Các phương pháp giảm thiểu hàm lượng NOx trong khí xả động cơ tua bin khí

Journal of Transportation Science and Technology, Vol 23, May 2017 CÁC PHU'ØNG PHÁP GIÁM THIÉU HÃM LU'ØNG NOx TRONG KHÍ XÁ DƠNG CO TUA BIN KHÍ METHODS OF REDUCING NOx CONTENT IN EXHAUST GASES FROM GAS TURBINE ENGINE Nguyên Thi Tiiyét', Lê Hiru Sffn' 'Tne&ng Dai hoc Tâi nguyên vâ Môi tru&ng TP Hô Chi Min 'Khoa Máy tâu ihuy (T lå cmãt Irong cãc ván dê Tãm íãt: Giám ihiêu ô iibiâiii môi Inr&ng^ lir xå ciia loai ãông a ngu&t Bãi viêt gi&i ditac nhå khoa hoc hêi sitc qtian lám nhãm bao vê mơi tru&ng ifg cii: •a bin khi, duac hâng Ihiêu cácphi mg pháp giám ihiêu ham luong NOx liong xa dông ca m ché lao dông ca iiia bin khí hiên dgi sic d{ing hiên Tif khåa: Pbái thái NOx, dông ca tuabin khi xa, giâm thiêu ô nhiêm II iruimg Chi sô pliân loqi: 2.1 Abstract: Rediicing ihe enviionmeiital pollution Jiom exhatisí gas of the engines is one of the problems ihat scientists very concerncd aimtd lo protcct ihe hiiman Ining environmenl This paper mtroduces meihods of reducing \0 conttnt in exhaust , is fiom gas tuibme engine, that are ii.ied íoday by ihe manujaclurers ofmodcin gas tuih ne tnginc Keywords: Emission NOx gas lurbine engine e.xhaiist gas, reducing íhe environmental polluiion Classification numher: 2.1 Giái thicu Trong nhíjng ihãnh phân dgc tơ co xã ciia dgng co, Ihi Ihánh phãn N0> duoc xem lã thãnh phán chinh tác dông nhiêu nhât dên ô nhiêm môi tmcmg, NO^ lâ tên ggi chung cûa oxyde mto NOx lã hgp khí chât khí NO, NO2 vâ N2O, chât khí hinh Ihãnh su kct hop gii a oxy vã nita ô d kiên nhiêt dô cao Hôn hgp khí NO, lâ tác nhãn gây hiên tirgng suong mii hoa hgc, phá h y môi tmông sinh thái, hiên tuong mua axit vâ phá húy láng ozone Nãm rô dugc tác hai nãng né mâ khí NOx gãy nên hiên mơt sơ nuoc phát Ir cn Ihc giơi dtra nh íTig bô luât vô c ng khãt khe dôi voi hãm lugng khí N O J CO Irong thåi Vi v^y, viêc nãm duoc co ché hinh thânh NO^ vã tim biên pháp giãm ihiéu nông dô cúa chúng xá dgng co tua bin lã cân th êt Sir hinh thãnh NOx khí xá dpng co' Trong hg NOv thi NO chiém U lê lán nhât NO chi! ycu lã ỵhânh phån N2 Irong klii nap vão dông co lao Sy hinh thânh NO su oxy hoa N2 khơng khí c6 thê dirgc mô bôi co ché Zeldovich [2], [4], Trong diêu kién hc so du lirgng kh6ng khí xâp xi bãng 1, nh ng phån úng tao thânh NO lã: + N2-^N0 + N N + O2 ^ NO + O N + OH ^ NO + OH Quá trinh cháy Irong dgng ca diên diêu k én áp suât cao, nhiêt dô cao Sir hinh thãnh NO phu thuôc râl lán vão nhiêt dô khí cháy (hinh I) Hãm luong NO sinh câng nhiêu mâ nhiêt dô cháy cãng cao vâ ngugc lai ífính Mơi qucm liê giira sir liíiih ihãnh NO vå n áơ khí cháy f4J Phán írng lao thãnh NO cô tôc dg Iháp hon nhiêu so voi phán úng cháy Nông dg NO cûng phy thugc vão nơng dg khí oxy Vi vây diêu kiên nhiêt dơ cao vã nơng dơ TAP CHÍ KHOA HOC CÔIMG NGHE GIAO THÔNG VAN TÂl, SÔ 23-05/2017 O2 !án thi nông dg NO xá cting lon Khí NO2 dir^c smh tir phãn img kêt hgp gi a thãnh phãn NO voi hoi nuác c6 nap N O + H i O - v N O ^ + OH Trong diêu k én nhiét dô cao, NO2 lai cô thê phãn giãi thãnh NO theo phån úng sau N02+02-: lâ 0.81-0.82 3.6 Phu-ong pháp khú chon loe không cân xúc tác SNCR (Selective Noneatalytie Reduction) Phuong pháp c6 bãn chât giông nhir phuong pháp SCR chi khác lâ công nghé xu ly NOx sê díên cháy Hinh Sa c å cãng nghê SNCR Nguycn ly c a công nghê nây lâ loi dung nhiêt dơ cao ciia khí xâ hỗc nhiél dô buông dôl dc