Analýza metod denitrifikace spalin ve vztahu k životnímu prostředí

Mario Machů

Doctoral thesis

Flue gas denitrification methods analysis focused on environment

Anotácia:

Moderní průmyslově-spotřební společnost čelí dvěma prozatím protikladným požadavkům na vysokou životní úroveň a zároveň čisté životní prostředí. Pro zachování či růst životní úrovně je zapotřebí zajistit bezpečné a ideálně i levné zdroje energie, bez kterých se průmysl, sektor služeb a nakonec ani domácnosti neobejdou. Spalování jako zdroj energie hraje a do budoucna ještě bude dlouho hrát důležitou roli. Tudíž je třeba se snažit o co nejnižší dopady na životní prostředí. Spalovací pochody obecně jsou zdrojem znečištění ovzduší, přičemž jednou z významných škodlivin jsou NOx. Práce se zabývá jejich vlastnostmi, působením na životní prostředí, mechanismy vzniku, možnostem předcházení vzniku a nakonec i metodám k jejich redukci, pakliže preventivní opatření v daném spalovacím zařízení nejsou dostatečná. V práci je posouzena možnost využití dimenzionální analýzy pro odhad množství NOx a potenciální optimalizaci spalovacího procesu, dále pomocí CFD modelování predikováno množství NOx ve vysokopecním ohřívači větru. Nakonec jsou vyhodnoceny spalovací zkoušky s aplikací metody selektivní nekatalytické redukce na konkrétním zařízení i s ohledem na vlastnosti popílku. Nabízí se i návrh alternativní, tj. použití technologie selektivní katalytické redukce.

Abstract:

Modern industrialized society faces two contradictory demands – high level of comfort and clean environment. For maintaining or raising living conditions society needs safe and in best case scenario cheap energy sources. Without them industrial, commercial nor household sector cannost prosper. Combustion as a source of energy still represents important part of energy sector and will be in near future. So there is a demand on reducing environment harmness to lowest levels possible. Combustion processes are source air of pollution and one of the main harm substances are nitrogen oxides. Work deals with their properties, environmental impacts, mechanisms of creation, options leading to avoiding their occurence and methods leading to their elimination in flue gas i n case primary methods fail to succeed. Possibility of using dimensional analysis for prediction of occuring nitrogen oxides amount is analysed and possible usage for optimalisation of combustion proces. Next part contains CFD model of nitrogen oxide generation in hot blast stove. Main part contains combustion test of selective non-catalytic reduction technology on industrial boiler with scope to side effects of the proces. Simplified calculation of reduction substance (urea solution) is made for both technologies for comparison. Last part shows results of combustion test of aditive usage in industrial boiler which has been made to decrease amount of unburnt carbon in fly ash.

Kľúčové slová

oxidy dusíku, denitrifikace spalin, modelování

Keywords

Nitrogen oxides, flue gas denitrification, modelling

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 31. 8. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 29. 11. 2017
• Vedúci: Zuzana Klečková
• Oponent: Jiří Novotný, Mária Čarnogurská, Pavel Šonovský

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství

Doctoral programme / odbor:
Metalurgie / Tepelná technika a paliva v průmyslu