Řešení spalin kotelny a teplárny

Zabýváme se také inženýrskou činností a nabízíme kompletní projektovou dokumentaci DUR (Dokumentace pro územní rozhodnutí), DSP (Dokumentace pro stavební povolení), DPS (Dokumentace provedení stavby), DSPS (Dokumentace skutečného provedení stavby), dodávku optimálních technologických zařízení a filtrační stanice pro snížení TZL, SOx, NOx, CO, včetně realizace kompletních dodávek a inženýring s ohledem na plnění nových emisních limitů platných od 1.1.2018 a také dle podmínek OPŽP (Operační program životního prostředí).

Odprášení malých kotelen průmyslovým filtrem

Omezit znečišťování ovzduší tuhými emisemi ze spalovacích procesů lze dvěma způsoby – přechodem na kapalné či plynné palivo nebo použitím trvale a spolehlivě fungujícího textilního filtru. Malými kotelnami rozumíme kotelny o tepelném výkonu v řádu jednotek až desítek megawattů. Průtočné množství spalin bývá v řádu 10 000m3/h, takže použití elektrostatického odlučovače téměř nepřichází v úvahu.

Mechanický odlučovač odlučující popílek podléhá rychlé erozi, která ho zcela znehodnotí a vyřadí z funkce. Kotelna představuje z hlediska odlučování popílku složitý problém. Popílek má sice dosti hrubé granulometrické složení, takže dosažení dostatečně nízké výstupní koncentrace není obtížné, avšak další vlivy vnášejí do procesu filtrace řadu problémů. K nim patří zejména poměrně vysoká teplota spalin (někdy vyšší než 200°C) a její kolísání, které zvláště při častém odstavování kotle vede k možnosti kondenzace nejen na kotlových plochách, ale i přímo na textilii. To jednak způsobuje její chemické poškozování (tomu lze zabránit volbou správného typu) a jednak zhoršuje funkci její regenerace.

Volba filtru pro jakýkoli provoz je ovlivněna celou řadou provozních a ekonomických faktorů. Patří k nim především fyzikální a chemické parametry čištěného plynu a tuhých příměsí (TZL), volba filtrační rychlosti, výsledná velikost filtrační plochy, požadované výstupní koncentrace, prostorové možnosti umístění filtru v rekonstruovaných provozech a některé další okolnosti.
V mnoha případech je velmi problematickým faktorem nepřiměřeně nízká cena nabízeného filtru. Zákazník se většinou později přesvědčí, že nejnižší cena filtru neznamená, že filtr je nejlacinější.
Jednou z velmi důležitých podmínek technicky i ekonomicky úspěšného provozu filtru je regenerace filtrační textilie. V průběhu mnoha let vývoje textilních filtrů se ustálilo několik způsobů regenerace – mechanický oklep, zpětný proplach a pulsní ráz (tzv. pulse-jet). Používala se i kombinace jednotlivých způsobů.

Nejúčinnější regenerací je pulsní ráz tlakovým vzduchem proti směru proudění filtrovaného plynu. Tato regenerace probíhá buď při odstavené filtrační komoře (off-line), nebo za normálního provozu filtru (on-line).Obecně platí, že čím jemnější je granulo-metrické složení filtrovaného prachu, tím obtížnější je regenerace textilie. Také pro volbu filtrační rychlosti už existuje dostatek provozních zkušeností; hodnoty vyšší než 0,02 m/s by měly být zcela výjimečné.

Regenerace zpětným proplachem

Tato regenerace je nejobvyklejší u kapsových filtrů, avšak je použitelná i u filtrů hadicových. Probíhá vždy v režimu off-line, tedy na odstavené části filtru. Filtr pracuje většinou v podtlaku, což umožňuje přisátí okolního vzduchu pro regeneraci. Filtr má dva systémy klapek, z nichž jeden zavírá průtok filtrovaného plynu komorou a druhý otvírá vstup nasávaného regeneračního vzduchu, který proudí v protisměru filtrace, a tím odstraňuje z textilie filtrační koláč. Textilie je napnuta na vnitřních kostrách, prostor mezi kapsami je vymezen vnějšími kostrami, takže pohyb textilie je minimální. K regeneraci dochází převážně prouděním při-sátého vzduchu. Protože při přisávání je plný sací účinek ventilátoru využit jen na toto přisátí, je protisměrná rychlost vzduchu vyšší než rychlost filtrace. Pohon klapek je řízen vačkovým mechanismem, umístěným spolu s pohonem na střeše filtru. Tato fáze trvá přibližně desítky sekund. Její délka je nastavitelná, právě tak jako cyklus, v němž se proces opakuje.

U velkých filtračních stanic probíhá regenerace jednotlivých komor stále, takže určitá část filtru je trvale odstavena – regenerována. S tím je třeba počítat při návrhu velikosti filtrační plochy. Někdy mohou nastat určité komplikace vlivem přisávání velmi studeného regeneračního vzduchu. Místo vzduchu lze pro regeneraci použít vyčištěný plyn, ten je ovšem nutné dodávat pomocí speciálního ventilátoru nebo z výtlaku dopravního ventilátoru. U kapsových filtrů je regenerace proplachem většinou úspěšná, a to i u kotelen, jejichž provoz lze z hlediska filtrace považovat za obtížný.

