarczania powietrza dopalającego, który charakteryzuje się tym, że obejmuje dostarczanie strumienia czynnika dopalającego (D) nieprzereagowany reagent SNCR niosącego tlen, korzystnie strumienia powietrza, w strefie (OD) komory spalania (KS) i/lub ciągu spalinowego (C1, MC, C2), pomiędzy miejscem dostarczania reagenta SNCR a miejscem, w którym temperatura spalin spada do 500°C. Przedmiotem wynalazku jest także system obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta selektywnej redukcji niekatalitycznej (SNCR) tlenków azotu w spalinach kotła energetycznego (K), charakteryzujący się tym, że zawiera środki doprowadzania strumienia czynnika dopalającego (D) nieprzereagowany reagent SNCR niosącego tlen, korzystnie strumienia powietrza, do strefy (OD) komory spalania (KS) i/lub ciągu spalinowego (C1, MC, C2), pomiędzy miejscem dostarczania reagenta SNCR znajdującym się w lub za ostatnim w kierunku przepływu spalin obszarem dostarczania powietrza dopalającego, a miejscem, w którym temperatura spalin spada do 500°C. Przedmiotem wynalazku jest ponadto kocioł energetyczny (K) zawierający taki system obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta selektywnej redukcji niekatalitycznej (SNCR) tlenków azotu.

Description

PL 239 893 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest technologia obniżania emisji amoniaku powstającego z reagenta w selektywnej redukcji niekatalitycznej (ang. Selective Non-Catalytic Reduction - SNCR) tlenków azotu (NOx) w spalinach kotła energetycznego. Technologia według przedmiotowego wynalazku obejmuje rozwiązania dotyczące zarówno sposobów jak i systemów obniżania emisji amoniaku pochodzącego od reagenta SNCR oraz kotłów zawierających takie systemy.

Przedmiotowy wynalazek dotyczy rozwiązań SNCR, w których reagent jest dostarczany do kotła w lub za obszarem dostarczania powietrza dopalającego lub - w przypadku wielu takich obszarów - za ostatnim obszarem dostarczania powietrza zorganizowanego, w kierunku przepływu spalin.

Technika SNCR jest powszechnie stosowana w kotłach energetycznych celem obniżenia emisji tlenków azotu i polega na wtrysku odpowiedniego reagenta (NR) (przykładowo odpowiedniego roztworu amoniaku lub mocznika) w odpowiedni obszar strumienia spalin (S) przepływającego przez komorę kotła energetycznego. Najczęściej stosowanym reagentem jest wodny roztwór mocznika lub wodny roztwór amoniaku, które umożliwiają wywołanie reakcji redukcji NOx w obszarze strumienia spalin o temperaturze 850-1150°C zwanym oknem temperaturowym SNCR. Pod wpływem takiej odpowiedniej temperatury spalin wtryskiwany reagent (amoniak/lub amoniak wytwarzający się z mocznika) reaguje z tlenkami azotu NOx tworząc ostatecznie wolny azot (N2) i parę wodną. Dostarczanie reagenta do okna temperaturowego jest realizowane za pomocą systemów wtrysku reagenta z wykorzystaniem odpowiednich lanc i dysz atomizujących, w których następuje zatomizowanie reagenta w czynniku nośnym jakim najczęściej jest sprężone powietrze.

Coraz doskonalsze metody znajdywania okna temperaturowego do reakcji SNCR oraz środki techniczne umożliwiające wtryskiwanie reagenta z coraz większą dokładnością i uwzględniającą nierównomierności w rozkładzie temperatur w przestrzeni wtrysku, co ma znaczny wpływ na przestrzenną dystrybucję w możliwie dużej objętości okna temperaturowego, zapewniają redukcję tlenków azotu do bardzo niskich poziomów, w większości przypadków niższych niż wymagają tego odpowiednie normy.

