โรงไฟฟ้าถ่านหินควบคุมการปล่อย NOx ได้อย่างไร

ในฐานะซัพพลายเออร์ในอุตสาหกรรมโรงไฟฟ้าถ่านหิน ฉันได้เห็นโดยตรงถึงความสำคัญที่สำคัญของการควบคุมการปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) NOx ซึ่งรวมถึงไนโตรเจนมอนอกไซด์ (NO) และไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO₂) เป็นกลุ่มของก๊าซที่เกิดปฏิกิริยาสูงซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น ถ่านหิน การปล่อยก๊าซเรือนกระจกเหล่านี้ก่อให้เกิดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพหลายประการ รวมถึงปัญหาหมอกควัน ฝนกรด และปัญหาระบบทางเดินหายใจ ในบล็อกนี้ ฉันจะสำรวจวิธีการและเทคโนโลยีต่างๆ ที่โรงไฟฟ้าถ่านหินใช้ในการควบคุมการปล่อย NOx

ทำความเข้าใจการก่อตัวของ NOx ในโรงไฟฟ้าถ่านหิน

ก่อนที่จะเจาะลึกวิธีการควบคุม จำเป็นต้องทำความเข้าใจว่า NOx เกิดขึ้นได้อย่างไรในโรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง มีกลไกหลักสามประการสำหรับการเกิด NOx: NOx จากความร้อน NOx จากเชื้อเพลิง และ NOx ที่เกิดขึ้นทันที

• NOx ความร้อน: NOx ประเภทนี้เกิดขึ้นเมื่อไนโตรเจนและออกซิเจนในอากาศที่เผาไหม้ทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูง การเกิด NOx จากความร้อนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเป็นอย่างมาก โดยอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ในโรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง โดยปกติ NOx ความร้อนจะเป็นแหล่งที่มาหลักของการปล่อย NOx
• เชื้อเพลิง NOx: เชื้อเพลิง NOx เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารประกอบที่มีไนโตรเจนในถ่านหิน เมื่อถ่านหินถูกเผา ไนโตรเจนในถ่านหินจะถูกปล่อยออกมาเป็นสารประกอบไนโตรเจนที่ระเหยง่าย ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนให้เกิด NOx ได้ ปริมาณเชื้อเพลิง NOx ที่ผลิตได้ขึ้นอยู่กับปริมาณไนโตรเจนของถ่านหินและสภาวะการเผาไหม้
• พร้อมท์ NOx: Prompt NOx เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีชุดหนึ่งที่เกิดขึ้นที่หน้าเปลวไฟระหว่างการเผาไหม้ ปฏิกิริยาเหล่านี้เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาระหว่างไนโตรเจนในอากาศกับอนุมูลไฮโดรคาร์บอนในเชื้อเพลิง โดยทั่วไปแล้ว การปล่อย NOx ทันทีคิดเป็นสัดส่วนเพียงเล็กน้อยของการปล่อย NOx ทั้งหมดในโรงไฟฟ้าถ่านหิน

กลยุทธ์การควบคุม NOx

โรงไฟฟ้าถ่านหินใช้กลยุทธ์ที่หลากหลายในการควบคุมการปล่อย NOx กลยุทธ์เหล่านี้สามารถแบ่งกว้างๆ ได้เป็นสองประเภท: การปรับเปลี่ยนการเผาไหม้และเทคโนโลยีการควบคุมหลังการเผาไหม้

การปรับเปลี่ยนการเผาไหม้

การปรับเปลี่ยนการเผาไหม้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงกระบวนการเผาไหม้เพื่อลดการก่อตัวของ NOx การปรับเปลี่ยนเหล่านี้สามารถนำไปใช้ได้ในขั้นตอนการออกแบบของโรงไฟฟ้าหรือดัดแปลงไปยังโรงไฟฟ้าที่มีอยู่ เทคนิคการปรับเปลี่ยนการเผาไหม้ทั่วไปบางประการ ได้แก่:

