Skip to content
Image shows burning domestic biomass pellets

Zgorevanje biomase v velikem obsegu

Pregled industrijskega zgorevanja biomase

Odkrijte podrobnosti o onesnaževanju iz industrijskih obratov, ki sežigajo biomaso in kako zmanjšati škodo.

Vedno bolj se uveljavlja industrijsko kurjenje biomase kot vir zanesljive energije z nizkimi emisijami ogljika. Vendar je za to treba plačati davek v obliki toksičnih emisij, kot so ogljikov monoksid, dioksini, trdni delci in dušikovi oksidi. Seveda našteto velja, če le-te niso skrbno nadzorovane. Zmanjšati je potrebno tudi emisijo metana kateri ni strupen, je pa močen toplogredni plin.

Ko je govora o velikih industrijah je primarni fokus na zmanjšanju emisij kot tudi na sredstvih, ki so potrebna za to. Pri izgorevanju biomase imajo v velikih industrijah bolj izpopolnjen nadzor kot recimo v gospodinjstvih, kar omogoča, da so dimni plini ohranjeni znotraj strožjih mej. To omogoča možnost uporabe naprednih tehnologij za zmanjševanje emisij, kot so:
selektivna katalitična redukcija (SCR), elektrostatični filtri (ESP) in oksidacijski katalitični pretvorniki.

Za ustanovitev novih obratov je običajno potrebno pridobiti dovoljenja, pogoj za njihovo pridobitev pa je pogosto skladnost z zahtevnimi emisijskimi standardi. Finančne spodbude lahko vključujejo nepovratna sredstva ali možnost prodaje emisijskih kuponov, vendar je pri pridobivanju obeh treba zelo skrbno upoštevati vpliv na kakovost zraka in emisije toplogrednih plinov.

Raziščite več o emisijah ki nastanejo pri obsežnem izgorevanju biomase ter, kako jih je mogoče zmanjšati

Kemijska sestava dimov pri industrijskem zgorevanju biomase

Odkrijte več o kemiji onesnaževanja, kot posledica izgorevanja biomase v velikih industrijah in o tem, kako jih mogoče zmanjšati.

Biomaso pogosto opisujejo kot “ogljik”, kar v splošnem drži, vendar je žal v njej tudi precej drugih molekul, zaradi česar je “čisto” izgorevanje težje doseči.

Tudi če bi kurili čisti ogljik, bi zaradi nepopolnega izgorevanja še vedno prišlo do onesnaženja v obliki ogljikovega monoksida in sajastih delcev. Poleg tega bi toplota pri izgorevanju povzročila reakcijo med kisikom in dušikom v zraku, pri čemer bi nastali dušikovi oksidi.

Tudi anorganske spojine v gorivu vplivajo na emisije. Najpomembnejše med njimi so katranske spojine, ki se, če se ne zgorejejo do konca, lahko sproščajo kot hlapne organske spojine, od katerih lahko nekatere kondenzirajo in tvorijo trdne delce.

Minerali v gorivu se običajno spremenijo v pepel, del tega pa se lahko sprosti kot prah. Biomasa iz stebelnih proizvodov, kot je slama, vsebuje tudi klor, ki vpliva na emisije.

Oksidacija dimov iz industrijskega zgorevanja biomase

Odkrijte, kako lahko katalizatorji oksidirajo izpustne dime, ki nastajajo pri industrijskem kurjenju biomase.

Številna onesnaževala, ki nastajajo pri zgorevanju biomase, so posledica nepopolnega zgorevanja, na primer ogljikov monoksid, hlapne organske spojine, katranske spojine itd. Katalitsko oksidacijo lahko obravnavamo kot postopek sekundarnega zgorevanja, pri katerem se organske spojine, ki ostanejo po primarnem zgorevanju, oksidirajo v ogljikov dioksid in vodo.

Katalitska oksidacija je odvisna od temperature, za njeno učinkovitost pa so na splošno potrebne temperature med 250 in 450 °C. Vendar je ta temperatura bistveno nižja od tiste, ki je potrebna za nekatalitske oksidacijske tehnike, kot je uporaba dodatnih gorilnikov, zato je pogosto bolj ekonomična in okolju prijazna rešitev.

Pri načrtovanju sistema katalitske oksidacije za obsežno uporabo biomase se vedno najprej upošteva temperatura dimnih plinov. V naslednji fazi je treba pomisliti na plevele in prah ter zagotoviti, da zasnova katalitičnega pretvornika preprečuje njihovo zamašitev. Tretjič, upoštevati moramo korozivne snovi v dimnih plinih, kot sta žveplo in klor, ki lahko skrajšajo življenjsko dobo katalizatorja, če ne uporabimo posebnih premazov.

Uporaba SCR za zmanjšanje onesnaževanja zaradi izgorevanja biomase

Tehnologija selektivne katalitične redukcije (SCR) lahko pomaga industrijskim obratom, ki uporabljajo biomaso doseči dovoljene mejne vrednosti emisij.

SCR je kratica za selektivno katalitično redukcijo in je tehnologija za razgradnjo dušikovih oksidov (NOx).

V kemiji se “redukcija” nanaša na reakcijo, pri kateri se atomi kisika ločijo od drugega elementa, tj. je nasprotna oksidaciji.

