Minskade NOx- utsläpp med nya tillämpningar i rökgasrening

Transkript

1 Minskade NOx- utsläpp med nya tillämpningar i rökgasrening Panndagarna i Borås, 9. April, 2019 Valmet Technologies Jonas Ståhls Valmet Miljösystem

2 Innehåll Introduktion till Valmet Miljösystem Bakgrund till DeNOx- skrubberteknologi Ozonskrubber Klordioxidskrubber Referenser Sammanfattning & frågor

3 1. Introduktion till Valmet Miljösystem

4 Valmet Environmental Systems Brett urval av produkter inom rökgasreningsteknologin Bag house filter Electrostatic precipitator Wet limestone FGD NaOH scrubber Torr rökgasrening Våt rökgasrening NO x kontroll Värmeåtervinning Profilers Automated on/off valves Intelligent control valves ESD valves Automation systems SNCR SCR Condensing scrubber Tube condenser 4 24 April 2019 Valmet GASCON

5 Valmet Environmental Systems Rökgasrening och -kondensering Teknologin är baserad på egen teknologi och know-how. Första skrubbern sedan Första luftuppfuktaren sedan Idag referenser över 100 st av våt rökgasrening och 40 st av torr rökgasrening. På Valmet Miljösystem jobbar över 200 pers. Engineering Procurement Commissioning Training Project Execution Construction Management Services R&D 5 24 April 2019 Valmet GASCON

6 2. Bakgrund till DeNOx- Rökgasskrubberteknologi Utvecklad teknologi för att tackla utmaningen med allt strängare NO x utsläppskrav

7 Sodapannor Allt strängare utsläppskrav SNCR NOx kontroll otillräckligt för att nå nya gränser SCR är inte tillämpbart p.g.a stoftblockeringar och deaktivering av katalysatorn Typical emissions BAT* Emission limit values NO X mg/nm 3 Dust after ESP mg/nm 3 SO mg/nm 3 TRS mg/nm 3 Ytterligare utsläppskontroll kan behövas *Industrial Emissions Directive 2010/75/EU 7 24 April 2019 Valmet GASCON

8 Mesaugnar (Lime kilns) Allt strängare utsläppskrav Ingen SNCR applikation för mesaugnar SNCR NOx kontroll otillräckligt för att nå nya gränser SCR är inte tillämpbart p.g.a stoftblockeringar och deaktivering av katalysatorn Typical emissions BAT* emission limit values NO X mg/nm 3 Dust after ESP < 10 mg/nm 3 SO ( if NCG is burned) 5-70 ( if NCG is burned) mg/nm 3 TRS mg/nm 3 Ytterligare utsläppskontroll kan behövas *Industrial Emissions Directive 2010/75/EU 8 24 April 2019 Valmet GASCON

9 Rökgasskrubber Utvecklad teknologi som används för rökgasrening och värmeåtervinning. Hög reduktion av: Stoft NH 3 SO 2 HCl NO x

10 DeNOx skrubber NOx bildning vid förbränning ~ 95% NO ~ 5% NO 2 Kväveoxider Löslighet i vatten (g/dm 3 ) NO N 2 O 0.11 NO Dust N 2 O NH3 N 2 O HCl HNO 3 Lösligt NOx I atmosfären: NO oxiderar till NO 2 med hjälp av syre & UV ljus I skrubbern: NO oxideras med oxideringsmedel, exempelvis O 3 or ClO 2

11 3. Ozon DeNO x - teknologi NO x kontroll med skrubber

12 Ozon DeNO x teknologi O 3 /O 2 gasmix används for NO x oxidering O 3 /O 2 mix leds in till skrubber inloppet med luft som bärande ämne Snabb NO oxidering till NO 2 Dust HCl NH3 NO 2 tvättas i skrubbercirkulationen O 3 /O 2 gasmixen produseras i en separat ozongenerator NOx O 3 injection Redan nu som kommersiell teknologi

13 Ozongenereringssystem Liquid oxygen tank Ozongeneratorn producerar ozon av syre i vätskeform Ozonproduktionen är mängdbaserad beroende på NO x reduktionsgraden Cooling demand Cleaned flue gas Liquid oxygen vaporizer Oxygen gasifier N2 addition: Instrument air Carrier air NaOH Liquid O 2 Gaseous O 2 Electric power O 2 O3/O2 mixture Effluent NaOH Effluent April, 2019 Valmet GASCON

14 Förenklade kemiska reaktioner i Ozon DeNO x teknologin Primärselektiva reaktioner NO + O 3 NO 2 + O 2 Sekundär reaktioner O 3 injektion NO 2 + O 3 NO 3 + O 2 NO 2 + NO 2 Dust N 2 O 4 NH3 NO 2 + NO 3 N 2 O 5 HCl NOx NO x reaktioner i skrubbern 3 NO 2(g) + H 2 O (l) 2 HNO 3(l) + NO (g) 2 NaOH (aq) + NO 2(g) + NO (g) + ½ O 2(g) NaNO 2(aq) + NaNO 3(aq) + H 2 O (l)