• หัวเผา NOx ต่ำ (LNB): LNB ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดการก่อตัวของ NOx โดยการควบคุมการผสมของเชื้อเพลิงและอากาศในบริเวณการเผาไหม้ ด้วยการสร้างกระบวนการเผาไหม้ที่มีขั้นตอนมากขึ้น LNB สามารถลดอุณหภูมิเปลวไฟสูงสุด และลดเวลาการคงอยู่ของเชื้อเพลิงและอากาศที่อุณหภูมิสูง จึงช่วยลดการก่อตัวของ NOx จากความร้อน โดยทั่วไป LNB สามารถบรรลุอัตราการลด NOx ได้ถึง 30% ถึง 60% เมื่อเทียบกับหัวเผาทั่วไป
• โอเวอร์ไฟแอร์ (OFA): OFA เป็นเทคนิคที่ส่วนหนึ่งของอากาศที่เผาไหม้ถูกส่งไปเหนือโซนการเผาไหม้หลัก สิ่งนี้จะสร้างโซนที่อุดมด้วยเชื้อเพลิงในส่วนล่างของเตาเผา ซึ่งมีความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำ และโซนที่สิ้นเปลืองเชื้อเพลิงในส่วนบนของเตาเผา ซึ่งมีความเข้มข้นของออกซิเจนสูง ด้วยการลดความเข้มข้นของออกซิเจนในบริเวณการเผาไหม้หลัก OFA จึงสามารถลดอุณหภูมิเปลวไฟสูงสุดและลดการก่อตัวของ NOx จากความร้อนได้ โดยทั่วไป OFA จะได้รับอัตราการลด NOx 20% ถึง 50% เมื่อใช้ร่วมกับ LNB
• การหมุนเวียนก๊าซไอเสีย (FGR): FGR เกี่ยวข้องกับการหมุนเวียนส่วนหนึ่งของก๊าซไอเสียกลับเข้าสู่กระแสอากาศที่เผาไหม้ ก๊าซไอเสียที่หมุนเวียนซ้ำประกอบด้วยก๊าซเฉื่อย เช่น ไนโตรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งจะทำให้ความเข้มข้นของออกซิเจนในอากาศที่เผาไหม้เจือจางลง และลดอุณหภูมิเปลวไฟสูงสุดลง ด้วยการลดอุณหภูมิเปลวไฟสูงสุด FGR จึงสามารถลดการก่อตัวของ NOx จากความร้อนได้ โดยทั่วไป FGR สามารถบรรลุอัตราการลด NOx ได้ที่ 10% ถึง 30%

เทคโนโลยีการควบคุมหลังการเผาไหม้

เทคโนโลยีควบคุมหลังการเผาไหม้ใช้เพื่อกำจัด NOx ออกจากก๊าซไอเสียหลังการเผาไหม้เกิดขึ้น โดยทั่วไปเทคโนโลยีเหล่านี้จะใช้ร่วมกับการปรับเปลี่ยนการเผาไหม้เพื่อลด NOx ต่อไป เทคโนโลยีการควบคุมหลังการเผาไหม้ทั่วไปบางส่วนได้แก่:

• การลดตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเลือกสรร (SCR): SCR เป็นกระบวนการที่สารรีดิวซ์ เช่น แอมโมเนียหรือยูเรีย ถูกฉีดเข้าไปในกระแสก๊าซไอเสีย และทำปฏิกิริยากับ NOx เมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อสร้างไนโตรเจนและน้ำ SCR เป็นเทคโนโลยีควบคุม NOx ที่มีประสิทธิภาพสูง โดยมีอัตราการลด NOx สูงถึง 90% หรือมากกว่านั้น โดยทั่วไประบบ SCR จะถูกติดตั้งในท่อก๊าซไอเสียระหว่างเครื่องอุ่นอากาศและเครื่องตกตะกอนแบบไฟฟ้าสถิต
• การลดแบบไม่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเลือกสรร (SNCR): SNCR เป็นกระบวนการที่ฉีดสารรีดิวซ์ เช่น แอมโมเนียหรือยูเรีย เข้าไปในเตาเผาโดยตรงที่อุณหภูมิสูง (โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 900°C ถึง 1100°C) สารรีดิวซ์จะทำปฏิกิริยากับ NOx ในก๊าซไอเสียเพื่อสร้างไนโตรเจนและน้ำโดยไม่ต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา SNCR มีประสิทธิภาพน้อยกว่า SCR โดยโดยทั่วไปจะมีอัตราการลด NOx อยู่ที่ 30% ถึง 60% อย่างไรก็ตาม SNCR เป็นเทคโนโลยีที่ค่อนข้างเรียบง่ายและคุ้มต้นทุน ทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับโรงไฟฟ้าขนาดเล็กหรือสำหรับการติดตั้งเพิ่มเติมในโรงงานที่มีอยู่
• การฉีดสารดูดซับแบบแห้ง (DSI): DSI เป็นกระบวนการที่ตัวดูดซับแบบแห้ง เช่น โซเดียมไบคาร์บอเนตหรือโทรนา ถูกฉีดเข้าไปในกระแสก๊าซไอเสีย ตัวดูดซับทำปฏิกิริยากับ NOx ในก๊าซไอเสียเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็ง ซึ่งสามารถกำจัดออกจากก๊าซไอเสียได้ด้วยอุปกรณ์ควบคุมอนุภาค เช่น เครื่องตกตะกอนด้วยไฟฟ้าสถิตหรือตัวกรองผ้า DSI เป็นเทคโนโลยีควบคุม NOx ที่ค่อนข้างใหม่ โดยมีอัตราการลด NOx ปกติอยู่ที่ 20% ถึง 40%

บทบาทของบริษัทของเรา

ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำในอุตสาหกรรมโรงไฟฟ้าถ่านหิน เรามีผลิตภัณฑ์และบริการที่หลากหลายเพื่อช่วยให้โรงไฟฟ้าควบคุมการปล่อย NOx ของเรากังหันไอน้ำแบบควบแน่นไมโคร/มินิขนาด 700KWได้รับการออกแบบมาเพื่อให้การผลิตพลังงานมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ ในขณะเดียวกันก็ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกด้วย ของเราการบำรุงรักษาและยกเครื่องโรงไฟฟ้าบริการต่างๆ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าโรงไฟฟ้าทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งสามารถช่วยลดการปล่อย NOx ได้ นอกจากนี้เรายังนำเสนอฝาครอบและซับสำหรับกังหันก๊าซ GE Frame 5ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของกังหันก๊าซที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้า

ติดต่อเราสำหรับโซลูชันการควบคุม NOx

หากคุณเป็นผู้ดำเนินการโรงไฟฟ้าถ่านหินที่กำลังมองหาโซลูชันการควบคุม NOx ที่มีประสิทธิภาพ เราพร้อมให้ความช่วยเหลือ ทีมผู้เชี่ยวชาญของเรามีประสบการณ์กว้างขวางในการออกแบบ ติดตั้ง และบำรุงรักษาระบบควบคุม NOx เราสามารถทำงานร่วมกับคุณเพื่อพัฒนาโซลูชันที่ปรับแต่งให้ตรงกับความต้องการเฉพาะและข้อกำหนดด้านกฎระเบียบของคุณได้ ไม่ว่าคุณกำลังมองหาการปรับปรุงโรงงานที่มีอยู่เดิมหรือสร้างโรงงานใหม่ เราสามารถจัดหาผลิตภัณฑ์และบริการที่คุณต้องการเพื่อให้บรรลุเป้าหมายการลด NOx ของคุณได้ ติดต่อเราวันนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโซลูชันการควบคุม NOx ของเรา และวิธีที่เราสามารถช่วยให้โรงไฟฟ้าของคุณดำเนินงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและยั่งยืนมากขึ้น

อ้างอิง

• สมาคมเถ้าถ่านหินอเมริกัน (2023) “การสำรวจการผลิตและการใช้ผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ถ่านหินปี 2023”
• สถาบันวิจัยพลังงานไฟฟ้า (EPRI) (2020). “เทคโนโลยีควบคุม NOx สำหรับโรงไฟฟ้าถ่านหิน”
• สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) (2022) “มาตรฐานการปล่อยมลพิษแห่งชาติสำหรับมลพิษทางอากาศที่เป็นอันตราย (NESHAP) สำหรับหน่วยผลิตไอน้ำสาธารณูปโภคที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง”