Die Nachrüstung bestehender Anlagen mit NOx-armen Brennern kann eine wirtschaftliche Lösung sein, um bei bestehenden Feuerungsanlagen niedrige NOx-Emissionswerte zu erreichen. In der Regel erfordern NOx-arme Brenner entweder eine externe Abgasrückführung (EFGR) oder eine selektive katalytische Reduktion (SCR), um NOx-Emissionen von 9 ppmv und CO-Emissionen von 50 ppmv oder weniger zu erreichen. Brenner eines NOx-armen Brenner , der in Brenner bestehenden Brenner passt, dabei die Einschränkungen hinsichtlich der Brennlänge einhält und die Emissionsziele ohne EFGR erfüllt, stellte die Branche bisher vor eine Herausforderung. Die Dow Chemical Company in Pittsburg, Kalifornien, stand vor dieser Herausforderung, als ihr Dowtherm®-Heizofen mit NOx-Emissionen von weniger als 9 ppmv und CO-Emissionen von weniger als 50 ppmv betrieben werden musste. Zeeco Dow eine patentierteBrenner mitBrenner GLSF FREE JET Brenner der nächsten Generation, der sich durch einen geringen Platzbedarf, ein kompaktes Flammenprofil und kürzere Flammenlängen auszeichnet.
Die Zeeco®Brenner der nächsten Generation kann NOx-Emissionen von weniger als 9 ppmv ohne EFGR erzielen. Der GLSF FREE JET Brenner ein Flammenprofil mit sehr geringer Wechselwirkung zwischen den Flammen bei Brenner und erzielt gleichzeitig kürzere Flammenlängen. Das Brenner nutzt dieFREE JET“-Mischtheorie, um die Menge der inerten internen Verbrennungsprodukte (Rauchgas), die mit dem Brenngas in der Brennkammer vermischt werden, zu maximieren und so ein aufbereitetes Brennstoffgemisch aus Gas und Rauchgas zu erzeugen. Das resultierende Gemisch verbrennt dann im Verbrennungsprozess bei einer niedrigeren adiabatischen Flammentemperatur und erzeugt von Natur aus geringere NOx-Emissionen.
Ein weiteres wichtiges Anliegen für den Endnutzer, also das betreibende Unternehmen, sind die Gesamtbetriebskosten für Ultra-Low-NOx-Brenner der nächsten Generation. Einige auf dem Markt erhältliche Konstruktionen weisen im Vergleich zu herkömmlichen emissionsarmen Brennern höhere Wartungskosten auf. Diese Kosten werden jedoch durch den geringeren Einsatz teurer EFGR- oder SCR-Systeme zum Erreichen der gewünschten NOx-Reduzierung ausgeglichen.
Zeeco die technischen Details des in der Dow-AnwendungBrenner FREE JET Brenner erläutern, darlegen, wie die Konstruktion sowohl die Herausforderungen hinsichtlich der Emissionen als auch der Gesamtbetriebskosten bewältigt, und nachgewiesene erfolgreiche Praxisergebnisse diskutieren.
Die Dow Chemical Company in Pittsburg, Kalifornien, stand vor einer anspruchsvollen Emissionsauflage, die für ihren Dowtherm®-Heizofen NOx-Emissionen von weniger als 9 ppmv vorschrieb. Der Ofen erforderte einen einzelnen Brenner für eine maximale Wärmeabgabe von 26 MM Btu/h (6,55 MM kcal/h) Brenner . Der Ofen war als vertikaler Zylinder mit einer zweiläufigen spiralförmigen Heizschlange konstruiert. Die Verbrennungsluft wurde dem Brenner Umgebungstemperatur über ein Zwangsbelüftungssystem zugeführt. Bei maximaler Auslastung war das Verbrennungsluftsystem so ausgelegt, dass es einen Luftdruck von 3“ H₂O (76,2 mm H₂O) an den Brenner lieferte. Die Ofenhöhe betrug 21,6 ft (6.584 mm) bei einem Rohrkreisdurchmesser von 9,5 ft (2.896 mm). Das Ofenvolumen betrug etwa 1.530 ft³ (43,3 m³) und war für eine Rauchgastemperatur von 1.700 °F (926,7 °C) ausgelegt. Die Wärmeabgabe pro Bodenfläche betrug etwa 350.945 Btu/ft² (994.964 kcal/m²). Anwendungen mit einer Wärmeabgabe pro Bodenfläche von über 350.000 Btu/ft² gelten in der Regel als schwierig, da die Temperatur, bei der der größte Teil der thermischen NOx-Bildung stattfindet, bei 1.600 °F oder darüber liegt.
Brenner in Anwendungen, bei denen NOx-Emissionen von maximal 9 ppmv gefordert sind, stellt eine Herausforderung dar, da hierfür in der Regel entweder eine externe Rauchgasrückführung (EFGR) oder eine selektive katalytische Reduktion (SCR) erforderlich ist. Ein weiteres Problem ist die Bereitstellung eines Brenner nächsten Generation Brenner der in die vorhandene Brenner passt. Auch die Entwicklung von Brenner oder -profilen für Low-NOx Brenner der nächsten Generation, die innerhalb der begrenzten Brennlänge ordnungsgemäß funktionieren, hat sich als Herausforderung für die Branche erwiesen.Brenner GLSF FREE JET Brenner ZeecoBrenner so konzipiert, dass bei Bedarf etwa 0,6 lb Dampf pro lb Brenngas in den Luftstrom eingespritzt werden kann, um die NOx-Reduktion zu erhöhen, da für diese Anwendung kein EFGR vorgesehen war. Der Einsatz einer geringen Dampfmenge war kostengünstiger als eine Umrüstung des Ofens zur Integration des für die Erreichung des geforderten NOx-Emissionsniveaus typischerweise erforderlichen EFGR-Anteils von etwa 25 % bis 35 % oder eines SCR-Systems.
Die Dow Chemical Company in Pittsburg, Kalifornien, hat einen einzelnen Zeeco FREE JET Brenner installiert,Brenner die Anforderung einer NOx-Emissionsgrenze von weniger als 9 ppmv für ihren Dowtherm®-Ofen zu erfüllen. Anwendungen, bei denen Werte unter 9 ppmv erforderlich sind, werden in der Regel durch externe Abgasrückführung (EFGR) oder selektive katalytische Reduktion (SCR) erreicht. Für dieses Nachrüstungsprojekt Zeeco Dow jedochBrenner patentierte „Next Generation Ultra-Low NOx FREE JET Brenner , die sich durch einen sehr geringen Platzbedarf, ein kompaktes Flammenprofil und kürzere Flammenlängen auszeichnet. Nach der Installation vor Ort wurden die Emissionen von einer unabhängigen Stelle überprüft und lagen bei weniger als 6 ppmv NOx sowie weniger als 3 ppmv CO. Die Möglichkeit, die Emissionsanforderungen ohne den Einsatz teurer Systeme zur externen Rauchgasrückführung (EFGR) oder selektiven katalytischen Reduktion (SCR) zu erfüllen, war für Dow von großem Vorteil.
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