Niemniej jednak stosunkowo niewielka zawartość tlenków względem całej objętości strumienia spalin, krótki czas przepływu spalin przez okno temperaturowe SNCR, nierównomierność rozkładu temperatury w samym oknie temperaturowym oraz nierównomierność przepływu tlenków azotu przez objętość okna temperaturowego SNCR, powodują, że w znanych ze stanu techniki technologiach SNCR wymagana do zastosowania ilość reagenta jest co najmniej dwukrotnie-trzykrotnie większa od ilości stechiometrycznej reagenta teoretycznie wystarczającej do całkowitej redukcji tlenków.

Skutkiem takiej nadmiarowej ilości reagenta wtryskiwanego do okna SNCR jest tak zwany prześlizg reagenta stanowiący emitowaną nieprzereagowaną ilość reagenta unoszoną przez strumień spalin poza obszar okna temperaturowego SNCR i dalej częściowo w spalinach wylotowych z komina do środowiska, a częściowo w produktach odpylania (na przykład w popiele lotnym) i/lub odsiarczania (na przykład w gipsie). Ponadto nadmiarowość reagenta może być przyczyną emisji do środowiska innych szkodliwych związków powstałych z nieprzewidzianego przereagowania reagenta.

Reagenty SNCR takie jak amoniak podawany bezpośrednio czy amoniak wytwarzany z mocznika są substancjami bardzo szkodliwymi, dla których normy dopuszczalnych stężeń są coraz to bardziej obniżane, w wielu przypadkach do poziomów nieosiągalnych w znanych rozwiązaniach SNCR, a możliwych do osiągnięcia jedynie w technologii selektywnej katalitycznej redukcji (ang. Selective Catalytic Reduction - SCR) NOx w spalinach. Technologia SCR w porównaniu z SNCR jest wielokrotnie bardziej kosztowna tak inwestycyjnie jak i eksploatacyjnie, chociażby z uwagi na konieczność skonstruowania oddzielnego reaktora katalitycznego czy wymianę i regenerację wkładów katalitycznych. Z powodu konieczności zabudowania oddzielnego reaktora do realizacji procesu redukcji katalitycznej, technologia SCR nie jest w bardzo wielu przypadkach możliwa do wykorzystania przy modernizacji istniejących kotłów energetycznych, bądź wymaga realizacji prac budowlanych.

Biorąc pod uwagę powyższe cechy znanych ze stanu techniki technologii SNCR i SCR w świetle coraz bardziej restrykcyjnych wymagań dotyczących dopuszczalnych wartości emisji reagentów wykorzystywanych do redukcji NOx w spalinach kotłów energetycznych istnieje potrzeba dostarczania rozwiązań polepszających ograniczanie emisji reagenta w spalinach kotła przy zastosowaniu technologii SNCR.

Istotą przedmiotowego wynalazku jest sposób obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta selektywnej redukcji niekatalitycznej tlenków azotu w spalinach kotła energetycznego, w którym reagent jest dostarczany do obszaru kotła w lub za ostatnim w kierunku przepływu spalin

PL 239 893 B1 obszarem dostarczania powietrza dopalającego, który charakteryzuje się tym, że obejmuje dostarczanie reagenta SNCR w postaci roztworu amoniaku lub mocznika do strefy SNCR, w której temperatura zawiera się w przedziale 850-1150°C, oraz dostarczanie strumienia czynnika dopalającego nieprzereagowany reagent SNCR niosącego tlen (O2), korzystnie strumienia powietrza, w strefie komory spalania i/lub ciągu spalinowego, pomiędzy rzeczoną strefą SNCR o temperaturze w przedziale 850-1150°C a miejscem, w którym temperatura spalin spada do 500°C.

Według wynalazku dodatkowy czynnik dopalający jest dostarczany do kotła energetycznego w obszarze, w którym temperatura spalin jest niższa od temperatury okna temperaturowego SNCR i wyższa od 500°C. Korzystne jest przy tym, aby dodatkowy czynnik dopalający był dostarczany przed miejscem zabudowania w ciągu spalinowym podgrzewacza wody kotła.

