Spaliny przemysłowe – jak są oczyszczane?

Na początku lat 90-tych XX wieku zanieczyszczenia powietrza emitowane przez przemysł (zwłaszcza energetyczny) stanowiły jeden z najpoważniejszych problemów środowiskowych naszego kraju. Pisaliśmy o tym np. tutaj i tutaj. Na przestrzeni lat sytuacja ta uległa jednak radykalnej poprawie – między innymi dzięki wdrażaniu nowoczesnych technologii oczyszczania spalin kominowych. O technologiach tych – w odniesieniu do sektora energetyki i ciepłownictwa napiszemy poniżej.

Obecnie znamy wiele różnych technologii oczyszczania spalin emitowanych przez sektor energetyki i ciepłownictwa. Skupiają się one przede wszystkim na usuwaniu z nich tlenków siarki, tlenków azotu oraz pyłów, czyli substancji emitowanych w największych ilościach.

Jedną ze stosowanych technologii jest technologia IMOS – czyli instalacja mokrego odsiarczania spalin w technologii wapienno-gipsowej. W przypadku tej technologii oczyszczanie polega na płukaniu spalin wodnym roztworem wodorotlenku wapnia (Ca(OH)₂) lub sodu (NaOH), w instalacji której sercem jest absorber, służący do pochłaniania (absorpcji) niektórych składników mieszaniny gazowej przez ciecz. Instalacja IMOS może zredukować do minimum szkodliwe emisje SO_x – jej skuteczność wynosi ok. 90%.

Usuwanie tlenków azotu może odbywać się w technologii SNCR (selektywna redukcja niekatalityczna), przy pomocy płynnego roztworu amoniaku (woda amoniakalna (NH₃·H₂O) na kilku płaszczyznach, leżących ponad komorą spalania bez udziału katalizatora. W wyniku odazotowania spalin tlenki azotu przekształcane są w neutralne dla środowiska azot i wodę. Instalację odazotowania spalin pozwalają ograniczyć emisję NO_X, ze skutecznością ok. 75%. Podobne działanie ma metoda SCR (selektywna redukcja katalityczna), która wymaga jednak katalizatora inicjującego proces redukcji.

Proces odpylania spalin odbywa się w elektrofiltrach, działanie których polega na ładowaniu ładunkami elektrycznymi cząstek pyłu zawieszonego w strumieniu odpylanego gazu. Naładowane cząstki pod wpływem działania pola elektrycznego osiadają na elektrodzie osadczej, potem są zbierane i utylizowane. Skuteczność elektrofiltrów sięga poziomu 95%.

Ciekawostka:

Technologie SNCR i IMOS zastosowano w ramach przeprowadzonej w latach 2014 – 2015 modernizacji EC Wrocław. Charakterystycznym efektem tej modernizacji jest biały obłok, czyli skroplona para wodna, która powstaje w procesie mokrego oczyszczania spalin.

Dzięki zastosowaniu tych technologii radykalnie poprawiła się jakość emitowanych spalin, do poziomów wymaganych unijnymi przepisami (Dyrektywa o emisjach przemysłowych, tzw. ‘Dyrektywa IED’) które nakazują redukcję przemysłowej emisji dwutlenku siarki i zanieczyszczeń azotowych do powietrza oraz innych substancji zanieczyszczających ze spalania paliw stałych (pyły). Poziomy te to 200 mg/m³ w przypadku SO₂ i NO_X, oraz 100 mg/m³ w przypadku pyłów. Dzięki poprawie jakości spalin możliwa była rezygnacja z 180-metrowego komina elektrociepłowni, na rzecz nowego, o wysokości tylko 115 m (wysokie kominy stosuje się, by zwiększyć rozproszenie zanieczyszczeń docierających do powierzchni ziemi; „czystsze” spaliny nie potrzebują takiego rozproszenia, stąd możliwość zastosowania niższego komina).

Literatura:

Stanisław Błach. KOGENERACJA S.A. w kierunku kogeneracji niskoemisyjnej. 2019.

Fotografia tytułowa: Efekt działania  technologii IMOS – charakterystyczny kłąb pary “wyrzucany” przez nowy komin EC Wrocław (Fot. T. Sawiński)