2023 için SCR katalizörleri ile donatılan CHP, şimdi toplam %85 verimlilik sağlıyor.

BadenWürttemberg'de bulunan Backnang-Neuschöntal'daki Rems-Murr atık yönetim şirketi, biyogaz tesislerinden metanın birlikte yakıldığı iki yeni enerji tasarruflu kombine ısı ve enerji santraline sahip. 2023'ten itibaren günümüzde beş kat daha az azot oksit yayacaklar.

23 Ekim 2019'da belediye atık yönetimi şirketi Rems-Murr'un (AWRM) iki yeni birleşik ısı ve güç (CHP) tesisi BacknangNeuschöntal'da faaliyete geçti. Kuzey Ren Vestfalya'daki Moers firmasından ETW Energietechnik GmbH şirketi tarafından inşa edildiler. Yenileme için, atık yönetim şirketinin iki eski gaz motoru 65.000 çalışma saatinden ve sekiz yıldan fazla çalıştıktan sonra değiştirildi. Bu, esas olarak daha büyük, daha güçlü gaz motorlarının yanı sıra daha gelişmiş gaz motoru teknolojisinin kurulumuna dayanan verimlilikte bir sıçrama ile sonuçlandı. Ayrıca, fermantasyon kalıntısı egzoz havasındaki kalıntı metan içeriği kullanılarak yakıt tasarrufu sağlanmakta.

ETW Energietechnik buna adım adım yaklaştı: Önce 800 kilowatt (kW) kullanılan kullanılmış CHP motorları söküldü. Aynı yerde şirket, elektrik üretimi 1560 ve 1200 kilowatt olan iki yeni daha büyük gaz motoru kurdu. Bunların her biri CHP birimleridir, yani enerji santralleri 14 x 3.2 x 3 metre ölçülerinde özel bir kaba sığmaktadır.

İlk olarak, gaz jeneratörü MWM TCG 2020 V16 (elektrik çıkışı: 1560 kW, termal çıkış: 1528 kW, yakıt girişi: 3683 kW) olan CHP 'ETW 1560 BG' konteyneri var. İkinci olarak, gaz agregası MWM TCG 2020 V12 olan CHP 'ETW 1200 BG' konteynırdır (elektrik çıkışı: 1200 kW, termal çıkış: 1153 kW, yakıt girişi: 2804 kW).

Eski jeneratörlerle karşılaştırıldığında, değişim elektrik verimliliğini neredeyse yüzde 1,6 puan artırıyor: Kullanılan CHP ünitelerinin elektrik verimliliği yüzde 40,4 iken, bu şimdi yüzde 42'ye denk geliyor. Tesisin genel verimliliği hafifçe yüzde 85'e yükselmektedir.

Isı kullanım konsepti bu yüksek rakama önemli ölçüde katkıda bulunmaktadır. Blok tipi termik santrallerin atık ısısı, mayalayıcıları ve işletme binasını ısıtmak için kullanılır. Fazla atık ısı daha sonra kanalizasyon çamurunun kurutulması için Backnang şehrine sunulur.

Verimlilikte bir başka sıçrama, tesisin özel bir özelliği ile elde edilir: gaz motorlarının yanma havasına fermantasyon kalıntısı egzoz havası eklenir. Bu egzoz havası, doğrudan bir gaz motorunda kullanılmak için çok düşük bir metan içeriğine (yüzde 1,75'in altında) sahip olmasına rağmen, tesis bunu bir gaz motorunda kullanabilir. Bununla birlikte, yanma havasına karıştırarak, düşük metan içeriği kullanılabilir hale getirilir. Bunun başka bir avantajı daha vardır: Yanma havasındaki bu metan içeriğinin biyogaz borusu yoluyla tedarik edilmesi gerekmez ve bu nedenle biyogaz tarafında saklanabilir.

ETW Eneregietehnik Sorumlu Satış Yöneticisi Mühendis Alexander Szabo, 'Bu ilk kez bir ETW fabrikasını bu şekilde donattık' dedi.

Belediye atık yönetimi şirketi, bu değişimin gün içerisinde aynı gaz miktarlarını korurken, daha yüksek motor gücü nedeniyle CHP operasyonunu gelecekte daha değişken hale getirmesini umuyor. Ayrıca, atık yönetim şirketi kamu şebekesine beslenen elektrik miktarında artış beklemektedir.