Miejsce dostarczania reagenta SNCR należy rozumieć według wynalazku jako miejsce zainstalowania środków dostarczających reagent (w szczególności w przypadku gdy są nimi dysze nie zapewniające możliwości regulacji miejsca dostarczania reagenta) albo okno temperaturowe SNCR, do którego dostarczany jest reagent.

Zaproponowane według wynalazku dostarczanie strumienia czynnika dopalającego powoduje spalanie nieprzereagowanego reagenta do tlenków azotu powodujące obniżenie emisji reagenta w spalinach z jednoczesnym jednakże stosunkowo nieznacznym zwiększeniem zawartości tlenków azotu w spalinach.

Według wynalazku korzystne jest, aby zastosowany strumień czynnika dopalającego stanowił od 0.1 do 7% całkowitego strumienia spalin, a bardziej korzystnie około 5% całkowitego strumienia spalin w miejscu podawania tego czynnika dopalającego. Z uwagi na stosunkowo niską zawartość nieprzereagowanego reagenta w miejscu podawania dodatkowego czynnika dopalającego, celem zapewnienia kontaktu cząsteczek reagenta z cząsteczkami tlenu zawartymi w czynniku dopalającym konieczne jest zastosowanie stosunkowo dużej ilości czynnika dopalającego. Oczywiście ilość ta jest zależna od pożądanej do uzyskania końcowej emisji reagenta.

Doprowadzany czynnik dopalający ma w korzystnych realizacjach sposobu według wynalazku podwyższoną temperaturę w zakresie 10-350°C, a korzystnie w zakresie 200-350°C. Zastosowanie chłodnego czynnika poprawia penetrację strumienia spalin przez czynnik, a podgrzanie czynnika jest z kolei korzystniejsze z punktu widzenia sprawności kotła.

Czynnik dopalający jest korzystnie doprowadzany do strumienia spalin z prędkością wynoszącą 10-50 m/s.

Doprowadzanie czynnika dopalającego pod zwiększonym ciśnieniem, a zwłaszcza ze wskazaną powyżej prędkością powoduje polepszone rozdystrybuowanie czynnika dopalającego w objętości strumienia spalin.

Według wynalazku korzystne jest, aby czynnik dopalający był doprowadzany w odległości do 8 m, korzystnie do 4 m, za miejscem dostarczania reagenta SNCR, oraz dodatkowo korzystnie w odległości większej od 0.3 m za miejscem dostarczania reagenta SNCR.

Rozwiązanie takie dodatkowo stabilizuje okno temperaturowe SNCR, to znaczy na przykład polepsza równomierność rozkładu temperatury w oknie temperaturowym i/lub równomierność rozkładu tlenków azotu w oknie temperaturowym. Tym samym polepsza się warunki dla zachodzących poniżej reakcji SNCR, co skutkuje obniżeniem zawartość tlenków azotu i pierwotnej emisji reagenta z okna temperaturowego SNCR.

Istotą wynalazku jest także system obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta selektywnej redukcji niekatalitycznej (SNCR) tlenków azotu w spalinach kotła energetycznego, który charakteryzuje się tym, że zawiera środki doprowadzania poprzez dysze reagenta SNCR w postaci roztworu amoniaku lub mocznika do strefy SNCR, w której temperatura zawiera się w przedziale 850-1150°C, oraz środki doprowadzania poprzez dysze połączone ze sprężarką lub okna połączone z wentylatorem strumienia czynnika dopalającego nieprzereagowany reagent SNCR niosącego O2, korzystnie strumienia powietrza, do strefy komory spalania i/lub ciągu spalinowego, pomiędzy rzeczoną strefą SNCR o temperaturze w przedziale 850-1150°C znajdującą się w lub za ostatnim w kierunku przepływu spalin obszarem dostarczania powietrza dopalającego, a miejscem, w którym temperatura spalin spada do 500°C. Korzystne jest ponadto, aby środki doprowadzania strumienia czynnika dopalającego były zainstalowane przed miejscem zabudowania w ciągu spalinowym podgrzewacza wody kotła.