Pri vročih procesih pogosto nastajajo dušikovi oksidi, ki so škodljiva onesnaževala in so vedno bolj zaskrbljujoči.

Selektivna katalitična redukcija deluje tako, da se vnese druga spojina, imenovana “reducent”, ki spodbudi kisikove atome, da “odidejo” iz molekul NOx in namesto z njimi reagirajo z reducentom.

V večini primerov se za spodbujanje te reakcije uporablja katalitični pretvornik, pri katerem reakcija poteka pri temperaturi od 150 do 600°C.

Brez katalizatorja je potrebna višja temperatura. Najpogostejši reducent, ki se uporablja v postopkih SCR, je amoniak.

To lahko kupite v obliki raztopine amoniaka, lahko pa uporabite tudi raztopino sečnine, kot je Adblue.

Raztopine sečnine je lažje skladiščiti in ravnati z njimi kot z raztopino amoniaka, poleg tega pa so tudi širše dostopne, vendar če se vbrizgavajo neposredno v dimne pline, zahtevajo najmanjšo temperaturo 300°C.

Zelo pomembno je, da količina vbrizganega reducenta ustreza količini NOx v dimnih plinih. Če je količina premajhna, bo zmanjševanje NOx ogroženo, če pa je prevelika, se bo sproščal amoniak.

Zato je potreben izpopolnjen sistem za vbrizgavanje reducenta. Dobro zasnovan sistem SCR lahko zmanjša emisije NOx za več kot 90 %.

Kvantitativno določanje dimov pri zgorevanju biomase

Obrazložimo lahko rezultate meritev emisij, ki nastanejo pri industrijskem izgorevanju biomase.

Direktiva o industrijskih emisijah in Direktiva o srednjih kurilnih napravah zahtevata redno spremljanje emisij, ki ga morajo izvajati podjetja z ustrezno akreditacijo (npr. MCERTS).

Pogosto nas pokličejo, ko ugotovijo, da naprave presegajo dovoljene emisije, in v tem primeru običajno uporabimo poročila o preskusih kot izhodišče za diagnosticiranje težave.

Spremljanje emisij je tudi pomembna faza umerjanja sistemov SCR in potrditve vsake nove namestitve. Sistemi SCR lahko vključujejo senzorje emisij in napravo za beleženje podatkov, do katere je po potrebi mogoče dostopati na daljavo.

Dovoljene emisije iz industrijskih kurilnih naprav na biomaso

Strankam lahko pomagamo pri izpolnjevanju predpisov, kar se tiče emisij pri uporabi biomase v industriji.

V EU in Združenem kraljestvu je največja novost na področju predpisov, ki urejajo emisije iz industrijskega kurjenja biomase, Direktiva o srednjih kurilnih napravah (MCPD). To velja za elektrarne s toplotno močjo od 1 do 50 mW in ima različne datume začetka izvajanja, od decembra 2018 do januarja 2030, odvisno od velikosti elektrarn in tega, ali so nove ali obstoječe. Direktiva MCPD se osredotoča predvsem na zmanjšanje emisij NOx, vendar so pri nekaterih vrstah goriva urejeni tudi SO2 in prah.

Naprave, večje od 50 mW, običajno ureja obstoječa direktiva o industrijskih emisijah.

Za naprave s toplotno močjo, manjšo od 1 mW, direktiva MCPD ne velja, vendar morajo pogosto izpolnjevati omejitve emisij, da so upravičene do nepovratnih sredstev.

Katalitični pretvorniki za energetske sisteme na biomaso

Oblikujemo in dobavljamo oksidacijske ter redukcijske katalitične pretvornike za zmanjševanje onesnaževanja pri industrijskem izgorevanju biomase.

Pri obravnavi hlapov iz obsežnega izgorevanja biomase so merila učinkovitosti pogosto zahtevna, zato je treba vsako uporabo obravnavati kot ločen projekt. Padec tlaka je običajno pomembno merilo za projektiranje, zato imamo strokovno znanje in izkušnje, da ga lahko natančno predvidimo.

Letna uporaba bo verjetno intenzivna, zato so sistemi običajno zasnovani tako, da jih je mogoče redno servisirati in popravljati. Posebno pozornost je treba nameniti prisotnosti onesnaževal, kot je žveplo v dimnih plinih, ki lahko zahtevajo posebne katalitične premaze, da se prepreči prezgodnja okvara.

Zasnujemo in dobavimo lahko katalizatorje na osnovi keramičnih ali kovinskih podlag. V primeru keramičnih substratov je pri velikih uporabah običajno več substratov v mreži, ohišje pa oblikujemo tako, da jih je mogoče po potrebi preprosto zamenjati. Z veseljem dobavljamo tudi nadomestne keramične elemente, ki se namestijo v obstoječa ohišja.

Oblikujemo tudi ohišja za kovinske podlage, ki jih je lažje odstraniti za čiščenje.

Družba Whitebeam z veseljem sodeluje s proizvajalci originalne opreme, končnimi uporabniki, svetovalci ali strokovnjaki za dimnike, da bi zagotovila učinkovite katalitične pretvornike v tem sektorju.