التلوث: الاحتراق الرطب في بكين لمكافحة سموغ وأكاسيد النيتروجين و كو

مشكلة بكين: الحد من انبعاثات أكاسيد النيتروجين من غلايات الصحة العامة. تم فرض قيود صارمة على انبعاثات أكاسيد النيتروجين من الغلايات لمكافحة الضباب الدخاني في بكين. الدكتور غريغوري Zdaniuk ، جويل مورو ولو ليو استكشاف استخدام الاحتراق الرطب، موضوع أثار لفترة طويلة على Econologie.com على وجه الخصوص عن طريق أعمال ريمي جيليت الذي ينشر أفكاره ويعمل بانتظام.

وتعاني بكين من التلوث وتسعى الى حلول

أدى النمو الصناعي السريع للغاية في الصين إلى مستويات كبيرة من تلوث الهواء ، والذي من الواضح أن له تأثيرًا عليه صحة الصينيين، في المدن الكبيرة بشكل خاص وعلى مدى سنوات عديدة! الأسباب هي حركة المرور على الطرق وصناعات الفحم وتدفئة المباني. تريد بلدية بكين تحسين جودة الهواء وهي في طليعة مكافحة تلوث الهواء. وتبذل جهودًا كبيرة لعلاج هذا ، لا سيما عن طريق حظر المنشآت الجديدة التي تعمل بالفحم ، والحد من حركة المرور وتطبيق تقنيات جديدة لتحسين الاحتراق وتقليل أكاسيد النيتروجين على وجه الخصوص. ال الاحتراق الرطب هي واحدة من هذه التقنيات للمستقبل!

"الحرب على الضباب الدخاني": أطلقت بلدية بكين سلسلة من التدابير البحثية لمكافحة تلوث الهواء:

حظر الفحم للمنشآت الجديدة
التجديد التدريجي والإلزامي لمرافق الفحم القائمة
القيود المفروضة على تسجيل سيارة جديدة وحركة المرور اليومية
تعزيز التنقل الكهربائي
تعزيز سيارات الأجرة المزودة بالغاز الطبيعي (الميثان) والنقل بواسطة غاز البترول المسال (البروبان - البيوتان)
تطوير carharing وركوب الدراجات
حدود صارمة لأكاسيد النيتروجين في مراجل الغاز الجديدة والقائمة

منذ شنومكسير أبريل شنومكس، يجب أن تلبي مرافق حدود أكاسيد النيتروجين لغلايات الغاز الجديدة والقائمة، والتي هي حتى متفوقة (!) لمعايير الاتحاد الأوروبي. كما وضعت البلدية حوافز لخفض انبعاثات أكاسيد النيتروجين من مراجل الغاز؛ لذلك، تم تغيير المراجل شنومكس شنومكس إلى شنومكس.

إن خفض أكاسيد النيتروجين في المراجل ممكن حقن الماء أو البخار في منطقة اللهب ; هذا ما تستخدمه بكين وتريد تطويره ، باستخدام نظام تم تطويره في أوروبا على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية ، لا سيما فيما يتعلق بالعمل ريمي جيليت. أساليب ما بعد المعالجة على سبيل المثال، و انتقائية سر تخفيض الحفاز أو التخفيض الانتقائي غير الحفزي - عالج انبعاثات أكاسيد النيتروجين بعد التدريب. تقنيات مكافحة الاحتراق تمنع تكوين أكاسيد النيتروجين.

تميل طرق العلاج اللاحقة إلى أن تكون أكثر تكلفة ولا تستخدم عمومًا في الغلايات التي تقل قدرتها عن 10 ميجاوات.

حدود أكاسيد النيتروجين الصارمة في بكين للمراجل

وفقا لمعيار الملوثات الجوية القياسية للمراجل (دبسنومكس / شنومكس-شنومكس)، ومرافق جديدة والفحم إلى الغاز أكاسيد النيتروجين الحد من شنومكسمغ / نمكسنومك ، في حين أن المنشآت الموجودة لديها حد من شنومكسمغ / نمكسنومك. وبالمقارنة هنا في أوروبا، فإن الحد المكافئ لأكاسيد النيتروجين الذي حدده التوجيه الأوروبي هو شنومكس مغ نوكس / نمكسنومكس... إنها 3 مرات أكثر من الصين!