PL 239 893 B1

W korzystnym przykładzie wykonania systemu według wynalazku środki doprowadzania strumienia czynnika dopalającego stanowi układ dysz połączony ze sprężarką czynnika dopalającego lub korzystnie z istniejącym na kotle energetycznym źródłem czynnika dopalającego, w szczególności kanałami powietrza zimnego lub gorącego zabudowanymi na kotłowni.

Inne korzystne systemy zawierają środki doprowadzania strumienia czynnika dopalającego w formie okna połączonego z wentylatorem czynnika dopalającego lub korzystnie z istniejącym na kotle energetycznym źródłem czynnika dopalającego, w szczególności kanałami powietrza zimnego lub gorącego zabudowanymi na kotłowni.

Wykorzystanie istniejącego na kotle energetycznym źródła czynnika dopalającego jest oczywiście korzystne w przypadku modernizacji istniejących kotłów z wykorzystaniem rozwiązań według wynalazku.

Czynnik dopalający może być również pobrany z istniejącej na kotle instalacji (na przykład powietrza gorącego lub zimnego) zasilanych przez istniejące na kotle wentylatory.

Według wynalazku korzystne jest, aby rzeczony układ dysz i/lub okna dostarczania czynnika dopalającego znajdowały się w ścianie komory paleniskowej kotła lub w ścianie pierwszego ciągu kotła.

Ponadto korzystne jest, aby rzeczony układ dysz i/lub okna znajdowały się w odległości do 8 m, korzystnie do 4 m, za miejscem dostarczania reagenta SNCR, korzystnie w odległości większej od 0.3 m za miejscem dostarczania reagenta SNCR.

System według wynalazku korzystnie dodatkowo zawiera środki do wstępnego ogrzewania czynnika dopalającego, korzystnie do temperatury w zakresie od 200-350°C. W charakterze środków do wstępnego podgrzewania czynnika dopalającego będącego powietrzem może być użyty istniejący podgrzewacz powietrza (przykładowo obrotowy) wykorzystujący ciepło spalin wylotowych kotła.

Istotą wynalazku jest także kocioł energetyczny zawierający komorę spalania połączoną z ciągiem spalinowym zawierającym pierwszy ciąg, międzyciąg i drugi ciąg, przy czym w komorze spalania znajduje się strefa spalania, do której doprowadzane są paliwo, powietrze pierwotne powietrze wtórne i powietrze dopalające, oraz strefę selektywnej redukcji niekatalitycznej tlenków azotu w spalinach, do której doprowadzany jest reagent w postaci roztworu amoniaku lub mocznika, oraz opisany powyżej system obniżania emisji reagenta selektywnej redukcji niekatalitycznej tlenków azotu w spalinach tego kotła energetycznego według przedmiotowego wynalazku.

Przedmiotowy wynalazek pozwala na znaczne obniżenie emisji reagenta SNCR tlenków azotu przy zastosowaniu stosunkowo prostych środków technicznych. Realizacja wynalazku nie wymaga zastosowania wielu nowych urządzeń ani znacznej ingerencji w konstrukcję kotła. Dzięki temu wynalazek nadaje się znakomicie do zmniejszenia emisji amoniaku z istniejących kotłów energetycznych, w których zastosowano technologię SNCR, co pozwala na uzyskanie niższych zawartości tlenków azotu przy dotrzymaniu wymaganych poziomów zawartości amoniaku w spalinach. Modernizacja istniejących kotłów poprzez implementację w nich rozwiązań według wynalazku nie wymaga dostępności dużej ilości wolnej przestrzeni oraz cechuje się stosunkowo niskimi kosztami inwestycyjnymi i kosztami eksploatacyjnymi. Zastosowanie wynalazku polepsza jakość ubocznych produktów spalania (UPS) możliwych do powtórnego wykorzystania, takich jak na przykład popioły możliwe do zastosowania przykładowo w budownictwie. Zastosowanie wynalazku może zatem również rozszerzyć zakres zastosowania produktów IPS i tym samym zwiększa możliwą do zagospodarowania ilość takich produktów ubocznych z procesu spalania w kotle energetycznym. Dzięki wynalazkowi możliwe będzie uzyskanie niższych emisji tlenków azotu po SNCR, przy zachowaniu wymaganej emisji NH3.

