기존 설비에 저녹스(Low NOx) 개조하여 설치하는 것은 기존 연소 설비에서 저녹스(Low NOx) 수준을 달성하기 위한 경제적인 해결책이 될 수 있습니다. 일반적으로 저녹스(Low NOx) NOx 배출량을 9 ppmv 이하, CO 배출량을 50 ppmv 이하로 달성하기 위해 외부 연도 가스 재순환(EFGR) 또는 선택적 촉매 환원(SCR) 중 하나가 필요합니다. 점화 제한 내에서 적절히 작동하고 EFGR 없이도 배출 목표를 충족시키면서, 기존 버너 설치 공간에 맞는 저녹스(Low NOx) 설계를 하는 것은 업계의 과제였습니다. 캘리포니아주 피츠버그에 위치한 다우 케미컬(Dow Chemical Company)은 자사의 Dowtherm® 히터 용광로를 NOx 9 ppmv 미만, CO 50 ppmv 미만의 배출 수준으로 가동해야 하는 상황에서 이러한 과제에 직면했습니다. Zeeco 다우에 특허받은 차세대 GLSF FREE JET 개조 솔루션을 Zeeco , 작은 기계적 설치 공간, 콤팩트한 화염 프로파일, 그리고 더 짧은 화염 길이를 실현했습니다.
Zeeco® 차세대저녹스(Low NOx) FREE JET 기술은 EFGR 없이도 9 ppmv 미만의 NOx 배출량을 달성할 수 있습니다. GLSF FREE JET 버너 설치 시 화염 간 상호 작용을 극도로 제한하는 화염 프로파일을 생성하는 동시에 더 짧은 화염 길이를 실현합니다. 이 버너 설계는FREE JET혼합 이론을 활용하여 연소실 내에서 연료 가스와 혼합되는 불활성 내부 연소 생성물(연도 가스)의 양을 극대화함으로써, 가스와 연도 가스가 재조성된 연료 혼합물을 생성합니다. 이렇게 생성된 혼합물은 프로세스 낮은 단열 화염 프로세스 연소되어 본질적으로 더 낮은 NOx 배출량을 생성합니다.
운영 회사인 최종 사용자에게 있어 두 번째로 중요한 산업적 관심사는 차세대저녹스(Low NOx) 총 소유 비용입니다. 시중에 나와 있는 일부 설계는 기존 배기 가스 버너에 비해 유지보수 비용이 더 높았습니다. 이러한 비용은 원하는 NOx 감축을 달성하기 위해 고가의 EFGR 또는 SCR 시스템 사용을 줄임으로써 상쇄됩니다.
Zeeco Dow 애플리케이션에 사용된 FREE JET 엔지니어링 세부 사항과, 이 설계가 배기 가스 및 소유 비용 문제를 어떻게 해결하는지 검토하고, 검증된 성공적인 현장 결과를 논의할Zeeco .
응용 프로그램에 대한 설명
캘리포니아주 피츠버그에 위치한 다우 케미컬(The Dow Chemical Company)은 자사의 Dowtherm® 히터 용광로에 대해 NOx 배출량을 9 ppmv 미만으로 유지해야 하는 까다로운 배출 규제를 충족해야 하는 과제에 직면했습니다. 이 용광로에는 최대 열방출량 26 MM Btu/hr (6.55 MM Kcal/hr)을 달성하도록 설계된 단일 버너가 필요했습니다. 용광로는 수직 원통형 구조로, 2패스 나선형 코일이 장착되어 있었습니다. 연소 공기는 강제 통풍 공급 시스템을 통해 주위 온도 그대로 버너로 공급되었습니다. 최대 부하 시, 연소 공기 시스템은 버너에 3” H₂O(76.2 mm H₂O)의 공기 압력을 공급하도록 설계되었습니다. 용광로의 높이는 21.6 ft(6,584 mm)였으며, 용광로 튜브 원주 직경은 9.5 ft(2,896 mm)였습니다. 로 용적은 약 1,530 ft³ (43.3 m³)이며, 연도 가스 온도는 1,700°F (926.7°C)로 설계되었습니다. 바닥 면적당 열방출량은 약 350,945 Btu/ft² (994,964 Kcal/m²)였습니다. 단면적당 열방출량이 350,000 Btu/ft²를 초과하는 적용 사례는 일반적으로 어려운 것으로 간주되는데, 이는 대부분의 열적 NOx가 1,600°F 이상의 온도에서 생성되기 때문입니다.
NOx 배출량을 9 ppmv 이하로 제한해야 하는 응용 분야의 버너 개조는 일반적으로 외부 연도 가스 재순환(EFGR) 또는 선택적 촉매 환원(SCR) 기술을 사용해야 하기 때문에 까다로운 프로젝트입니다. 기존 버너 컷아웃에 맞는 차세대 저녹스(Low NOx) 설치 공간 확보도 또 다른 문제입니다. 점화 제한 내에서 정상적으로 작동할 수 있는 차세대 저녹스(Low NOx) 화염 패턴이나 프로파일을 확보하는 것 또한 업계의 과제로 드러났습니다. ZeecoGLSF FREE JET 이 적용 분야에 EFGR 도입이 계획되지 않았기 때문에, 필요 시 공기 흐름에 약 0.6lb의 증기/lb 연료 가스를 주입하여 NOx 저감 효과를 높일 수 있도록 설계되었습니다. 소량의 증기를 사용하는 방식은, 요구되는 NOx 배출 수준을 달성하기 위해 일반적으로 필요한 약 25%에서 35%의 EFGR 또는 SCR 시스템을 추가하기 위해 화로를 개조하는 것보다 비용이 적게 들었습니다.
결론
캘리포니아주 피츠버그에 위치한 다우 케미컬(Dow Chemical Company)은 자사의 Dowtherm® 용광로에 대한 NOx 배출량 9 ppmv 미만 요건을 충족하기 위해 Zeeco FREE JET 1대를 설치했습니다. 9 ppmv 미만의 배출 기준이 요구되는 응용 분야에서는 일반적으로 외부 연도 가스 재순환(EFGR) 또는 선택적 촉매 환원(SCR) 방식을 사용합니다. 그러나 이번 개조 프로젝트에서 Zeeco 매우 작은 기계적 설치 공간, 콤팩트한 화염 프로파일, 짧은 화염 길이를 특징으로 하는 특허 받은 차세대저녹스(Low NOx) FREE JET 기술을 다우에 Zeeco . 현장 설치 후, 제3자 기관의 검증 결과 NOx 배출량이 6 ppmv 미만, CO 배출량이 3 ppmv 미만으로 확인되었습니다. 고가의 외부 연도 가스 재순환(EFGR) 또는 선택적 촉매 환원(SCR) 시스템을 사용하지 않고도 배출 기준을 충족할 수 있었다는 점은 다우(Dow)에게 큰 이점이 되었습니다.
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