Articles

Selektiivinen ei-katalyyttinen pelkistys

selektiivinen ei-katalyyttinen pelkistys (SNCR) on menetelmä typenoksidipäästöjen vähentämiseksi tavanomaisissa voimalaitoksissa, jotka polttavat biomassaa, jätettä ja kivihiiltä. Prosessissa kattilan tulipesään ruiskutetaan joko ammoniakkia tai ureaa paikassa, jossa savukaasu on 1 400-2 000 °F (760-1 090 °C), jotta se reagoi palamisprosessissa muodostuvien typen oksidien kanssa. Kemiallisen redox-reaktion tuloksena syntyy molekyylityppi (N2), hiilidioksidi (CO2) ja vesi (H2O).

haitallisen NOx: n muuttumista vaarattomaksi N2: ksi kuvataan seuraavalla yksinkertaistetulla yhtälöllä:

4 NO + 4 NH3 + O2 → 4 N2 + 6 H2O

kun ureaa käytetään, esireaktio tapahtuu ensin sen muuttamiseksi ammoniakiksi:

nh2conh2 + H2O → 2nh3 + CO2

koska urea on kiinteä aine, sitä on helpompi käsitellä ja varastoida kuin vaarallisempaa ammoniakkia (NH3), joten se on reagoiva aine.valinta.

reaktio vaatii riittävän reaktioajan tietyllä lämpötila-alueella, tyypillisesti 1 400 ja 2 000 °F (760 ja 1 090 °C), ollakseen tehokas. Alemmissa lämpötiloissa NO ja ammoniakki eivät reagoi. Reagoimatonta ammoniakkia kutsutaan ammoniakin liukumiseksi ja se ei ole toivottavaa, sillä ammoniakki voi reagoida muiden palavien lajien, kuten rikkitrioksidin (SO3) kanssa muodostaen ammoniumsuoloja.

yli 1093 °C: n lämpötiloissa ammoniakki hapettuu:

4 NH3 + 5 O2 -> 4 NO + 6 H2O

tällöin ei synny poiston sijasta.

toinen komplikaatio on sekoittuminen. Yleensä reaktioastian keskelle muodostuu enemmän ei ja vähemmän seinien lähelle, koska seinät ovat viileämpiä kuin keskusta. Siten enemmän ammoniakkia on löydettävä tiensä keskustaan ja vähemmän lähellä seiniä, muuten ei keskustassa täyttää riittämätön ammoniakkia vähentämiseksi ja ylimääräinen ammoniakki lähellä seiniä luistaa läpi.

vaikka teoriassa selektiivisellä ei-katalyyttisellä pelkistyksellä voidaan saavuttaa sama hyötysuhde, noin 90% kuin selektiivisellä katalyyttisellä pelkistyksellä (SCR), lämpötilan, ajan ja sekoittumisen käytännön rajoitteet johtavat usein huonompiin tuloksiin käytännössä. Valikoivalla ei-katalyyttisellä pelkistyksellä on kuitenkin taloudellinen etu selektiiviseen katalyyttiseen pelkistykseen verrattuna, koska katalyytin kustannuksia ei ole.