Wynalazek przedstawiono poniżej w przykładach wykonania i zilustrowano na rysunku, na którym:

fig. 1 przedstawia schematycznie kocioł energetyczny, w którym realizowany jest przykład sposobu obniżania emisji reagenta SNCR tlenków azotu według wynalazku, fig. 2 przedstawia diagram ilustrujący przebieg przykładowego sposobu obniżania emisji reagenta SNCR tlenków azotu według wynalazku, fig. 3 przedstawia schematycznie pierwszy przykład realizacji systemu obniżania emisji reagenta SNCR tlenków azotu według wynalazku, a fig. 4 przedstawia schematycznie drugi przykład realizacji systemu obniżania emisji reagenta SNCR tlenków azotu według wynalazku.

Na rysunku fig. 1 przedstawiono schemat kotła energetycznego K, w którym realizowane są selektywna redukcja niekatalityczna (SNCR) tlenków azotu w spalinach oraz przykładowy sposób obniżania emisji reagenta SNCR według wynalazku, zilustrowany także na rysunku fig. 2.

PL 239 893 B1

Kocioł K zawiera komorę spalania KS połączoną z ciągiem spalinowym zawierającym pierwszy ciąg C1, międzyciąg MC i drugi ciąg C2. Główną część komory spalania KS zajmuje strefa spalania SS. Do tej strefy SS doprowadzane jest paliwo P, powietrze pierwotne PP, powietrze wtórne PW oraz, za pomocą tak zwanych dysz OFA, powietrze dopalające PD. W strefie SS następuje spalanie paliwa P przy temperaturze z zakresu 1200-1600°C oraz dopalanie paliwa. W strefie SS powstaje pierwotny strumień spalin S zawierający tlenki azotu NOx, których emisja do środowiska jest bardzo niepożądana. Typowa zawartość tlenków NOx w spalinach pierwotnych wynosi 300-500 mg/Nm³, przeliczając na N02 i na O2 wynosi 6%.

Pierwotny strumień spalin S przemieszcza się następnie do strefy SNCR, do której doprowadzany jest odpowiedni reagent R w postaci roztworu amoniaku lub mocznika. Strefa SNCR, do której dostarczany jest reagent R, jest strefą, w której temperatura zawiera się w przedziale 850-1150°C. Jest to tak zwane okno temperaturowe SNCR, którego położenie przestrzenne zmienia się w pewnych granicach. Dlatego też układ dysz dostarczających reagent R powinien zapewniać regulowanie obszaru dostarczania reagenta R. W obszarze SNCR zachodzą znane ze stanu techniki reakcje redukcji niekatalitycznej, w wyniku których tlenki NOx ulegają przekształceniu w azot N2 oraz H2O. Skuteczność redukcji SNCR nie jest stuprocentowa i dlatego spaliny S’ uchodzące ze strefy SNCR zawierają nadal pewną ilość tlenków NOx obniżoną jednak poniżej dopuszczalnych przez normy emisji tlenków NOx, na przykład do zawartości z przedziału 170-190 mg/m³. Zasadnicze obniżenie zawartości tlenków NOx w spalinach S’ ze strefy SNCR, względem zawartości tych tlenków w spalinach pierwotnych S, oznaczono symbolicznie na rysunku fig. 2 skierowaną w dół długą strzałką przy symbolu NOx. Spaliny ze strefy SNCR zawierają ponadto pewną ilość reagenta NR powstałego w wyniku nieprzereagowania z tlenkami NOx całej ilość reagenta R dodanego w strefie SNCR z nadmiarem. Zawartość nieprzereagowanego reagenta NR w spalinach S’ zawiera się w przedziale 5-25 mg/m³. Do strefy SNCR może być doprowadzane powietrze dopalające PD, dodatkowo lub zamiast doprowadzania powietrza dopalającego do strefy SS, przykładowo za pośrednictwem jednej wieloczynnikowej dyszy.