بالإضافة إلى القيود القانونية الصارمة ، وضعت بكين برنامجًا للحوافز الاقتصادية لتقليل أكاسيد النيتروجين لغلايات الغاز الحالية. تتم مكافأة مشاريع التجديد على أساس كمية أكاسيد النيتروجين التي يوفرونها. تم تعديل 1 غلاية غاز في عام 500. في عام 2016 ، عدلت بكين ما يعادل 2017 غيغاواط من الطاقة الحرارية للغلايات الغازية التراكمية ، أو ما يقرب من الطاقة الحرارية من المفاعلات النووية شنومك!

ويختلف تكوين أكاسيد النتروجين بشكل متساو تقريبا مع درجة حرارة اللهب. الطريقة الرئيسية للسيطرة على أكاسيد النيتروجين هي تقليل درجة حرارة اللهب. ويمكن القيام بذلك بعدة طرق:

اقرأ أيضا: نافذة لتسخين منزله

وبالتالي فإن التحدي الذي يواجه المهندسين هو خفض درجة حرارة اللهب ، مع الحفاظ على استقرار اللهب وكفاءة المرجل. الأمن هو أيضا أمر بالغ الأهمية ، وخاصة عندما يتعلق الأمر EGR ، بسبب خطر انفجار أول أكسيد الكربون الحاضر المحتمل في غاز العادم!

نظام الاحتراق الرطب من قبل مضخة بخار الماء (تمهيد)

يتسبب حقن الماء أو البخار في تغير قياس العناصر الكيميائية (العلاقة الكمية بين المؤكسد والمؤكسد) - وبالتالي درجة حرارة اللهب الأدبي - في مزيج الهواء والوقود. كما أن إضافة الماء "يشتت" السعرات الحرارية الناتجة عن الاحتراق. كلتا الظاهرتين تسببان انخفاضًا في درجة حرارة الاحتراق - يصبح لون لهب الغاز ، الأزرق المنطقي ، برتقاليًا إلى حد كبير. إذا تم تخفيض درجة حرارة اللهب بما فيه الكفاية ، فلن يتشكل بالكاد أكاسيد النيتروجين بعد الآن وسيتم الحفاظ على الأداء الحراري للغلاية.

لهب الغاز حرق الرطب
الاحتراق الرطب (الميثان)
لهب غاز الاحتراق الجاف
الاحتراق الجاف (الميثان)

الشكل شنومكس: نفس الموقد تعمل في وضع الاحتراق الرطب (أعلى) ووضع الاحتراق الجاف (أسفل)

مضخة بخار الماء ، WVP ، أو مضخة بخار الماء ، تمهيد) هي طريقة حرق الرطب من Ph.D ريمي جيليت وضعت وبراءة اختراع في شنومكس، من شركة سييك مقرها في باريس والتي هي جزء من مجموعة إنجي منذ شنومكس. وهو يتألف من أ التسخين المسبق والرطوبة لتشبع هواء الاحتراق مع استرداد الحرارة المعقولة والكامنة لغازات الاحتراق. للقيام بذلك ، يتم وضع رشاشين في تدفق الهواء: أحدهما في مدخل الهواء النقي والآخر بين المكثف والمدخنة ، كما هو مبين في الشكل 2. جميع المكونات مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ و يتكون الموقد لإدارة هواء الاحتراق المشبع بالرطوبة. لا علاقة لهندسة الموقد بالحقن بالماء بهندسة انبعاثات أكاسيد النيتروجين المنخفضة النموذجية (جدار مزدوج واحد)

اقرأ أيضا: إطلاق بوتيك éconologie.
مخطط لمراجل الاحتراق الرطب المضادة للأكسيد النيتروجين
رسم تخطيطي لغلاية الاحتراق الرطب المضادة لأكاسيد النيتروجين

نظرًا لأن نقطة الندى لغازات الاحتراق التي تدخل المكثف ، بطبيعة الحال ، تزداد (من ~ 58 درجة مئوية في حالة الاحتراق العادي إلى ~ 68 درجة مئوية في حالة الاحتراق الرطب) ، يتم استرداد الحرارة الكامنة أكثر بكثير في المكثف. هذا بالمقارنة مع غلاية تكثيف عادية تعمل في نفس التدفق ودرجات حرارة العودة. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل استرداد الحرارة الإضافي الذي يحدث في برج رذاذ العادم على تبريد غازات المداخن إلى درجات حرارة أقل بكثير مقارنة بالغلاية العادية. ونتيجة لذلك ، فإن النظام PAVE أكثر كفاءة بكثير من مرجل التكثيف العادي.

