Instalacja katalitycznego odazotowania spalin w kontekście bezpieczeństwa wybuchowego

432

Problem wpływu działalności człowieka na środowisko oraz emisji przemysłowych zanieczyszczeń, które były wynikiem działalności nastawionej wyłącznie na zysk, pojawił się stosunkowo niedawno. Początek szybkiego rozwoju przemysłu został zapoczątkowany w XVIII wieku, natomiast jego apogeum przypadło na połowę XX wieku. Wtedy też zaczęto dostrzegać negatywne zmiany, jakie rozwój przemysłu poczynił w środowisku naturalnym.

Dla Polski przełomowym momentem w postrzeganiu roli państwa w procesie ochrony środowiska była zmiana ustroju politycznego i przejście z systemu gospodarki uspołecznionej na system gospodarki rynkowej, a następnie przystąpienie do Unii Europejskiej w roku 2004.

Obecnie Unia Europejska narzuca na kraje członkowskie coraz ostrzejsze normy dotyczące emisji przemysłowych. Polskie zakłady przemysłowe, aby przystosować się do nowych wymagań, musiały w ostatnich latach przejść gruntowną modernizację. Dla polskiego przemysłu i energetyki, opartych na węglu kamiennym, dostosowanie do unijnych norm emisyjnych wiąże się ze znacznymi nakładami inwestycyjnymi. Szczególną uwagę przywiązuje się obecnie do zanieczyszczeń powstających głównie w wyniku spalania paliw stałych: tlenku siarki (IV), tlenków azotu (NOx) oraz zanieczyszczeń pyłowych.

Zapisy Dyrektywy IED 2010/75/UE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 24 listopada 2010 r. w sprawie emisji przemysłowych (obowiązującej w Polsce od 2016 r.) znacznie zaostrzyły normy emisji NOx. W najbliższych latach wprowadzone zostaną kolejne obostrzenia, ze względu na przyjęty 31 lipca 2017 r. przez Komisję Europejską akt wykonawczy ws. nowych standardów zaostrzających normy emisji dla dużych obiektów spalania, w tym dla elektrowni węglowych.

W związku z powyższymi regulacjami prawnymi stosowane dotychczas powszechnie w przemyśle metody pierwotne odazotowania, polegające na modyfikacji procesu spalania węgla w celu ograniczenia ilości powstających tlenków azotu, okazały się mieć niewystarczającą skuteczność. Pojawiła się konieczność wprowadzenia dodatkowych rozwiązań (metod wtórnych), które pozwolą na znacznie efektywniejsze ograniczenie emisji.

Metody wtórne, polegające na usuwaniu NOx z gazów spalinowych, są w stanie obniżyć emisję do wymaganego przez Dyrektywę IED poziomu, a nawet do poziomów znacznie niższych, co jest istotne z punktu widzenia najnowszych konkluzji BAT LCP, które od 2021 r. dodatkowo obniżą dopuszczalne limity emisji NOx. Metodą o wysokiej skuteczności jest technologia SCR (Selektywna Redukcja Katalityczna – ang. Selective Catalytic Reduction). Efektywność redukcji zanieczyszczeń metodą SCR określa się na 80–95% [1]. W tabeli 1. przedstawiono szczegółowe dane dotyczące wydajności odazotowania metodą SCR w zależności od użytego paliwa i technologii spalania.

Redukcja emisji tlenków azotu metodą SCR odbywa się za pomocą amoniaku lub mocznika jako czynnika redukującego tlenki azotu. Proces zachodzi w obecności katalizatora (najczęściej stosuje się katalizatory wanadowo-wolframowe na nośniku TiO2). Ze względu na niższy koszt zakupu w większości instalacji produkcyjnych używa się amoniaku.