Ponad strefą SNCR znajduje się strefa SD dostarczania czynnika dopalającego D, przykładowo takiego jak powietrze. Temperatura czynnika dopalającego zawiera się w przedziale 10-350°C. Strefa SD ma według przedmiotowego wynalazku znajdować się w obszarze dopalania OD obejmującym obszar kotła K między strefą SNCR dostarczania reagenta R do redukcji tlenków NOx a miejscem, w którym temperatura T spalin spada do wartości 500°C. Obniżenie się temperatury T spalin do wartości 500°C ma zazwyczaj miejsce w drugim ciągu C2 kotła. Natomiast strefa SNCR znajduje się zazwyczaj w obszarze komory spalania KS lub pierwszego ciągu C1.

W wyniku dostarczania w strefie SD czynnika dopalającego D zawierającego tlen O2 następuje spalanie nieprzereagowanego reagenta NR w obszarze dopalania OD. W wyniku takiego spalania następuje znaczące obniżenie zawartości reagenta w spalinach wylotowych S” opuszczających obszar dopalania OD oraz nieznaczne podwyższenie zawartości tlenków NOx tworzących się w czasie spalania nieprzereagowanego reagenta NR. Nieznaczne zwiększenie zawartości tlenków NOx w spalinach S” z obszaru OD, względem zawartości tych tlenków w spalinach S’ wynosi 5-20 mg/m³ i oznaczono je symbolicznie na rysunku fig. 2 skierowaną w górę krótką strzałką przy oznaczeniu NOx. Natomiast znaczne obniżenie zawartości nieprzereagowanego reagenta NR, oznaczone na rysunku fig. 2 skierowaną w dół długą strzałką obok oznaczenia NR, powoduje, że jego zawartość w spalinach wylotowych S” jest mniejsza od 10 mg/m³, i wynosi korzystnie poniżej 5, 3.5 a nawet 2 mg/m³.

Na rysunku fig. 3 przedstawiono schematycznie przykładowy kocioł energetyczny K’ według wynalazku zawierający pierwszy przykład realizacji systemu obniżania emisji reagenta SNCR tlenków azotu według wynalazku. System obniżania emisji reagenta R zawiera środki doprowadzania czynnika dopalającego D w formie okien O wykonanych w ścianach komory spalania KS. Okna O rozmieszczone są najkorzystniej na całym obwodzie komory KS w odległości d zawierającej się w przedziale od 0.3 m do 4 m nad obszarem dostarczania reagenta SNCR, to znaczy górnymi dyszami układu SNCR. Czynnik dopalający D jakim jest powietrze jest wdmuchiwany przez okna O z wykorzystaniem wentylatora W w ilości stanowiącej od 0.1 do 7%, przykładowo 5%, całkowitego strumienia spalin. Celem dostarczenia takiej stosunkowo dużej ilości czynnika dopalającego okna O muszą być odpowiednio duże a wydajność wentylatorów W odpowiednio wysoka. Układ okien O zapewnia stworzenie strefy SD’ dostarczania czynnika dopalającego w obszarze dopalania OD pomiędzy miejscem dostarczania reagenta SNCR a miejscem, w którym temperatura spalin spada do 500°C. W przykładzie tym strefa dostarczania reagenta SNCR znajduje się w drugiej strefie dostarczania powietrza dopalającego DP. Pierwsza strefa dostarczania powietrza dopalającego DP znajduje się w strefie SS.

Claims (12)

1. PL 239 893 B1

   Na rysunku fig. 4 przedstawiono schematycznie inny przykład wykonania kotła energetycznego K” według wynalazku zawierającego drugi przykład realizacji systemu obniżania emisji reagenta SNCR tlenków azotu według wynalazku.

   W tym przykładzie kocioł K” zawiera strefę SNCR” zajmującą cały górny obszar komory spalania KS. Z uwagi na brak możliwości instalacji środków doprowadzania czynnika dopalającego D w obszarze komory spalania zostały one przeniesione do drugiego ciągu C2 kotła K” i mają w tym przykładzie układ UD wielu dysz rozmieszczonych obwodowo. Środki UD doprowadzania czynnika dopalającego D są w tym przykładzie zainstalowane przed symbolicznie przedstawionym podgrzewaczem wody PDW. Kocioł K” zawiera tylko jedną strefę dostarczania powietrza dopalającego DP znajdującą się w strefie SS.

   Dysze układu UD są zasilane za pośrednictwem sprężarki S czynnikiem dopalającym D jakim jest powietrze podgrzane w podgrzewaczu powietrza PDP. W podgrzewaczu PDP powietrze dopalające D jest podgrzewane do temperatury 200-350°C z wykorzystaniem strumienia spalin wylotowych S”. Sprężarka SPwspółpracująca z układem odpowiednich dysz UD zapewnia dostarczanie czynnika D do strumienia spalin w strefie SD” ze zwiększoną prędkością wynoszącą 10-50 m/s. Reakcje dopalania nieprzereagowanego reagenta zachodzą na odcinku obszaru OD zaczynającym się od strefy dostarczania czynnika dopalającego D. Ponieważ w tym przypadku strefa SD” znajduje się stosunkowo blisko końca obszaru OD to bardzo korzystne jest dodatkowe polepszenie rozdystrybuowania czynnika dopalającego D w objętości strumienia spalin S’ poprzez podgrzanie tego czynnika i dostarczanie go z podwyższoną prędkością.

   Na przedstawionym rysunku, celem lepszego zilustrowania wynalazku niektóre jego cechy mogły zostać pokazane z przesadą lub w pomniejszeniu/powiększeniu. Przedstawionych przykładów wykonania nie należy zatem traktować jako ograniczających zakres ochrony zdefiniowany w zastrzeżeniach patentowych.

   Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta selektywnej redukcji niekatalitycznej (SNCR) tlenków azotu w spalinach kotła energetycznego, w którym reagent jest dostarczany do obszaru kotła w lub za ostatnim w kierunku przepływu spalin obszarem dostarczania powietrza dopalającego, znamienny tym, że obejmuje dostarczanie reagenta SNCR w postaci roztworu amoniaku lub mocznika do strefy SNCR, w której temperatura zawiera się w przedziale 850-1150°C, oraz dostarczanie strumienia czynnika dopalającego (D) nieprzereagowany reagent (NR) SNCR niosącego tlen, korzystnie strumienia powietrza, w strefie (OD) komory spalania (KS) i/lub ciągu spalinowego (C1, MC, C2), pomiędzy rzeczoną strefą SNCR o temperaturze w przedziale 850-1150°C a miejscem, w którym temperatura spalin spada do 500°C.
2. 2. Sposób obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta SNCR według zastrz. 1, znamienny tym, że strumień czynnika dopalającego (D) stanowi od 0.1 do 7% całkowitego strumienia spalin, korzystnie około 5% całkowitego strumienia spalin.
3. 3. Sposób obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta SNCR według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że doprowadzany czynnik dopalający (D) ma temperaturę w zakresie 10-350°C, a korzystnie w zakresie 200-350°C.
4. 4. Sposób obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta SNCR według dowolnego z zastrz. 1-3, znamienny tym, że czynnik dopalający (D) doprowadzany jest z prędkością wynoszącą 10-50 m/s.
5. 5. Sposób obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta SNCR według dowolnego z zastrz. 1-4, znamienny tym, że czynnik dopalający (D) doprowadzany jest w odległości do 8 m, korzystnie do 4 m, za miejscem dostarczania reagenta SNCR, korzystnie w odległości większej od 0.3 m za miejscem dostarczania reagenta SNCR.
6. 6. System obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta selektywnej redukcji niekatalitycznej (SNCR) tlenków azotu w spalinach kotła energetycznego znamienny tym, że zawiera środki doprowadzania poprzez dysze reagenta SNCR w postaci roztworu amoniaku lub mocznika do strefy SNCR, w której temperatura zawiera się w przedziale od 850-1150°C,