يقارن الشكل 3 كفاءة نظام الاحتراق PAVE ومرجل التكثيف المنتظم كدالة لدرجة حرارة عودة التكثيف. إنه يدل على أن بداية التكثيف قد تحولت إلى ارتفاع درجة الحرارة المرتجعة ، مما يجعل نظام PAVE مرشحًا مثاليًا لتطبيقات التجديد حيث لا يكون من السهل تقليل درجة حرارة الإرجاع للمبنى (مشعات تقليدية ذات ارتفاع درجة الحرارة)

يتميز نظام PAVE بدرجات حرارة منخفضة للغاية للهب ، لذلك فهو قادر على تحقيق إنتاج منخفض للغاية من أكاسيد النيتروجين. يمكن الوصول بسهولة إلى الحد الأقصى البالغ 30 مغ / نانومتر 3 طالما تم تسخين هواء الاحتراق إلى 60 درجة مئوية وتعديله إلى درجة حرارة مثالية. ومع ذلك، يمكن أن تحقق الشعلات "الجافة" التي تحتوي على نسبة منخفضة من أكاسيد النيتروجين وانبعاثات أكاسيد النيتروجين منخفضة للغاية فقط مستويات قابلة للمقارنة من انبعاثات أكاسيد النيتروجين عن طريق استخدام نسبة عالية من EGRs ، وربما غرف احتراق كبيرة للغاية.

في نظام الاحتراق التقليدي (مع الهواء الجوي) ، يمكن أن يؤدي خفض درجة حرارة اللهب إلى ما دون درجة حرارة معينة إلى تكوين ثاني أكسيد الكربون ، ولكن هذا ليس هو الحال بالنسبة لمرجل الغلاية PAVE الذي يحترق الغاز الطبيعي وبالتالي الوقود الذي بداهة يصل بسهولة احتراقها الكامل.

علاوة على ذلك ، فإن أداء دورة PAVE لا يميل إلى التسبب في انخفاض درجة حرارة الاحتراق إلى الحد الأدنى عن طريق إعادة تدوير المياه المفرطة ، أو حتى تقليل معدل O2 في المادة المؤكسدة بهذه الطريقة نفسها: وخطر تشكيل ثاني أكسيد الكربون هو بداهة القضاء عليها بواسطة دورة PAVE.

الحد من إنتاج أكاسيد النيتروجين وتقليل خطر سحب عمود الماء الذي يترك المداخن (عن طريق انخفاض الرطوبة في الدخان) له عواقب وخيمة: انخفاض خطر الضباب الدخاني (وهو في حالة احتراق الغاز الطبيعي) نتيجة مزيج من عمود الماء + أكاسيد النيتروجين في نفس الوقت الذي يؤدي فيه الأداء الحراري للدورة إلى أقصى حد ...

مشروع مضخة بخار الماء الأول في الصين من قبل CIEC

خلال السنوات شنومكس الماضية، والشركة وقد قام المركز الدولي للبحوث المناخية بنشر نظام بيف في العديد من الدول الأوروبية، وخاصة في فرنسا، ولكن أيضا في ألمانيا وإيطاليا. حدود أكاسيد النيتروجين يجري أقل صرامة في أوروبا، يتم تثبيت النظام كما توفير الطاقة التدبير.

اقرأ أيضا: تخزين غازات الدفيئة في الصخور العميقة

الاحتراق الرطب والجاف المقارن لمكافحة أكاسيد النيتروجين
الشكل 3: كفاءة PCI لغلاية PAVE (WVP) وغلاية تكثيف منتظمة كدالة لدرجة حرارة الإرجاع

في عام 2016 ، حصلت Beijing United Gas Engineering and Technology على عقد من جامعة بكين لتجديد غرفة الغلاية. تضمنت تغيير غرفة المرجل التي تعمل بالفحم وتثبيت نظام غاز جديد. تقرر إنشاء نظام PAVE في الصين لأول مرة.

