Katalityczna redukcja na włoskiej licencji

- Na polskim rynku energetycznym działa wiele firm zagranicznych, które dysponują technologią katalitycznego odazotowania spalin. Ale jesteśmy pierwszą polską firmą, która tę technologię ma teraz w swojej ofercie. Widzimy w tym duże szanse rozwoju – podkreśla Wiesław Różacki, prezes zarządu i dyrektor generalny RAFAKO S.A.

Metody pierwotne nie wystarczą

Tlenki azotu (NOx) redukowane były tzw. metodami pierwotnymi. Polegało to na takim prowadzeniu procesu spalania, aby ilość powstających tlenków azotu była najmniejsza. Tam, gdzie były najlepsze warunki do powstawania tlenków azotu, organizowano proces spalania z niedomiarem powietrza, aby ograniczyć ich powstawanie. Niestety taka technologia grozi korozją niskotlenową, która powoduje niszczenie materiału ścian parownika w komorze paleniskowej. W miarę eksploatacji, grubość ścianek i rur parownika zmniejsza się, z czasem rury po prostu zaczynają pękać.

Doświadczenia eksploatacyjne wykazały, że emisję NOx metodami pierwotnymi da się bezpiecznie zredukować do poziomu około 400 mg/Nm3 w przypadku spalania węgla kamiennego i do około 200 mg/Nm3 w przypadku węgli brunatnych.

Szkodliwe tlenki azotu

Tlenki azotu powstają podczas spalania paliwa energetycznego w kotłach. W wysokich temperaturach azot znajdujący się w paliwie oraz powietrzu łączy się z tlenem. Powstające w ten sposób tlenki azotu poprzez komin dostają się do atmosfery. Obok dwutlenków siarki są głównym źródłem zanieczyszczenia środowiska naturalnego, m.in. powodują kwaśne deszcze. Istnieje zatem konieczność głębokiej redukcji emisji tlenków azotu.

Od 1 stycznia 2016 roku (zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 20 grudnia 2005 roku w sprawie standardów emisyjnych z instalacji) maksymalne stężenie tlenków azotu emitowanych do atmosfery dla istniejących bloków energetycznych o nominalnej mocy cieplnej źródła powyżej 500 MWt (obejmuje to najczęściej stosowane w polskiej energetyce bloki 200MWe) może wynieść do 200 mg/mu3. Natomiast dla nowych bloków energetycznych dopuszczalne stężenie tlenków azotu  do 200 mg/mu3 jest już obowiązujące dla nominalnej mocy cieplnej źródła powyżej 100 MWt. - Katalityczne odazotowanie spalin jest dziś najbardziej skuteczną metodą redukcji emisji tlenków azotu do atmosfery, nie niszcząc przy tym pozostałych urządzeń i instalacji pracujących w kotle energetycznym – stwierdza prezes Wiesław Różacki.

Reagent i katalizator

Metoda katalitycznej redukcji tlenków azotu  polega na wtryskiwaniu do strumienia spalin reagenta (mocznik, amoniak lub woda amoniakalna), który łączy się z tlenkami azotu. Następnie spaliny przechodzą przez specjalny katalizator, gdzie proces reakcji jest zintensyfikowany. W ten sposób powstaje wolny azot i woda. - Technologie polegające na  samym wtryskiwaniu reagenta nie wystarczają. Bez katalizatora  pozostaje duża ilość nieprzereagowanego reagenta, który przechodzi m.in.  do popiołów. Te zaś w wielu przypadkach są produktem handlowym wykorzystywanym w budownictwie. Z dużą zawartością nieprzereagowanego reagenta  nie nadają się jednak do tego celu. Ponadto nieprzereagowany reagent  ma też niekorzystny wpływ na pozostałe urządzenia traktu spalinowego, na przykład obrotowy podgrzewacz powietrza, elektrofiltr. Nie bez znaczenia jest też charakterystyczny zapach amoniaku lub mocznika, który wraz z e spalinami wydostaje się  z komina. Nasza technologia nie ma tych wad – wyjaśnia Norbert Lejeune, dyrektor biura technicznego w Fabryce Kotłów RAFAKO S.A..

Rozwiązaniem jest więc układ redukcji z wykorzystaniem specjalnego katalizatora. - Kiedy na drodze spalin (po wtryśnięciu reagenta) zainstalujemy katalizator, reakcja łączenia się mocznika czy amoniaku z tlenkami azotu jest bardzo efektywna. Nieomal cały czynnik podlega reakcji. Nie ma więc negatywnego wpływu na jakość popiołu czy pozostałe urządzenia, nie jest też wyczuwalny w atmosferze – tłumaczy Norbert Lejeune.

Metoda katalityczna jest droższa od metod niekatalitycznych, ale dziś jest najbardziej pożądaną w energetyce.

Drzwi były otwarte

Metoda katalitycznego odazotowania spalin szeroko rozwinięta jest już w wielu państwach europejskich oraz w Stanach Zjednoczonych. Od wielu lat stosowana jest z powodzeniem m.in. w Niemczech, Austrii, Francji, Włoszech. - Nie chcieliśmy wyważać otwartych drzwi, stąd zdecydowaliśmy się na zakup sprawdzonej licencji, z dobrymi referencjami – mówi prezes RAFAKO. Po roku intensywnych poszukiwań ostatecznie w listopadzie 2009 r. RAFAKO podpisało  umowę licencyjną z włoską firmą Termokimik. - Termokimik ma bardzo bogatą listę referencyjną zbudowanych instalacji. Bardzo wiele z nich  firma zrealizowała na kotłach podobnych do naszych, czyli kotłach pyłowych opalanych węglem kamiennym, o mocach stosowanych w polskiej energetyce – wymienia powody wyboru włoskiej licencji prezes Wiesław Różacki. Instalacje katalitycznego odazotowania spalin na licencji włoskiej Termokimik działają m.in. we Włoszech, w Austrii, w Niemczech, Francji czy w Chinach.

W Polsce powstaje pierwsza  instalacja katalitycznego odazotowania spalin  w Rafinerii Płockiej należącej do PKN Orlen. Dla PKN  Orlen RAFAKO buduje właśnie kocioł olejowo-gazowy, który wyposażony będzie w tę instalację. Instalacja zostanie przekazana do użytku w połowie 2011 roku. 

- Mimo że dziś jesteśmy pierwszą polską firmą oferującą technologię katalitycznego odazotowania spalin w blokach energetycznych, to z pewnością będziemy musieli konkurować z firmami zagranicznymi działającymi w Polsce. Ale naszą przewagą jest to, że jesteśmy producentem większości kotłów pracujących w polskich elektrowniach. Nie bez znaczenia jest fakt, że znamy te kotły i wiemy, jak je udoskonalać, by spełniały aktualne wymogi dotyczące ochrony środowiska – zauważa prezes RAFAKO S.A.

A. Misa