Pilot proje için, sıvı gübre depolama tanklarından ve biyogaz tesisinin sedimantasyon tankından çıkarılan fermantasyon kalıntısı egzoz havası, bir gaz yıkayıcı kurutucu ile temizlenir ve daha sonra gaz motorlarının yanma havası beslemesine beslenir. Yanma havasında tutuşabilir bir karışımı önlemek için, hidrojen sülfürden (H2S) serbest bırakılan fermantasyon kalıntısı egzoz havası, bir gaz analizi vasıtasıyla sürekli olarak izlenir.

Sistem güncellemesi, Almanya'daki mevzuatta beklenen iki değişikliğin zaten gerçekleştirilmiş olması nedeniyle sürdürülebilir:

- Bunlardan biri, sera gazının kaçmasını önlemek için fermantasyon kalıntısı egzoz havasında artık metan kullanılmasıdır. Bu sistem Stuttgart planlama şirketi olan Ingenieurgruppe RUK GmbH tarafından tasarlanmıştır.

- 2023'teki CHP tesislerinin metreküp başına 100 miligramdan fazla nitrojen oksit (NOx) yaymamasına karar verilmiştir. Şu anda, bu üst sınır 500 mg / m3'tür. Bu değerler her durumda yüzde beş artık oksijen içeriğinde geçerlidir. Bu, Haziran 2019'da güncellenen 44. Federal Emisyon Kontrol Yönetmeliği (44. BImSchV) olan Orta Ölçekli Yanma, Gaz Türbini ve İçten Yanmalı Motor Tesisleri Yönetmeliğinde belirtilmiştir.

Egzoz sisteminin daha sonra maliyetli olarak güçlendirilmesini önlemek için, her iki kojenerasyon tesisi de zaten modern azot oksit katalitik konvertörlerle donatılmıştır. Katalitik elemanlar seramik bir taşıyıcı üzerine monte edilir. Bu SCR teknolojisi - SCR 'Seçilen Katalitik İndirgeme' anlamına gelmektedir - gaz motorunun egzoz gazındaki hasta oksitlerin (NOx) miktarını azaltmak için gereken tek teknolojidir. Egzoz gazındaki azot oksitler azot monoksit (NO) ve azot dioksitten (NO2) oluşur.

Azot oksitleri azaltmak için egzoz sistemine Adblue enjekte edilmelidir - bu karışımın üre içeriği yüzde 32.5'tir. Yüksek egzoz gazı sıcaklığı Adblue'yu amonyağa dönüştürür. Amonyak, katalizör elemanlarının katalitik yüzeyi üzerindeki azot oksitler ile aşağıdaki reaksiyon formülüyle reaksiyona girer: 4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O

ETW Energietechnik, SCR katalitik konvertör elemanlarının bazılarını zaten kurmuştur. Bunlar, egzoz gazındaki üre enjeksiyonu olmadan bile formaldehitleri azaltmakta. Formaldehit CH20, su ve CO2'ye dönüştürülmekte. Üre enjeksiyonu dahil komple SCR katalitik konvertör sistemi 2023'e kadar çalışmayacaktır. Daha katı sınırlara uymak için, modern egzoz gazı temizleme sistemi nedeniyle sadece küçük bir yenileme gerekmektedir.

Yeni CHP tesisleri için sözleşmenin imzalanmasının ardından ETW Energietechnik GmbH, atık fermantasyon tesisinin genişletilmesi için de sözleşme imzaladı. Buna tüm süreç, ölçüm ve kontrol teknolojisi dahil. Tedarik kapsamı ayrıca fermantasyon kalıntısı egzoz havası için gaz yıkama kurutma tesisini de içermektedir.

NOx azaltımı için uyarlama 2022'de ETW Energietechnik, kombine iki ısı ve enerji santralini, 2023'ten itibaren 100 mg / m³ azot oksit sınır değerine uyabilmeleri için uyarlayacaktır:

Bir üre tankı, üre tankı ve enjeksiyon arasındaki paslanmaz çelik boru, gaz motoruna bir emme hattı ve bir üre dozlama cihazı hala gereklidir. Bunun için bir hava kompresörü, basınç ve sıcaklık sensörleri, azot oksit ve katalitik konvertörün yukarı ve aşağı oksijen sensörleri gerekir. Bu amaçla, katalizör mahfazası tamamen katalizör elemanları ile donatılmıştır.