Di fronte a una scadenza di conformità stabilita dalla Clean Air Interstate Rule (CAIR) dell'Environmental Protection Agency, una centrale elettrica negli Stati Uniti centro-occidentali aveva bisogno di trovare un sistema di controllo NOx che riducesse le emissioni dal 30 al 50%. Il personale della centrale ha chiesto una proposta a un'azienda leader nelle attrezzature per il controllo dell'inquinamento dell'aria. La soluzione raccomandata era un sistema personalizzato con un prezzo di 1.000.000 di dollari. Il personale della centrale ha deciso di esplorare altre opzioni. Su segnalazione di un'altra centrale elettrica della regione, il personale dell'impianto ha contattato Spraying Systems Co. e ha richiesto una proposta. L'azienda ha fornito i parametri e le geometrie del forno e Spraying Systems Co. ha raccolto le letture della temperatura del campione.
Sistema di controllo AutoJet® NOx
Utilizzando calcoli di raffreddamento del gas proprietari, dati sulle dimensioni delle gocce raccolti nei suoi laboratori di prova e decenni di esperienza, Spraying Systems Co. ha progettato una soluzione:
- Otto iniettori di spurgo ad aria installati su tre livelli
- Ogni iniettore è dotato di un ugello idraulico a cono cavo che spruzza una miscela di acqua e urea perpendicolarmente alla parete del forno
- Iniettori per resistere a temperature fino a 954°C
- Spurgo dell'aria per mantenere l'urea abbastanza fredda da prevenire la vaporizzazione e l'intasamento degli ugelli.
Convalida del progetto
Lamodellazione CFD (Computational Fluid Dynamics) è stata raccomandata da Spraying Systems Co. per convalidare il progetto e scoprire eventuali problemi imprevisti causati dalle condizioni operative del forno.
Risultato
Lo studio CFD ha convalidato il progetto e non sono state necessarie modifiche. Gli iniettori sono stati costruiti e installati in 12 settimane
- Le emissioni di NOx sono state ridotte del 45%
- Il carryover di urea è trascurabile ed entro limiti accettabili
- Gli ugelli non sono intasati e gli iniettori funzionano secondo le specifiche
- La miscelazione dell'urea nel flusso di gas è adeguata e si verifica la reazione desiderata
- Le goccioline prodotte dagli ugelli a cono cavo evaporano prima del contatto con le pareti del forno, eliminando i danni e la manutenzione eccessiva causati dalla bagnatura
- L'uso di ugelli idraulici elimina la necessità di costosa aria compressa e aiuta a mantenere bassi i costi operativi
- La soluzione di Spraying Systems Co. è costata solo 1/3 del costo di quella di un altro fornitore, facendo risparmiare alla centrale diverse centinaia di migliaia di dollari (USA)
- Il progetto è stato completato diversi mesi prima della scadenza della conformità. La centrale elettrica ha guadagnato crediti di emissione che possono essere venduti in futuro.