Regenerace pulsním rázem ve filtrační hadici

V hadicovém filtru je regenerační zařízení obvykle uspořádáno tak, že do rozvodné trubky umístěné nad horní konce filtračních hadic je v intervalech krátkými pulsy přiváděn tlakový vzduch. Tato trubka má dole, směrem do hadic, výstupní otvory, kterými tlakový vzduch vytryskne, při-saje vzduch z okolí a Venturiho dýzou proudí do filtrační hadice.

V tomto uspořádání probíhá filtrace směrem do hadice, která je navlečena na drátěnou kostru. V průběhu filtrace se prach zachytává na vnějším povrchu hadice a vytváří tzv. filtrační koláč. Jeho vytvoření je pro následující regeneraci podstatné. Pokud se v průběhu intervalu filtrace vytvoří dostatečně hmotný koláč, při regeneračním pulsu odpadne a padá jako celek do výsypky. Pokud se koláč nevytvoří (v důsledku příliš časté regenerace nebo velmi nízké vstupní koncentrace a velmi jemného prachu), není obvykle regenerace úspěšná a textilie se postupně ucpává. Jakmile tlakový vzduch spolu s přisátým vzduchem vniknou do hadice, zvýší se v ní tlak a hadice se prudce nafoukne. Dojde ke zvětšení jejího průměru na maximum, které je dáno pružností látky.

Po dosažení maximálního průměru se pohyb textilie náhle zastaví se záporným zrychlením až stovek g, ale filtrační koláč v pohybu pokračuje, takže se od textilie oddělí. Při regeneraci off-line (komora je uzavřena, nefiltruje) padá koláč nerušené do výsypky, při regeneraci on-line (komora normálně filtruje) může být část prachu stržena zpět na povrch hadice. Proto je třeba, aby koláč byl dostatečně hmotný. Protože se zvětšováním filtračního koláče roste tlakový spád na hadici, je třeba volit takovou frekvenci pulsu, která vyhovuje požadavku daného rozsahu tlakové ztráty filtru a velmi účinné regenerace textilie. Tlakový puls se v hadici projevuje jejím nafouknutím, které má charakter vlny, postupující shora dolů. S postupným vyčerpáváním energie tlakové vlny je ve spodní části hadice efekt regenerace slabší než v horní části. U této regenerace se projevuje ještě druhý mechanismus čištění -zpětný profuk. Vzduch, který do hadice vstoupil, vychází zase ven, a to v protisměru filtrace, čímž hadici čistí. Tento efekt se projevuje hlavně v dolní části hadice. Z uvedených skutečností je zřejmé, že délka hadice u tohoto způsobu regenerace je omezena. Zkušenosti z praxe stejně jako práce uvádějí jako maximum délku odpovídající dvacetinásobku průměru hadice. Efekt slábnutí tlakového pulsu se vzdáleností od trysky platí nejen u hadice, proces regenerace pulsním rázem v hadici byl zkoumán velmi podrobně.

U pulsní regenerace je podstatné i to, jakým způsobem je regulována frekvence pulsů. Lze použít dva způsoby – časovou regulaci (pevně nastavenou, což vyžaduje obvykle experimentální ověření na místě) nebo regulaci signálem od tlakové ztráty filtru.

Časově nastavená frekvence může v případě příliš krátkých i příliš dlouhých intervalů pulsů vést k ucpání textilie. Při napnutí hadice dochází k jejímu natažení a otevření pórů textilie, přičemž dojde k vniknutí části prachu do její struktury. Tento prach se už při dalším pulsu neodstraní, nejde už o tzv. povrchovou filtraci. Zvyšování množství tohoto prachu vede k trvalému zvětšování tlakové ztráty a až k úplnému zastavení odsávání. Je znám případ, že se filtr zcela ucpal, když se ho provozovatel snaží udržet v provozu trvalou regenerací. Při příliš dlouhé přestávce mezi pulsy může naopak dojít k tomu, že v důsledku nadměrného množství prachu v koláči nespadne všechen prach do výsypky a ztráta tlaku se rovněž zvyšuje.

Z dosavadních zkušeností z odprašování uhelných kotelen vyplývá, že při rekonstrukcích nebo uvádění nových kotelen do provozu je jediným spolehlivým zařízením, které plní zákonné požadavky na emisní limity, textilní látkový (hadicový) filtr. U filtrů za kotli lze použít oba způsoby regenerace. Praxe v několika kotelnách ukazuje, že regenerace zpětným proplachem je zcela vyhovující. Rovněž hadicové filtry regenerované tlakovým vzduchem vykazují většinou vyhovující funkci, ale pouze v případě provozně a dlouhodobě vyzkoušených typů.
Jestliže se provozovatel z určitých důvodů rozhodne pro filtr s regenerací pulsním rázem, je třeba uvážit náklady na případnou výstavbu kompresorové stanice a spotřebu tlakového vzduchu, o němž se oprávněně traduje, že je to vůbec nejdražší energie.

„we are creating future together with you“