Αντιμέτωπη με μια προθεσμία συμμόρφωσης που είχε τεθεί από τον διακρατικό κανόνα για τον καθαρό αέρα (CAIR) της Υπηρεσίας Προστασίας Περιβάλλοντος, μια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στις μεσοδυτικές ΗΠΑ έπρεπε να βρει ένα σύστημα ελέγχου των NOx που θα μείωνε τις εκπομπές κατά 30 έως 50%. Το προσωπικό του εργοστασίου ζήτησε μια πρόταση από μια κορυφαία εταιρεία εξοπλισμού ελέγχου της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Η συνιστώμενη λύση ήταν ένα προσαρμοσμένο σύστημα με τιμή 1.000.000 δολάρια ΗΠΑ. Το προσωπικό του εργοστασίου αποφάσισε να διερευνήσει περισσότερες επιλογές. Ενεργώντας κατόπιν παραπομπής από άλλη μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στην περιοχή, το προσωπικό του εργοστασίου επικοινώνησε με την Spraying Systems Co. και ζήτησε μια πρόταση. Η επιχείρηση κοινής ωφέλειας παρείχε τις παραμέτρους και τις γεωμετρίες του κλιβάνου και η Spraying Systems Co. συνέλεξε μετρήσεις της θερμοκρασίας του δείγματος.
Σύστημα ελέγχου NOx AutoJet®
Χρησιμοποιώντας ιδιόκτητους υπολογισμούς ψύξης αερίου, δεδομένα μεγέθους σταγόνων που συλλέχθηκαν στα εργαστήρια δοκιμών της και δεκαετίες εμπειρίας, η Spraying Systems Co. σχεδίασε μια λύση:
- Οκτώ εγχυτήρες καθαρισμού αέρα εγκατεστημένοι σε τρία επίπεδα
- Κάθε εγχυτήρας εξοπλισμένος με ένα υδραυλικό ακροφύσιο κοίλου κώνου που ψεκάζει ένα μείγμα νερού/ουρίας κάθετα στο τοίχωμα του κλιβάνου
- Οι εγχυτήρες αντέχουν σε θερμοκρασίες έως 954°C
- Καθαρισμός με αέρα για να διατηρείται η ουρία αρκετά δροσερή ώστε να αποφεύγεται η εξάτμιση και η απόφραξη του ακροφυσίου.
Επικύρωση σχεδιασμού
Η εταιρεία Spraying Systems Co. συνέστησε τημοντελοποίηση CFD (Computational Fluid Dynamics) για την επικύρωση του σχεδιασμού και την αποκάλυψη τυχόν απρόβλεπτων προβλημάτων που προκλήθηκαν από τις συνθήκες λειτουργίας του κλιβάνου.
Αποτέλεσμα
Η μελέτη CFD επικύρωσε τον σχεδιασμό και δεν απαιτήθηκαν τροποποιήσεις. Οι εγχυτήρες κατασκευάστηκαν και εγκαταστάθηκαν σε 12 εβδομάδες
- Οι εκπομπές NOx μειώθηκαν κατά 45%
- Η μεταφορά ουρίας είναι αμελητέα και εντός αποδεκτών ορίων
- Τα ακροφύσια δεν φράζουν και οι εγχυτήρες αποδίδουν σύμφωνα με τις προδιαγραφές
- Η ανάμιξη της ουρίας στο ρεύμα αερίου είναι επαρκής και λαμβάνει χώρα η επιθυμητή αντίδραση
- Τα σταγονίδια που παράγονται από τα ακροφύσια κοίλου κώνου εξατμίζονται πριν έρθουν σε επαφή με τα τοιχώματα του κλιβάνου, εξαλείφοντας τις ζημιές και την υπερβολική συντήρηση που προκαλούνται από την διαβροχή
- Η χρήση υδραυλικών ακροφυσίων εξαλείφει την ανάγκη για δαπανηρό πεπιεσμένο αέρα και συμβάλλει στη διατήρηση του κόστους λειτουργίας σε χαμηλά επίπεδα
- Η λύση της Spraying Systems Co. ήταν μόλις το 1/3 του κόστους της λύσης ενός άλλου προμηθευτή, εξοικονομώντας στον σταθμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας αρκετές εκατοντάδες χιλιάδες δολάρια (ΗΠΑ)
- Το έργο ολοκληρώθηκε αρκετούς μήνες πριν από την προθεσμία συμμόρφωσης. Ο σταθμός ηλεκτροπαραγωγής κέρδισε μονάδες εκπομπών που μπορούν να πωληθούν στο μέλλον.