Zakład gazowniczy firmy Shell Canada ? Burnt Timber ? stosuje piece do utleniania gazów resztkowych zawierających siarkę, takich jak siarkowodór (H2S), siarczek karbonylu (COS) oraz dwusiarczek węgla (CS2) ? związków, których nie można wypuścić bezpośrednio do atmosfery. Piece te utleniają do dwutlenku siarki (SO2) wszystkie związki siarki przed wypuszczeniem ich do atmosfery w postaci gazów spalinowych.
Fot. Zakład gazowniczy Burnt Timber należący do kanadyjskiego Shella poprawił efektywność spalania, by skuteczniej utleniać związki siarki.
Problem pojawił się, kiedy inżynierowie i operatorzy pracujący w zakładzie gazowniczym Burnt Timber zdali sobie sprawę, że wskazania pracującego w fabryce analizatora zawartości tlenu w spalinach były niedokładne. W efekcie operatorzy w zakładzie nie byli w stanie utrzymać właściwej proporcji powietrza i paliwa, koniecznej do prawidłowego przebiegu procesu spalania. Do ustalania stosunku powietrza i paliwa operatorzy wykorzystywali bowiem ciągłe pomiary tlenu. Niedokładne pomiary tlenu powodowały, że operatorzy ustawiali pracę pieca tak, że spalał on nadmiar paliwa w celu zapewnienia całkowitego spalenia związków siarki. Brak dokładnych odczytów przyczynił się również do nadmiernej i kosztownej konserwacji analizatora. Problem z analizatorem był też powodem nadmiernej emisji SO2.
Ponieważ poziomy tlenu oraz zanieczyszczeń (związków siarki) nie były stałe, trudno było utrzymać stosunek powietrza do paliwa na poziomie wystarczającym do utlenienia związków siarki do postaci SO2. Dlatego w miejsce istniejącego tlenowego analizatora spalin zastosowano przetwornik zawartości tlenu ? Oxymitter 4000 firmy Emerson Process Management. Nowsza technologia zapewniła operatorom precyzyjne odczyty zawartości tlenu w spalinach, które stanowią podstawę strategii sterowania i umożliwiają optymalizację stosunku powietrza do paliwa w procesie spalania w piecu.
Sterowanie pracą pieca siarkowego realizowane jest zazwyczaj w oparciu o zamknięty układ regulacji, który tak zmienia przepływ spalanego gazu, aby zapewnić utrzymanie właściwej temperatury w piecu. W rozwiązaniach tradycyjnych ręcznie otwierane i zamykane przepustnice naturalnego ciągu powietrza zapewniają dopływ powietrza do spalania. Nowoczesne piece projektowane są w taki sposób, aby zapewniały sztuczny ciąg powietrza wymaganego do procesu spalania. Pozwala to na regulowanie temperatury w układzie zamkniętym, gdzie powietrze do procesu spalania doprowadzane jest w funkcji wymaganego stosunku gaz ? powietrze. Regulacja w układzie zamkniętym oparta na nadmiarze tlenu może zostać wykorzystana do optymalizacji składu spalanego gazu.
Jeśli piec pracuje idealnie, nadmiar tlenu w strumieniu gazu spalinowego jest optymalizowany, co zapewnia całkowite utlenienie wszystkich składników siarkowych do SO2. Piece zakładów siarkowych pracują zazwyczaj, utrzymując nadmiar tlenu na poziomie 6?10%. Zalecany zakres działania wynosi 2?5%. Praca powyżej 5% powoduje nadmierne zużycie paliwa zasilającego piec.
Od momentu zainstalowania urządzenia Oxymitter 4000 firma Burnt Timber uzyskiwała poziom nadmiaru tlenu o wysokości 1% zamiast 2%, co w bezpośredni sposób przyczyniło się do zmniejszenia wymaganej ilości powietrza podmuchowego.
Najbardziej znaczące zalety działania w zalecanym zakresie nadmiaru powietrza:
-
właściwe utlenianie związków siarki,
-
redukcja zużycia paliwa gazowego,
-
redukcja emisji CO2 związana ze zmniejszeniem zużycia paliwa.
Dzięki nowemu analizatorowi operatorzy pracujący w fabryce Burnt Timber odkryli, że palnik pieca nie działał właściwie i to było jednym z powodów, że zakład naruszał dopuszczalne normy. Wymiana palnika ustabilizowała emisję SO2 i zapewniła zgodne z przepisami działanie zakładu.
Na temat zastosowania w Polsce urządzenia Oxymitter 4000 będzie można przeczytać pod koniec października 2004 na naszej stronie internetowej www.controlengpolska.com, zakładka ?W praktyce?.
www.emersonprocess.pl