Ilustrační foto (zdroj: Pixabay.com)
Společnost Provyko s.r.o. byla v posledních třech letech klíčovým partnerem generálního dodavatele společnosti METROSTAV a.s. při realizaci technologického celku 02 (TC 02) – denitrifikace výstupních spalin ze všech provozovaných kotlů (K1, K4, K5 a K6) v rámci akce EKOLOGIZACE TEPLÁRNY TRMICE.
Aby mohly být denitrifikovány spaliny ze všech provozovaných kotlů, byla zvolena technologie TAIL END, což znamená, že denitrifikace je zařazena na konec spalinové trasy, těsně před komín, jedná se tedy o denitrifikaci odsířených kouřových plynů.
Technologie TAIL END postavená v Teplárně Trmice je jedinou instalací svého druhu v ČR. Samotný proces denitrifikace je založený na principu selektivní katalytické redukce (SCR) se vstřikováním amoniaku. Tímto dochází ke snížení obsahu dusíku ve spalinách o více než dvě třetiny z maximální vstupní hodnoty oxidů dusíku (NOx) 550 mg/Nm3 ve spalinách na hodnotu 175 mg/Nm3 obsahu NOx na výstupu z technologie TC 02, a to v celém výkonovém rozsahu vztaženém na průtok kouřových plynů v rozmezí od 240 000 do 882 100 Nm3/h na vstupu do technologie denitrifikace, při maximálním čpavkovém skluzu (nezreagovaný zbytek amoniaku v kouřových plynech) 3 mg/Nm3.
Společnost Provyko s.r.o. byla autorem návrhu technologického procesu denitrifikace a zpracovatelem dokumentace pro celou technologickou část denitrifikace ve všech stupních pro dodávané technologické části, stejně jako autorem dílčích provozních předpisů, předpisů pro údržbu a jako hlavní technolog a autor procesu zpracovávala společnost Provyko projekty pomontážních čistících operací a projekty tlakových zkoušek. Na projektu garančních testů Provyko aktivně spolupracovalo s VŠB – TUO.
V rozsahu dodávek společnosti Provyko byla dodávka a zprovoznění technologie SCR, tedy katalyzátoru a reaktoru, vstřikování čpavku a kompletní technologii čpavkového hospodářství (stáčení, skladování a příprava), které je v Trmicích, vzhledem k blízké obytné zástavbě, stavebně řešeno jako uzavřené, což kladlo zvýšené nároky na technologii, zejména na bezpečnostní a ochranné prvky.
Samotný reaktor je tvořen kanálem ve tvaru obráceného „U“, kdy vstupní vzestupná část o světlých rozměrech 2000 x 11750 (první sekce reaktoru), jejíž součástí je spalinový chladič kondenzátu, navazuje na rotační ohřívač spalin a vnitřní spalinovody a zahrnuje zejména parní ohřívák spalin a systém rozprašování reagentu. Po následném obratu spalin ze vzestupného toku na horizontální, navazuje další sestupná část (druhá sekce reaktoru), ve které jsou na ocelových profilech uloženy vlastní katalytické vrstvy. Reaktor je venkovního provedení a je vybaven tepelnou izolací, včetně potřebné instrumentace pro vlastní provoz.
Součástí dodávky Provyko s.r.o. byl nejen výše uvedený parní ohřívák spalin, který má za úkol ohřát proudící spaliny na teplotu 253 °C, což je minimální hodnota potřebná pro zajištění redukce oxidu dusíku v odsířených spalinách s obsahem SO2 ≤ 130 mg/Nm3, ale i spalinový chladič kondenzátu, vnitřní spalinovody, technologie dochlazování kondenzátu a parní potrubní přípojka včetně dvou redukčních stanic, regulačních ventilů, kondenzátních čerpadel s frekvenčními měniči a expandéru. Velmi důležitou částí dodávky společnosti Provyko s.r.o. byla dodávka a zprovoznění pomocného kouřového ventilátoru výrobce TCF. Jedná se o jednostupňový axiální horizontální ventilátor s motorem ABB řízeným frekvenčním měničem, rovněž ABB. Součástí dodávky ventilátoru byl monitorovací systém, mazací stanice a ventilátory chladícího vzduchu. Pro denitrifikaci Teplárny Trmice byl navržen typ katalyzátoru – honeycomb. Katalytická vrstva se skládá z jednotlivých modulů umístěných vedle sebe. Tento typ je běžně používán pro spaliny za odlučovačem popílku, kde je zajištěno, že nedochází k nadměrnému opotřebení povrchu katalyzátoru unášeným popílkem. Reaktor je konstruován pro uložení dvou vrstev katalyzátoru, nyní je instalována jedna vrstva katalyzátoru. Po vyčerpání první vrstvy bude doplněna druhá a první vrstva bude v reaktoru ponechána pro využití její zbytkové aktivity k maximálnímu využití potenciálu katalytických vrstev.
Použitá metoda selektivní katalytické redukce (SCR) je v současnosti jedním z nejpokročilejších způsobů pro odstraňování emisí NOx ze spalin.
Metoda denitrifikace je založena na bázi selektivní katalytické redukce NOx za pomocí katalyzátoru společně s čpavkovou vodou jako redukčního činidla.
Čpavek (NH3) je vstřikován do spalin a reaguje s NOx v SCR reaktoru za vzniku dusíku (N2) a vody (H2O). Za určitých podmínek se mohou objevit vedlejší reakce a jednou z nich je nežádoucí oxidace SO2 na SO3. Vznik těchto reakcí je minimalizován optimálním návrhem katalyzátoru, zejména jeho chemickým složením a nepřekročením obsahu SO2 ve vstupních spalinách. Optimální návrh složení katalyzátoru nejen že minimalizuje oxidaci SO2, ale rovněž výrazně snižuje formování amonných solí, čímž brání nechtěnému zanesení katalytické vrstvy.
Mezi nesporné výhody této metody patří zejména:
- Vysoký stupeň účinnosti redukce.
- Nízká spotřeba reagentu ve srovnání s jinými typy sekundárních metod.
- Nízká produkce čpavkového skluzu.
Nedílnou součástí dodávky Provyko s.r.o. bylo provedení zkoušek a účast při uvádění do provozu.
Ing. Václav Kostřáb
Vedoucí projektu
Ing. René Karásek, Ph.D.
Hlavní inženýr projektu
Provyko s.r.o.