برج الرش على جانب المدخنة من غلاية PAVE

يشتمل النظام على غلايتين تكثيف الغاز تبلغ كل منهما 5,6 ​​ميجاوات لتسخين الحرم الجامعي على مساحة تسخين تبلغ 160،000 متر مربع تقريبًا. تم بُعد النظام عن بعد بسعة 2 متر مربع تحسبا لأعمال التوسع المستقبلية. تم تصميم شبكة توزيع الحرارة لتدفق ودرجة حرارة عودة 200000 درجة مئوية / 2 درجة مئوية. يتم التحكم في جميع الوحدات الطرفية بواسطة صمامات ثلاثية الاتجاه ، مما يجعل درجة حرارة الإرجاع متغيرة. تم تجهيز واحد فقط من الغلايتين في الوقت الحالي بـ PAVE ، والمرجل الثاني مجهز بموقد قياسي مع انبعاثات أكاسيد النيتروجين منخفضة. هذا سوف يسمح للاختبارات المقارنة مع مرور الوقت.

تم إجراء التكليف في مارس 2017 ، حيث تم اختبار انبعاثات أكاسيد النيتروجين عند 23 مغ / نانومتر 3 (تم تصحيحها إلى 3,5٪ O2) ، وهو أقل بكثير من الحد المسموح به وهو 30 مغ / نانومتر 3. كانت الكفاءة الكلية للغلاية 107٪ - عند درجة حرارة عودة قدرها 45 درجة مئوية وتم قياس انبعاثات ثاني أكسيد الكربون عند 0 مجم / Nm3!

مستقبل مشرق لمراجل مضخة البخار ...

PAVE هي تقنية احتراق قادرة على تحقيق انبعاثات أكاسيد النيتروجين منخفضة للغاية وعائدات عالية إلى حد كبير (109٪ على PCI) وتكاليف صيانة أقل من غلايات التكثيف التقليدية. يمكن تثبيت PAVE على غلاية موجودة دون فقد كبير للقدرة ، في حين أن عمليات التجديد النموذجية للموقد مع انبعاثات أكاسيد النيتروجين منخفضة يمكن أن تقلل بشكل كبير. في مواجهة مشكلة الضباب الدخاني الخطيرة ، تحتل بكين موقع الصدارة في مكافحة تلوث الهواء ، ويجب على صانعي السياسة في جميع أنحاء العالم مراعاة هذه الإجراءات ...

شاركنا في تطوير هذا المقال:

الدكتور غريغوري زدانيوك ، مدير أول للهندسة ، إنجي الصين
جويل موريو، نائب المدير العام للمجلس
لو ليو، نائب كبير المهندسين في بوجيت

الترجمة بواسطة كريستوف مرتز]، مهندس ومدير التحرير من Econologie.com

نص من هذا المصدر باللغة الإنجليزية

اقرأ المزيد:
- "الاحتراق الرطب" أوضح من قبل R.Guillet على forums
- قم بتنزيل الملخص: احتراق وأداء الرطب
- تحليل احتراق الرطب، البرامج نائبة المفوضة السامية
- براءة اختراع عام 1923 بشأن ترطيب هواء الاحتراق
- توليف ريمي غييه

تعليقات 2 على "التلوث: الاحتراق الرطب في بكين لمكافحة SMOG ، أكاسيد النيتروجين و CO"

  1. للحصول على معلومات ، يتم تركيب XECUM MW PAVE التي بناها CIEC في جامعة Leuven في بلجيكا.
    سيتم وضعها في الخدمة في مارس شنومكس.

  2. هناك بعض الحلول لـ SMOG و NOX و CO2 و CO على أساس تقنية دورة Maisotsenko. M-Cycle قادرة على ترطيب الهواء حتى 30-50٪. بالإضافة إلى ذلك ، تستعيد دورة M-Heat دورة الحرارة المنخفضة في 50 C مع كفاءة 98٪ (تقرير من GTI ، شيكاغو). يحيط برج Exisotsenko Exergy برج CO2 من الهواء والكهرباء ومياه الشرب. جميع المعلومات مفتوحة ومتاحة عبر بحث Google

قم بكتابة تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *