Beschrijving maatregel
Proces/deelproces: Beperking van NOx-emissies
Beschrijving
Ter verlaging van de NOx-uitstoot kan een secundair additief rechtstreeks geïnjecteerd worden in een welbepaald temperatuursgebied (900-1050°C) in de verbrandingskamer. Het additief, nl. ammoniak (oplossing van 25% in water) of ureum, wordt in de rookgassen gespoten, en zal dan reageren met de stikstofoxides:
4 NO + 4 NH3 + O2 ? 4 N2 + 6 H2O en 4 NO2 + 8 NH3 + 2 O2 ? 6 N2 + 12 H2O.
Deze reacties vinden spontaan plaats tussen 900 en 1050°C. Daarboven treden secundaire reacties op met vorming van NO en N2 tot gevolg. Onder de 900°C treedt er weinig NOx-omzetting op en slipt de ammoniak door.
Daar de injectie van het additief in een welbepaalde temperatuurszone moet gebeuren, is de injectielans mobiel uitgevoerd. Bij modulerende branders zal de injectielans automatisch verplaatst worden zodat de injectie steeds in deze temperatuurszone plaatsvindt.
Naast de temperatuur is een juiste verblijftijd, een goede verdeling en verstuiving bepalend voor het succes van deze reacties.
Opdat de dosering optimaal zou verlopen, is het nodig om de hoeveelheid NOx en ammoniak in de rookgassen continu te meten. Enkel voor eenheden die continu op hetzelfde regime draaien, kan eventueel de continue meting van de ammoniakconcentratie worden weggelaten.
Figuur 28: Schematisch overzicht van een SNCR op een houtgestookte installatie
Toepassingsgebied
Onderstaande tabel geeft een overzicht van de technische toepasbaarheid van deze maatregel.
|
Vaste |
Vloeibare |
Gasvormige |
Nieuw |
Bestaand |
Klein |
Middelgroot |
Groot |
|
+ |
+ |
|
+ |
+ |
(+) |
+ |
+ |
In de praktijk is de toepassing van SNCR beperkt tot middelgrote/grote installaties, waarbij het strikte temperatuurinterval voor ureum- of ammoniakinjectie kan worden gerespecteerd. Deze techniek is in bestaande verbrandingssystemen beperkt inzetbaar, omdat de verblijftijd dan niet lang genoeg is. Hierdoor is de techniek ook niet toepasbaar op motoren. Voor nieuwe systemen is SNCR wel toepasbaar.
Indien in de rookgassen SO2 en/of HCl aanwezig zijn, kunnen er specifieke problemen zoals corrosie of vorming van afzettingen optreden door vorming van (NH4)2SO4 of NH4Cl.
Milieuvoordeel
De hoeveelheid NOx wordt typisch met 30-50% (maximaal 50% voor de meest ideale omstandigheden bij eenheden met een constante belasting) verminderd.
Er kunnen beperkte bijkomende emissies van NH3 (de ammoniakslip + de niet-geleide emissies verbonden aan het laden/lossen en opslag van dit product). Tevens zijn er veiligheidsrisico’s verbonden aan de opslag van een ammoniakoplossing.
Financiële aspecten
De instapkost voor een SNCR installatie bedraagt volgens installateurs ca. € 100.000 (gegevens van leden begeleidingscomité).
Er worden echter ook lagere kostprijzen gerapporteerd (informatie Vlaamse sectorstudies 2002-2004 - http://www.lne.be/themas/luchtverontreiniging/informatie-studies), nl. 3.100 per 1000Nm³/u rookgas x 175% eenmalige installatiekost.
De operationele kosten bedragen:
- 0,5 – 2% van het elektrisch vermogen
- verbruik NH3-oplossing: 570 kg NH3 per ton NOx an 150 €/ton
- € 10 per 1000 Nm³/uur (kosten personeel, nutsvoorzieningen, hulpstoffen en reststoffen)
Vlaamse sectorstudies (http://www.lne.be/themas/luchtverontreiniging/informatie-studies - Chemie II 2004) vermelden een totale werkingskost van 950 € per ton NOx verwijderd.