kh NOx mã không cân su cô mãl cúa chãt xúc tác Nhiêl d6 xãy phán úng c a công nghê rãt cao, lcm hon 800°^ Ô nhiêt dg 800-980"C, cho dung dich ure vão xâ thi c6 phirong trinh phãn úng sau; NO + NO2 + (NH;|:C O -^ 2N2 + CO2 +H2O {NH2)2CO + H2O -^ 2NH3 + CO2 6N0 + ^NHỵ-* 5N2 + 6H2O 4N0 + 4NH3 + ^ 4N: + 2H:0 6NO2 + 8NH3 ^ 7N2 + 12H2O 2N0: + 4NHt + O2 -> 3N2 + 6H2O Quy Irinh thirc hiên, Cho dung dich ure vão buông dôt dê khu NOs o nhiêl dô cao, sau dô cho hôn hgp xã Irao dôi nhiêt vái dông công chât khác, tiêp sê thuc hiên trinh lách bvi khô Irong hop khí xa vã ci ciing lâ xú ly tách bui kích thuoc nhơ hon vâ khí dgc khác Dãc diêm ciia cơng nghê lã c6 chi phi dâu tu vã vân hânh tháp, nhung hiêu quå xu ly han ché NOr lai không cao Do váy, công nghé náy chi duoc sir dung o tô máy c a dgng ca tua Journal of Transportat on Science and Technology, Vol 23 May 2017 bm co công suât nhô vã chi phi ván hánh háp, bên canird6 cân phâi thirãng xuyên vê smh'buông dôt vi dung dich ure dã gãy tich bân n-ên bê mãt chrtiét su bimg cháy công chât tai duong giái han tiêm cân, giám nhiêt dô cháy c a không cháy do giám su hinh thânh ncn luong NOx bcn thái •^A ^-.i.™^^ - = - "••" ifi„i, 12 Scr _r -'-' dơbiiåiigdãt j ^ ^ - ' — - " -= , íitdiing vái rfei:_ j pliim ABB EV z~—-'- -::"'"-' Hinh Cáiig iighê SNCR 3.7 Phuffng pháp tái tuân hoãn dơng khí thái """" Hinh 10 ^ I \' ^ pinrang I hoiinkbi L Ibãi Phuong pháp nhãm muc dich lãm giãm nhiêt dô d6ng xã bãng cách cho mgl phán xá quay nguoc Iro lai vúng khơng gian cháy so cãp (hinh 10), Irên dùng tn hỗn quay trơ la , dơng xa sê dugc lãm mál bãng nc hốc khơng khí nén Viéc v^n chun dơng khí xá dugc thuc hicn báng quat Uu dtêm cua phuang pháp náy tán dung duoc sãn phâm cliay soi lai xã cíia Irinh cháy, giúp nâng cao hiêu suãl chay, giãm su nhiét, lich bân cho khôi tua bm phia sau Han chê ciia phuong pháp náy !â phái lôn hao nãng luong cho vi^c lám mál dông xá tái ln hôn vã gây tinh Irang lích bãn rât krn bê mãt buông dôt 3.8 Phuong pháp s diing vôi phun haitângABB E\' Trong phun hai ,.„^„- h dong nhic M.'T,"; ~' '^ / 'ỵ'J' c chia thânh ih phwi ABB EV•a c hãng hai lâng dê ABBI3) cung cãp dên hai v ng kh6ng gian chay khác diêu náy ?ic giam nhiêt dô d6ng chay ^ Uu dicm cua voi phun hai tâng lã co thc sir dung kêl hop cho cá nhién Iiêukhi vã long Dê nâng cao hiêu quã han chê N0>; thi vô phun hai tâng côn s dung khí nén tir máy nén dê lam lông khí cháy vá giãm nhiêt dô buông dôl, bên canh dô nén côn co chúc nãng hôa trôn Inroc cho lâng cháy thú dê giám t! lê nhiên hêu/không giúp cho nhiêt dô dông xá không tãng cao, Két luán Trâi qua lion 70 nãm phát tricn, dên dông co lua bin hiên da dã áp dyng nhiêu giãi pháp cãi liên dê lám giám thiêu ô nhiêm môi Iruôiig, dáp úng dôi hoi ngáy cång cao vê phál Ihãi c a dông co Néu nhu nh ng nãm 40 c a thé ky 20, nông dô NO^ xá dgng cø tua bin khí vugt 200ppm thi qua nh ng nãm 60 dã giám tái 15ppm, cho dên ihi hãm lugng NOs quy dmh chi iã 2ppm nhimg nuác phát triên • Tãi licu tham khão [1] PGS TS L.' Ilfro S™ (21114) Tirn bin lân ihm: Trnig Dai liocfiiQOIhfmi; \ãn tai Ihanh phơ Hâ Chi Minh [2] Anthony Giampaolo (200S) Gas Tiirbini- Handboak Fiincipk\ ,md Praclices frhird EdiLion), fainnonl Piesi, [3] Anhur II Ltldivrc and Dilip RBallal I201II C:is riirbine CombEion AUomutive tuels and hraissionsi (Third Editton) CRC l'reis, Taylor and Francií Groufi [4j Enginner^ of Oil & Oas UK (20151, TecJinicul :\