15 4. ClO 2 DeNO x - teknologi Stabil NO x kontroll med skrubber

16 ClO 2 som oksideringsmedel i DeNOx skrubbern ClO 2 finns tillgängligt vid dom flesta cellulosafabrikerna ClO 2 -vattenlösning används för blekning Låg energiförbrukning jämfört med Ozon DeNOx processen Hög selektivitet NO till NO 2 /N 2 O 5 oxiderar i millisekunder Hög och prompt oxiderings effektivitet April 2019 Valmet GASCON

17 Förenklade kemiska reaktioner i ClO 2 DeNO x teknologin Primärselektiva reaktioner 5 NO + 2 ClO 2 + H 2 O 5 NO HCl NO x skrubberreaktioner ClO 2 injection 3 NO 2(g) + H 2 O (l) 2 HNO 3(l) + NO (g) 2 NaOH Dust (aq) + NO 2(g) + NO (g) + NH3 ½ O 2(g) HCl NaNO NOx 2(aq) + NaNO 3(aq) + H 2 O (l)

18 5. Referenser ClO₂ DeNO x Ozone DeNO x

19 Värdens första sodapanna med DeNOx skrubber Sun paper RB 450 t/d, Yanzhou, Kina Allt tuffare utsläppskrav i Kina har lett till introduktion för ny teknologi vid cellulosfabriker: Start-up: 2017 ClO 2 som oxideringsmedel Rökgasflöde: 28 m 3 n/s Effektiv oksidering med låg ClO 2 förbrukning har uppnåtts Uppnådd NO x reduktion upp till 95 % April 2019 Valmet GASCON

20 ClO 2 referens 1 Sun paper RB 450 t/d, Yanzhou, Kina Värdens första sodapanna med DeNOx skrubber April 2019 Valmet GASCON

21 Prestandaprov: Sun paper RB 450 t/d April 2019 Valmet GASCON

22 NOx Prestandaprov: Sun paper RB 450 t/d ClO 2 dosering 2 x ClO 2 dosering ClO 2 dosering stannar NOx mg/nm3 at 6% O2 0 2:31 PM 3:43 PM 4:55 PM 6:07 PM Time April 2019 Valmet GASCON

23 Ozone DeNO x Asia Symbol Pulp and Paper Kina Data Bränsle Naturgas, odorösa gaser Ozone DeNOx Confidental customer China Teknologi Gasflöde Ozon DeNO x Nm 3 /h (våt) Inlopps NO x 320 mg/nm 3 (dry, 6% O 2 ) Utlopps NO x <100 mg/nm 3 (dry, 6% O 2 ) NO x reduktion: 70% Status Pågående projekt April 2019 Valmet GASCON

24 Valmet DeNOx Skrubberreferenser Customer Sun Paper Yanzhou DeNOX scrubber Application RB 450 tds/d ClO 2 DeNOx scrubber Delivery status Delivered In operation Start-up NOx limit mg/m3n Sun Paper Yanzhou RB 1000 tds/d ClO 2 DeNOx scrubber Delivered In operation mg/m3n Sun Paper Yanzhou RB 900 tds/d ClO 2 DeNOx scrubber Delivered In operation mg/m3n Asia Symbol (Shandong) Pulp and Paper Co. Rizhao Asia Symbol (Shandong) Pulp and Paper Co. Rizhao Asia Symbol (Shandong) Pulp and Paper Co. Rizhao Sun Paper Zoucheng NCG Incinerator O 3 DeNOx scrubber RB 7500 tds/d ClO 2 DeNOX scrubber (2 pcs) Lime Kiln ClO 2 DeNOX scrubbers (2 pcs) RB 1600 tds/d ClO 2 DeNOX scrubber Under construction Under construction Under construction mg/m3n mg/m3n mg/m3n LOI mg/m3n April 2019 Valmet GASCON

25 6. Sammanfattning och frågor

26 Sammanfattning DeNOx skrubber Oxiderat NO 2 löser sig lätt i skrubbercirkulationen Prestandaprov har visat t.om. 95% reduktion av NO x Klordioxid finns tillgängligt vid dom flesta cellulosafabriker Cellulosafabriker har befintliga vattenreningssystem Den ända teknologin för Sodapannor och Mesaugnar för att pålitligt och flexibelt nå de lägsta utsläppen Världens första ClO 2 baserad DeNOx skrubber efter Sodapanna i drift sedan start-up April 2019 Valmet GASCON

27