   PL 239 893 B1 oraz środki doprowadzania poprzez dysze połączone ze sprężarką lub okna połączone z wentylatorem strumienia czynnika dopalającego (D) nieprzereagowany reagent (NR) SNCR niosącego tlen, korzystnie strumienia powietrza, do strefy (OD) komory spalania (KS) i/lub ciągu spalinowego (C1, MC, C2), pomiędzy rzeczoną strefą SNCR o temperaturze w przedziale 850-1150°C znajdującą się w lub za ostatnim w kierunku przepływu spalin obszarem dostarczania powietrza dopalającego, a miejscem, w którym temperatura spalin spada do 500°C.
7. 7. System obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta SNCR według zastrz. 6, znamienny tym, że rzeczone środki stanowi układ dysz (UD) połączony ze sprężarką (S) czynnika dopalającego (D) lub korzystnie z istniejącym na kotle energetycznym źródłem czynnika dopalającego (D).
8. 8. System obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta SNCR według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że rzeczone środki stanowią okna (O) połączone z wentylatorem (W) czynnika dopalającego (D) lub korzystnie z istniejącym na kotle energetycznym źródłem czynnika dopalającego (D).
9. 9. System obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta SNCR według z zastrz. 7 albo 8, znamienny tym, że rzeczony układ dysz (UD) i/lub okna (O) znajdują się w ścianie komory spalania (KS) lub w ścianie pierwszego ciągu (C1) kotła (K).
10. 10. System obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta SNCR według z zastrz. 9, znamienny tym, że rzeczony układ dysz (UD) i/lub okna (O) znajdują się w odległości do 8 m, korzystnie do 4 m, za miejscem dostarczania reagenta SNCR, korzystnie w odległości większej od 0.3 m za miejscem dostarczania reagenta SNCR.
11. 11. System obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta SNCR według dowolnego z zastrz. 6-10, znamienny tym, że dodatkowo zawiera środki do wstępnego ogrzewania czynnika dopalającego (D), korzystnie do temperatury 200-350°C.
12. 12. Kocioł energetyczny (K) zawierający komorę spalania (KS) połączoną z ciągiem spalinowym zawierającym pierwszy ciąg (C1), międzyciąg (MC) i drugi ciąg (C2), przy czym w komorze spalania (KS) znajduje się strefa spalania (SS), do której doprowadzane są paliwo (P), powietrze pierwotne (PP), powietrze wtórne (PW) i powietrze dopalające (PD), oraz strefę selektywnej redukcji niekatalitycznej (SNCR) tlenków azotu w spalinach, do której doprowadzany jest reagent (R) w postaci roztworu amoniaku lub mocznika, oraz system obniżania emisji amoniaku wynikającej z podawania reagenta selektywnej redukcji niekatalitycznej (SNCR) tlenków azotu w spalinach tego kotła energetycznego (K) zdefiniowany w dowolnym z zastrz. 6-11.